JP6750576B2

JP6750576B2 - 電極の製造方法

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Publication number: JP6750576B2
Application number: JP2017131627A
Authority: JP
Inventors: 勝志榎原; 敬介高野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2037-07-05
Also published as: JP2019016468A

Description

本発明は、金属箔に活物質を含む材料である活物質材料を転写することにより、金属箔と活物質材料の層とが積層された電極を製造する製造方法に関する。

従来から、例えば、リチウムイオン二次電池には、金属箔の表面に活物質層が形成されたシート状の電極が用いられている。シート状の電極の製造方法を開示した文献としては、例えば、特許文献１がある。特許文献１には、電極活物質を含む造粒体を２つのロールの間に貯留し、ロールを回転させて造粒体をロールの間から押し出し、押し出された造粒体を金属箔に塗布することで電極を製造する製造方法が開示されている。そして、特許文献１には、造粒体を貯留する貯留部をロールの軸方向について区画するものであって、活物質層の塗工幅を規制する一対のブレードを備える製造装置が開示されている。

特開２０１６−１１５５７８号公報

しかしながら、前記した従来の技術には、次のような問題があった。すなわち、長距離の電極製造を行うことで、活物質層の塗工幅を規制するブレードの内側の面に造粒体の一部が付着することがある。付着した造粒体が堆積して固着すると、造粒体の流路が狭くなり、活物質層の塗工幅が縮小してしまう。付着した造粒体は、例えばスクレーパを用いての物理的な接触によって掻き落とすことができるが、そのためには製造を停止しなければならず、非効率であった。製造を停止することなく連続して長距離の製造を行っても、塗工幅が縮小しない技術が望まれていた。

本発明は、前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、連続して長距離の製造を行った場合でも、活物質層の塗工幅を適切な範囲内とすることが期待できる電極の製造方法を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における電極の製造方法は、活物質を含む材料である活物質材料を金属箔に塗工して電極を製造する電極の製造方法であって、第１ロールと、前記第１ロールに隣接して平行に配置される第２ロールと、エアを供給するエア供給機と、前記第１ロールと前記第２ロールとの間に、前記第１ロールと前記第２ロールとの軸方向について互いに対向して配置される一対の幅規制治具であって、前記エア供給機から供給されたエアが、互いに対向する側の面に開口する吹出口に導かれるエア流路を内蔵する前記一対の幅規制治具と、を備える製造装置を用いて、前記第１ロールと前記第２ロールと前記一対の幅規制治具とで囲まれる貯留部に前記活物質材料を貯留し、前記第１ロールと前記第２ロールとの回転によって、前記貯留部から前記第１ロールと前記第２ロールとの近接箇所に向かって前記活物質材料を押し出し、前記一対の幅規制治具のそれぞれについて、前記エア供給機から供給されるエアを、前記エア流路を介して前記吹出口から、前記一対の幅規制治具の互いに対向する側の面のうちの前記近接箇所側の先端部に向けて、間欠的に吹き付ける、ものである。

上述の一態様における電極の製造方法によれば、エア流路を内蔵する幅規制治具を用いて、第１ロールと第２ロールと一対の幅規制治具とに囲まれる貯留部に貯留される活物質材料が、第１ロールと第２ロールとの近接箇所に押し出される。そして、エア流路を介して、一対の幅規制治具の互いに対向する面のうち近接箇所側の先端部に向けて、間欠的にエアが吹き付けられる。つまり、活物質材料を貯留部から押し出して電極の製造を行いつつ、幅規制治具のうちの貯留部からの活物質材料の出口周辺の箇所にエアを吹き付ける。これにより、製造中に非接触で活物質材料が吹き落とされるので、幅規制治具への活物質材料の固着が抑制され、活物質材料の塗工幅の縮小が抑制される。

本発明によれば、連続して長距離の製造を行った場合でも、活物質層の塗工幅を適切な範囲内とすることが期待できる電極の製造方法が実現される。

本形態の製造装置を示す概略構成図である。隔壁の内側面を示す斜視図である。隔壁の外側面を示す斜視図である。隔壁の分解斜視図である。隔壁のエア流路の一部を示す断面図である。吐出タイミングを示すグラフである。実施例の製造方法による電極の未塗工幅の変化を示すグラフである。比較例の製造方法による電極の未塗工幅の変化を示すグラフである。初期と６００ｍ成膜後の未塗工幅を示すグラフである。他の形態の製造装置を示す説明図である。他の形態の製造装置を示す説明図である。他の形態の製造装置を示す説明図である。他の形態の製造装置を示す説明図である。他の形態の製造装置を示す説明図である。他の形態の製造装置を示す説明図である。他の形態の製造装置を示す説明図である。

以下、本発明を具体化した形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は、帯状の電極を製造する工程にて用いられる製造装置に、本発明を適用したものである。

本形態の製造装置１００の概略構成を、図１に示す。本形態の製造装置１００は、例えば、リチウムイオン二次電池に用いられる帯状の電極１１０を製造するための装置である。本形態の製造装置１００は、複数のロールを使用して、活物質を含む活物質材料である造粒体１０１を金属箔１０２に転写することにより、金属箔１０２上に活物質の層を形成した積層シート状の電極１１０を製造する装置である。

造粒体１０１は、電極活物質とバインダとを含む粉体に少量の水等の溶媒を加えて湿潤状態とし、攪拌することで略球形に造粒したものである。粉体にはさらに増粘剤が含まれてもよい。また、造粒体１０１としては、例えば、ふるい等によって、粒の大きさをある程度揃えたものを使用してもよい。

金属箔１０２は、例えば、厚さ１０〜２０μｍの帯状の金属製の箔であり、正極の電極を製造する際にはアルミ箔、負極の電極を製造する際には銅箔が用いられる。金属箔１０２は、図示しない供給ロール等から巻き出され、製造装置１００に供給される。

本形態の製造装置１００は、図１に示すように、Ａロール１と、Ｂロール２と、Ｃロール３と、隔壁５と、隔壁６と、エア供給機７と、ホース８と、を備える。Ａロール１は、第１ロールの一例であり、Ｂロール２は、第２ロールの一例である。隔壁５と隔壁６とは、幅規制治具の一例である。

Ａロール１とＢロール２とＣロール３とは、図１に示すように、回転軸が互いに平行で略水平となるように並んで配置されている。つまり、Ａロール１とＢロール２とは、互いに隣接して平行に配置され、Ｂロール２とＣロール３とは、互いに隣接して平行に配置されている。Ａロール１とＣロール３とは、隣接していない。

以下では、図１中に矢印で示すように、各ロールの軸方向をＸ方向、Ａロール１の回転軸とＢロール２の回転軸とを含む平面に垂直な方向をＹ方向、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。さらに、Ｙ方向のうち、Ａロール１とＢロール２との隣接箇所から見て隔壁５と隔壁６とが配置されている側を上方とし、逆を下方とする。また、Ｚ方向のうち、Ｂロール２から見て、Ａロール１側を左方とし、Ｃロール３側を右方とする。なお、本形態では、Ｘ方向およびＺ方向は、水平面内にあり、Ｙ方向は、鉛直方向である。

本形態の製造装置１００では、図１に示すように、Ａロール１の径はＢロール２の径よりも小さい。また、Ａロール１とＢロール２とは、外周面同士の最近接箇所で、例えば、６０〜１００μｍの隙間を空けて隣接している。また、Ｂロール２とＣロール３とは、外周面同士の最近接箇所で、例えば、１０〜２０μｍの隙間を空けて隣接している。以下では、Ａロール１とＢロール２との近接箇所の隙間を供給ギャップＧ１、Ｂロール２とＣロール３との近接箇所の隙間を成膜ギャップＧ２という。

そして、Ａロール１とＢロール２とＣロール３とは、それぞれを回転駆動するモータ（不図示）に接続されており、電極の製造時には所定の回転速度で回転される。なお、モータは、各ロールで共通であっても個別であってもよい。各ロールの回転方向は、２つのロールの隣接する位置である供給ギャップＧ１や成膜ギャップＧ２にて、ギャップを形成する２つのロールの外周面が互いに同じ向きへ移動するように定められている。つまり、Ａロール１とＣロール３とは同じ回転方向に回転され、Ｂロール２は、Ａロール１やＣロール３とは逆の回転方向に回転される。

具体的に、図１に示した本形態の製造装置１００では、供給ギャップＧ１では、Ａロール１とＢロール２との外周面がいずれも下方へ向かう向きに移動し、成膜ギャップＧ２では、Ｂロール２とＣロール３との外周面がいずれも上方へ向かう向きに移動する。なお、製造時の各ロールの周速は、例えば、Ａロール１の周速が３つのうちで最も遅く、Ｃロール３の周速が３つのうちで最も速い。各ロールの径や周速は、適切な製造が可能な範囲で選択されればよい。

隔壁５と隔壁６とは、図１に示すように、Ａロール１とＢロール２との軸方向の両端部にて、互いに対向するように配置された一対の略板状の部材である。隔壁５と隔壁６とは、いずれも、Ａロール１の外周面の一部とＢロール２の外周面の一部とに接触して、供給ギャップＧ１の上方に配置されている。そして、Ａロール１の外周面とＢロール２の外周面と隔壁５と隔壁６とにて区画される領域は、上方が開放されており、内部に造粒体１０１を貯留できる貯留部９となっている。

電極１１０の製造時には、図１に示すように、貯留部９に所定量の造粒体１０１が供給され、Ｃロール３に金属箔１０２が巻き付けられた状態から、各ロール１〜３が所定の回転速度で回転される。これにより、貯留部９に貯留されている造粒体１０１が、供給ギャップＧ１から押し出され、Ｂロール２に沿って成膜ギャップＧ２に供給される。さらに、供給された造粒体１０１が成膜ギャップＧ２にて金属箔１０２に転写されることで、金属箔１０２に造粒体１０１が積層された電極１１０が製造される。

つまり、図１に示すように、電極１１０上に形成される活物質の層の幅である塗工幅Ｗは、貯留部９から押し出される際の造粒体１０１の幅によって決定される。そして、貯留部９から押し出される際の造粒体１０１の幅は、隔壁５と隔壁６との互いに対向する面の間隔によって規制されている。詳細には、隔壁５の貯留部９側の面と隔壁６の貯留部９側の面との間隔によって、電極１１０の塗工幅Ｗが決定される。

そして、隔壁５と隔壁６とには、図１に示すように、エアを流す流路であるエア流路１０が内蔵されている。さらに、エア流路１０へのエアの流入口１１には、ホース８を介して、エア供給機７が接続されている。つまり、本形態の製造装置１００では、エア供給機７から供給されるエアが、隔壁５のエア流路１０と隔壁６のエア流路１０とに流通される。そして、エア流路１０のエアの出口は、隔壁５と隔壁６とのそれぞれについて、互いに対向する側の面内に形成されている。

次に、隔壁５と隔壁６とに形成されているエア流路１０について、図２〜図４を参照して説明する。なお、隔壁６は、隔壁５をＺ方向について左右反転させた形状であり、以下では、隔壁５について代表して説明する。

隔壁５は、図２〜図４に示すように、２枚の板状の部材である内板５１と外板５２とを貼り合わせて構成されている。貼り合わせる方法は、ねじ止めでもよいし、接着でもよい。各ロール１〜３の回転軸の方向について、内板５１はロールの中央部側に配置され、外板５２はロールの端部側に配置される。この点は、隔壁６についても同様であり、図１に示した貯留部９は、隔壁５の内板５１と隔壁６の内板５１とに囲まれている。

以下では、図２と図３に矢印で示すように、隔壁５の内板５１の側を内方、外板５２の側を外方とする。図２は、図１と同じ向きの図であり、隔壁５を、内板５１の側から、つまり内方から見た斜視図である。図３は、隔壁５を、外板５２の側から、つまり外方から見た斜視図である。図４は、貼り合わせる前の内板５１と外板５２とを示す図である。

隔壁５は、図２〜図４に示すように、下部の中央部分が下方に向かって幅狭となるように突出した略５角形の板状のものである。具体的には、隔壁５のうち、左下側は円弧状の凹曲面５０１となっており、右下側は円弧状の凹曲面５０２となっている。そして、隔壁５のうち、凹曲面５０１と凹曲面５０２との間には、下方に向かって幅狭となるように突出する先端部５０３が形成されている。

凹曲面５０１は、Ａロール１の外周面に沿う曲面であり、凹曲面５０２は、Ｂロール２の外周面に沿う曲面である。そして、図１に示したように、隔壁５が供給ギャップＧ１の上方に配置されると、凹曲面５０１はＡロール１の外周面に接触し、凹曲面５０２はＢロール２の外周面に接触する。先端部５０３は、供給ギャップＧ１に挿入される。Ａロール１およびＢロール２は、隔壁５および隔壁６の下部の曲面に摺接しつつ回転する。

貼り合わせる前の内板５１には、図４に示すように、外板５２と貼り合わせられる面内に、溝５１２が形成されている。そして、溝５１２が形成された内板５１と、外板５２とを貼り合わせることで、内板５１と外板５２との間に前述したエア流路１０が形成される。本形態では、溝５１２は、内板５１の面内で、上方の角部に配置された始点５１２ａから面内を左右方向に進み、曲折点５１２ｂにて曲がって、出口５１２ｃまで下方へまっすぐ続いている。出口５１２ｃは、内板５１の下方の端部である端面５１１に開口している。そして、溝５１２のうち、曲折点５１２ｂから出口５１２ｃまでの間は直線状である。

外板５２の上左方の角部には、図３に示すように、部分的に外方に突出した凸部５２１と、凸部５２１を貫通する貫通路５２２と、が形成されている。そして、図４に示すように、貫通路５２２の内板５１側の開口は、内板５１の溝５１２の内部であって始点５１２ａの近傍の位置に対向する位置に形成されている。従って、外板５２を内板５１と貼り合わせることで、外板５２の貫通路５２２と内板５１の溝５１２の内部とが連通する。さらに、外板５２の凸部５２１の外側に、貫通路５２２に連通してエアの流入口１１が取り付けられている。流入口１１は、図１に示したように、ホース８を介してエア供給機７が接続され、エアが流入する箇所である。

図２や図４に示すように、内板５１の下部は、外板５２よりも短い。つまり、隔壁５の先端部５０３は、外板５２のみによって形成されており、内板５１の端面５１１は、先端部５０３より上方の位置にある。さらに、内板５１の溝５１２の出口５１２ｃが端面５１１に開口していることから、貼り合わせ後の隔壁５では、エア流路１０の吹出口５１３は、図２に示すように、外板５２の先端部５０３の上方であって、内板５１と外板５２との境界部に開口する。なお、内板５１と外板５２との周囲の形状は、先端部５０３の近傍以外は同形である。

本形態の製造装置１００では、隔壁５に内蔵されているエア流路１０は、外板５２側の流入口１１から、内板５１と外板５２との間、すなわち隔壁５の内部を通って、吹出口５１３へと連通している。そして、吹出口５１３が先端部５０３の上方に設けられていることから、エア供給機７から供給されたエアは、流入口１１からエア流路１０に流入し、吹出口５１３から外板５２のうち先端部５０３の内側の面に吹き付けられる。

なお、内板５１の端面５１１は、図２と図５に示すように、先端部５０３に向かってなだらかに続く斜面状となっている。図５は、図２の一部のＡ−Ａ断面図であって、エア流路１０の吹出口５１３の近傍の断面図である。つまり、端面５１１における内板５１の厚さは、下方ほど薄くなっている。

そして、図５に示すように、内板５１の溝５１２の深さは、端面５１１に対応する箇所で、下方ほど浅くなっている。溝５１２の幅は、図４に示すように、少なくとも曲折点５１２ｂから出口５１２ｃまでの範囲では一定幅である。つまり、本形態のエア流路１０の断面積は、吹出口５１３の近傍で、下方ほど小さくなっている。吹出口５１３の開口面積は、例えば、端面５１１以外の箇所のエア流路１０の断面積の１／２以下である。従って、吹出口５１３から吹き出すエアの流速は、エア流路１０を流れるエアの流速より速い。

このように、本形態の製造装置１００によれば、エア供給機７からエア流路１０にエアを供給することで、吹出口５１３からエアを吹き出させ、先端部５０３の内側の面に高速のエアを吹き付けることができる。先端部５０３は、供給ギャップＧ１に挿入される箇所であって、先端部５０３の内側の面は、電極１１０の塗工幅Ｗを規制する面である。製造装置１００は、高速のエアを吹き付けることにより、先端部５０３の内側の面に付着した造粒体１０１を、非接触にて取り除く。

続いて、本形態の製造装置１００にて電極１１０を製造する方法について説明する。本形態の製造方法では、造粒体１０１と金属箔１０２とをそれぞれ準備し、貯留部９に造粒体１０１を貯留し、Ｃロール３に金属箔１０２を巻き付けた状態から、図１に示したように、各ロール１〜３の回転を開始する。製造装置１００は、各ロール１〜３を、それぞれ所定の回転速度で、連続して回転させる。製造の開始時には、エア供給機７によるエアの供給は行わない。

各ロール１〜３の回転により、造粒体１０１は、隔壁５と隔壁６とによって規制される幅と、供給ギャップＧ１にて規制される厚さの帯状となって、Ｂロール２にて成膜ギャップＧ２に向けて搬送される。さらに、帯状の造粒体１０１が成膜ギャップＧ２にて金属箔１０２に転写され、金属箔１０２に造粒体１０１の層が形成される。これにより、電極１１０が製造される。なお、含まれる溶媒の量の多い造粒体１０１を使用する場合には、製造工程として、転写後の電極１１０を乾燥する工程を含んでもよい。

本形態の製造方法では、金属箔１０２に造粒体１０１の層を形成する工程に並行してさらに、間欠的にエア供給機７を駆動させて、隔壁５のエア流路１０と隔壁６のエア流路１０とにエアを供給する。電極１１０の製造を継続すると、隔壁５と隔壁６との先端部５０３の内側の面には造粒体１０１が付着しがちである。付着した造粒体１０１が堆積して固着すると、製造される電極１１０の塗工幅Ｗが減少する可能性がある。そこで、製造装置１００では、付着した造粒体１０１が固着状態となる前に、先端部５０３に間欠的にエアを吹き付けて、造粒体１０１を吹き落とす。

具体的には、例えば、図６に示すように、所定の間隔で所定時間ずつエア供給機７を駆動させる。まず、製造を開始してから所定の初期時間が経過した時刻ｔ１から、所定の吐出時間Ｓ１の間、エア供給機７を駆動させて、所定量のエアを供給する。所定量のエアを供給したら、エア供給機７を停止させる。そして、さらに所定の吐出停止時間Ｓ２の経過を待って、さらに吐出時間Ｓ１の間、エアを供給する。つまり、製造装置１００は、吐出時間Ｓ１のエア吐出と、吐出停止時間Ｓ２の吐出停止とを繰り返す。これにより、エア流路１０には、間欠的にエアが供給される。なお、隔壁５のエア流路１０へのエアの吐出と、隔壁６のエア流路１０へのエアの吐出とは、同時でもよいし、交互でもよい。

吐出時間Ｓ１は、エア供給機７による所定時間当たりのエアの供給量や、吹出口５１３の断面積、隔壁５と隔壁６への造粒体１０１の付着の程度等に応じて、適切なエアの吹き出し量となるように選択される。つまり、隔壁５と隔壁６とに付着した造粒体１０１を吹き落とすことができるエアの流速および流量となるように、吐出時間Ｓ１を決定する。

本形態では、吐出停止時間Ｓ２は、吐出時間Ｓ１より長い。吐出停止時間Ｓ２は、例えば、吐出時間Ｓ１の２倍以上の時間であるとよい。吐出停止時間Ｓ２は、製造の開始からの時間経過に応じて変化する可変の時間としてもよい。吐出停止時間Ｓ２は、例えば、製造の開始直後には長く、製造の開始から所定時間経過後からは、それより短い時間としてもよい。また、吐出時間Ｓ１や吐出停止時間Ｓ２は、温度や湿度等の環境に応じて可変としてもよい。

なお、吐出停止時間Ｓ２を設けずに連続的にエアを供給すると、貯留部９に貯留されている造粒体１０１の乾燥が進み、金属箔１０２への転写性が悪化する可能性がある。また、連続的にエアを供給すると、隔壁５と隔壁６との近傍にて他の箇所よりも多くの造粒体１０１が供給されて、ブリッジが発生する可能性がある。本形態では、吐出停止時間Ｓ２を設け、間欠的にエアを供給するので、造粒体１０１の乾燥やブリッジの発生を抑制し、良好な電極１１０を製造できる。

続いて、本形態の製造装置１００を用いて実際に電極１１０を製造した実験結果について説明する。本実験では、本発明の製造方法にて電極１１０を製造し、製造された電極１１０の幅方向の端部であって、金属箔１０２のうち造粒体１０１の層が形成されていない部分の幅である未塗工幅を測定した。本実験では、吐出時間Ｓ１を１秒、吐出停止時間Ｓ２を６０秒とし、エアの吐出圧を０．３ＭＰａとしてエア流路１０にエアを供給しつつ、成膜速度８ｍ／ｍｉｎで６００ｍ以上の電極１１０を製造した。つまり、８ｍ成膜するごとに１秒間のエアの供給を行った。

本発明の製造方法にて製造された実施例の電極１１０の未塗工幅の変化を図７に示す。電極１１０の未塗工幅は、製造開始直後には約１３．８±０．２（ｍｍ）であり、成膜距離が約６００ｍに達しても大きな変化はなく、約１３．８±０．２（ｍｍ）であった。なお、図７に示すように、未塗工幅の変化の主な凹凸は、エア吐出の間隔にほぼ対応していた。つまり、エアの供給頻度を上昇させれば、未塗工幅の変化幅をさらに抑制できると推測される。

一方、エアの供給を行わない比較例の製造方法にて製造した電極についても、幅方向について端部の未塗工部の幅を測定した。比較例では、エアの供給を行わない点以外は、実施例の製造方法と同じ条件で製造した。

比較例の電極における未塗工幅の変化を図８に示す。比較例の電極の未塗工幅は、製造開始直後には約１４．０±０．２（ｍｍ）であり、成膜距離が約６００ｍに達した時には約１４．４±０．２（ｍｍ）であった。比較例では、固着した造粒体によって塗工幅が減少したことで、端部の未塗工幅が大きくなったと推測される。比較例にてさらに成膜すると、図８に矢印で示すように、成膜距離が長くなるにつれて未塗工幅は大きくなった。なお、比較例では、成膜距離が約１０００ｍを超えた後に、未塗工幅が急激に小さくなる箇所があった。エアの供給を行わなくても、付着した造粒体が自然に剥がれ、一時的に塗工幅が回復する場合があると推測される。

実施例と比較例との、製造開始からの初期の部分における未塗工幅と６００ｍ成膜後の部分における未塗工幅とを比較したグラフを、図９に示す。実施例では、製造の初期と６００ｍ成膜後とで、未塗工幅の中央値にもばらつきの程度にも変化は無かった。一方、比較例では、６００ｍ成膜後には製造の初期よりも未塗工幅の中央値が大きくなった。つまり、比較例の製造方法では、連続して製造することで塗工幅が減少したが、実施例では減少せず、本発明の効果が確認できた。

以上詳細に説明したように本形態の電極の製造方法によれば、それぞれにエア流路１０を内蔵する隔壁５と隔壁６とを備える製造装置１００を使用し、製造工程と並行して、エア流路１０に間欠的にエアを供給することで、隔壁５と隔壁６とに付着した造粒体１０１を、物理的な接触なく吹き落とす。これにより、製造を継続しても、隔壁５と隔壁６とに付着する造粒体１０１の量が低減され、隔壁５と隔壁６との間の距離が小さくなることが抑制される。従って、長期に連続して製造を行った場合でも、塗工幅が小さくなる可能性は小さく、製造された電極１１０における造粒体１０１の塗工幅を適切な範囲内に維持できる可能性が高い。

なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、本発明は、金属箔に造粒体による層を形成してシート状の電極を製造する製造方法であれば、リチウムイオン二次電池用の電極に限らず、各種の電池の電極の製造方法に適用可能である。

また、製造装置１００の各ロール１〜３の配置は、実施の形態にて図示した例に限らない。例えば、図１０から図１６に示すような構成であっても、造粒体を貯留する貯留部から、Ａロール１とＢロール２との間のギャップに向けて、間欠的にエアを吹き付ける本発明の製造方法を適用することで、塗工幅を適切な範囲内に維持できる可能性が高まる。各図中では、エアを吹き付ける方向を白抜きの矢印で示している。

例えば、図１０や図１１に示すように、Ａロール１とＢロール２との並びと、Ｂロール２とＣロール３との並びとは、角度がついていてもよい。例えば、図１０に示すように、Ｃロール３をＢロール２の下方に配置してもよい。また、例えば、図１１に示すように、Ａロール１をＢロール２の下方に配置し、さらに、貯留部を形成する容器を備えることで、Ａロール１とＢロール２との間に造粒体１０１を供給することも可能である。

また、例えば、図１２から図１５に示すように、２つのロールの間に金属箔と造粒体とを供給し、金属箔に造粒体を塗工する構成とすることもできる。例えば、図１２に示すように、Ｂロール２に金属箔を巻き付け、Ａロール１とＢロール２とのギャップにて、造粒体の供給と金属箔への転写とを同時に行ってもよい。また、図１３に示すように、Ａロール１に金属箔を巻き付け、さらに、サポートロールを用いて、金属箔の進行方向を変更してもよい。また、例えば、図１４に示すように、小径のＡロール１と大径のＢロール２とを上下に配置して、Ａロール１の外周とＢロール２の外周との間に貯留部を設けてもよい。また、例えば、図１５に示すように、ポンプを用いて、下方から造粒体を供給する構成とすることもできる。さらに、例えば、図１６に示すように、４つ以上のロールを用いて、金属箔の両面に同時に造粒体を塗工する構成にも適用可能である。

また、エア流路１０の形状は、実施の形態に示したものに限らない。例えば、エア流路は、曲折のある形状に限らない。例えば、内板５１に上方から下方に向かう直線状の溝を形成し、外板５２の流入口１１をその溝の位置に対向する位置に設けてもよい。また、溝５１２の幅は、一定幅でなくてもよい。また、吹出口５１３の開口面積は、流路の他の箇所の断面積と同じであってもよい。

また、隔壁５と隔壁６との形状は、実施の形態に示したものに限らない。例えば、内板５１の端面５１１は、斜面でなくてもよい。また、外板５２に流入口１１を取り付けることができればよく、凸部５２１が形成されていなくてもよい。

また、エアを間欠的に吹き付けることができればよく、エア供給機７を間欠的に駆動させる代わりに、エア供給機７と流入口１１との間に開閉弁を設けて、その開閉弁を間欠的に開閉することでも実現可能である。

１Ａロール
２Ｂロール
５、６隔壁
５０３先端部
５１３吹出口
７エア供給機
９貯留部
１０エア流路
１００製造装置
１０１造粒体
１０２金属箔
１１０電極

Claims

活物質を含む材料である活物質材料を金属箔に塗工して電極を製造する電極の製造方法であって、
第１ロールと、
前記第１ロールに隣接して平行に配置される第２ロールと、
エアを供給するエア供給機と、
前記第１ロールと前記第２ロールとの間に、前記第１ロールと前記第２ロールとの軸方向について互いに対向して配置される一対の幅規制治具であって、前記エア供給機から供給されたエアが、互いに対向する側の面に開口する吹出口に導かれるエア流路を内蔵する前記一対の幅規制治具と、
を備える製造装置を用いて、
前記第１ロールと前記第２ロールと前記一対の幅規制治具とで囲まれる貯留部に前記活物質材料を貯留し、
前記第１ロールと前記第２ロールとの回転によって、前記貯留部から前記第１ロールと前記第２ロールとの近接箇所に向かって前記活物質材料を押し出し、
前記一対の幅規制治具のそれぞれについて、前記エア供給機から供給されるエアを、前記エア流路を介して前記吹出口から、前記一対の幅規制治具の互いに対向する側の面のうちの前記近接箇所側の先端部に向けて、間欠的に吹き付ける、
ことを特徴とする電極の製造方法。