JP7170057B2 - 電極製造装置及び電極製造方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本国際出願は、２０１８年１０月２４日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１８－２０００８５号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－２０００８５号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
本開示は電極製造装置及び電極製造方法に関する。
近年、電子機器の小型化・軽量化は目覚ましく、それに伴い、当該電子機器の駆動用電源として用いられる電池に対しても小型化・軽量化の要求が一層高まっている。
このような小型化・軽量化の要求を満足するために、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池が開発されている。また、高エネルギー密度特性及び高出力特性を必要とする用途に対応する蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタが知られている。更に、リチウムより低コストで資源的に豊富なナトリウムを用いたナトリウムイオン型の電池やキャパシタも知られている。
このような電池やキャパシタにおいては、様々な目的のために、予めアルカリ金属を電極にドープするプロセス（一般にプレドープと呼ばれている）が採用されている。アルカリ金属を電極にプレドープする方法として、例えば、連続式の方法がある。連続式の方法では、帯状の電極板を電解液中で移送させながらプレドープを行う。連続式の方法は、特許文献１～４に開示されている。
特開平１０－３０８２１２号公報 特開２００８－７７９６３号公報 特開２０１２－４９５４３号公報 特開２０１２－４９５４４号公報
帯状の電極板には、活物質層が形成されず、基材がむき出しになった部分（以下では基材露出部とする）が存在することがある。基材露出部に対しプレドープを行うと、基材上にアルカリ金属が析出する。基材上に析出したアルカリ金属は様々な問題を生じさせる。
また、帯状の電極板同士を繋ぎ合わせてから、プレドープを行うことがある。帯状の電極板同士を繋ぎ合わせた部分（以下では繋ぎ合わせ部とする）は抵抗が高い。繋ぎ合わせ部に対しプレドープを行うと、抵抗発熱が大きくなる。抵抗発熱が大きいと、電解液の温度が上昇し、プレドープの結果にばらつきが生じてしまう。
本開示の１つの局面では、電極の一部においてプレドープを抑制できる電極製造装置及び電極製造方法を提供することが望ましい。
本開示の１つの局面は、活物質を含む層を有する帯状の電極前駆体における前記活物質にアルカリ金属をドープして帯状のドープ電極を製造する電極製造装置であって、前記電極前駆体が有するマークを検出するように構成されたセンサと、アルカリ金属イオンを含む溶液を収容するように構成された少なくとも１つのドーピング槽と、前記電極前駆体を、前記ドーピング槽内を通過する経路に沿って搬送するように構成された搬送ユニットと、前記ドーピング槽に収容されるように構成された対極ユニットと、前記電極前駆体と前記対極ユニットとを電気的に接続するように構成された接続ユニットと、前記接続ユニットを介して、前記対極ユニットに電流を流すように構成された電源と、前記センサの検出結果に基づき、前記電源を制御するように構成された電源制御ユニットと、を備える電極製造装置である。
本開示の１つの局面である電極製造装置は、センサを用いて、電極前駆体が有するマークを検出する。本開示の１つの局面である電極製造装置は、マークの検出結果に基づき、電源を制御する。そのことにより、本開示の１つの局面である電極製造装置は、電極前駆体のうち、マークと所定の位置関係にある一部においてプレドープを抑制できる。
本開示の別の局面は、活物質を含む層を有する帯状の電極前駆体における前記活物質にアルカリ金属をドープして帯状のドープ電極を製造する電極製造方法であって、アルカリ金属イオンを含む溶液及び対極ユニットを収容する少なくとも１つのドーピング槽内を通過する経路に沿って前記電極前駆体を搬送し、前記電極前駆体と前記対極ユニットとを電気的に接続し、電源を用い、前記接続ユニットを介して、前記対極ユニットに電流を流し、センサを用いて前記電極前駆体が有するマークを検出し、前記センサの検出結果に基づき、前記電源を制御する電極製造方法である。
本開示の別の局面である電極製造方法では、センサを用いて、電極前駆体が有するマークを検出する。本開示の別の局面である電極製造方法では、マークの検出結果に基づき、電源を制御する。そのことにより、本開示の別の局面である電極製造方法によれば、電極前駆体のうち、マークと所定の位置関係にある一部においてプレドープを抑制できる。
電極製造装置の構成を表す説明図である。 電解液槽を下方に移動させた状態を表す説明図である。 電極製造装置の電気的構成を表す説明図である。 対極ユニット及び多孔質絶縁部材の構成を表す側断面図である。 電極前駆体の構成を表す平面図である。 図５及び図８におけるVI-VI断面での断面図である。 電源制御ユニットが実行する処理を表すフローチャートである。 別形態の電極前駆体の構成を表す平面図である。
１…電極製造装置、７、２０３、２０５、２０７…電解液槽、９、１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２９、３１、３０５、３０７、１０９、３１１、３１３、３１５、３１７、１１９、３２１、３２３、３３、３５、３７、３９、４１、４３、４５…搬送ローラ、４７…供給ロール、４９…巻取ロール、５１、５２、５４…対極ユニット、５３…多孔質絶縁部材、５５…支持台、５７…循環濾過ユニット、６１、６２、６４…直流電源、６３…ブロア、６５…センサ、６６…電源制御ユニット、６７、６８、７０…支持棒、６９…仕切り板、７１…空間、７３…電極前駆体、７５…電極、７７…導電性基材、７９…アルカリ金属含有板、８１…フィルタ、８３…ポンプ、８５…配管、８７、８９、９１、９３、９７、９９…ケーブル、９３…集電体、９５…活物質層、１０１…ＣＰＵ、１０３…洗浄槽、１０５…メモリ、１０７…マーク、１０７Ａ…先頭マーク、１０７Ｂ…後方マーク、１１１…マーク対象部
本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
１．電極製造装置１の構成
電極製造装置１の構成を、図１～図４に基づき説明する。図１に示すように、電極製造装置１は、電解液槽２０３、２０５、７、２０７と、洗浄槽１０３と、搬送ローラ９、１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２９、３１、３０５、３０７、１０９、３１１、３１３、３１５、３１７、１１９、３２１、３２３、３３、３５、３７、３９、４１、４３、４５（以下ではこれらをまとめて搬送ローラ群と呼ぶこともある）と、供給ロール４７と、巻取ロール４９と、対極ユニット５１、５２、５４と、多孔質絶縁部材５３と、支持台５５と、循環濾過ユニット５７と、３つの直流電源６１、６２、６４と、ブロア６３と、センサ６５と、電源制御ユニット６６と、を備える。電解液槽２０５、７、２０７はドーピング槽に対応する。搬送ローラ群は搬送ユニットに対応する。
電解液槽２０５は、図１及び図２に示すように、上方が開口した角型の槽である。電解液槽２０５の底面は、略Ｕ字型の断面形状を有する。電解液槽２０５内には、仕切り板６９と、４個の対極ユニット５１と、４個の多孔質絶縁部材５３と、搬送ローラ２７とが存在する。図２に示すように、４個の多孔質絶縁部材５３には、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが含まれる。
仕切り板６９は、その上端を貫く支持棒６７により支持されている。支持棒６７は図示しない壁等に固定されている。仕切り板６９のうち、上端を除く部分は、電解液槽２０５内にある。仕切り板６９は上下方向に延び、電解液槽２０５の内部を２つの空間に分割している。仕切り板６９の下端に、搬送ローラ２７が取り付けられている。仕切り板６９と搬送ローラ２７とは、それらを貫く支持棒６８により支持されている。なお、仕切り板６９の下端付近は、搬送ローラ２７と接触しないように切り欠かれている。搬送ローラ２７と、電解液槽２０５の底面との間には空間が存在する。
４個の対極ユニット５１は、それぞれ、それらの上端を貫く支持棒７０により支持され、上下方向に延びている。支持棒７０は図示しない壁等に固定されている。対極ユニット５１のうち、上端を除く部分は、電解液槽２０５内にある。４個の対極ユニット５１のうち、２個は、仕切り板６９を両側から挟むように配置されている。残りの２個の対極ユニット５１は、電解液槽２０５の内側面に沿って配置されている。
図１に示すように、仕切り板６９側に配置された対極ユニット５１と、電解液槽２０５の内側面に沿って配置された対極ユニット５１との間には空間７１が存在する。対極ユニット５１は、直流電源６１のプラス極に接続される。対極ユニット５１の詳しい構成は後述する。
それぞれの対極ユニット５１における空間７１側の表面に、多孔質絶縁部材５３が取り付けられている。多孔質絶縁部材５３の詳しい構成は後述する。
電解液槽２０３は、基本的には電解液槽２０５と同様の構成を有する。ただし、電解液槽２０３は、対極ユニット５１及び多孔質絶縁部材５３を備えない。また、電解液槽２０３は、搬送ローラ２７に代えて、搬送ローラ１７を備える。搬送ローラ１７は、搬送ローラ２７と同様のものである。
電解液槽７は、基本的には電解液槽２０５と同様の構成を有する。ただし、電解液槽７は、４個の対極ユニット５１及び搬送ローラ２７に代えて、４個の対極ユニット５４及び搬送ローラ１０９を備える。４個の対極ユニット５４は、４個の対極ユニット５１と同様のものである。搬送ローラ１０９は、搬送ローラ２７と同様のものである。対極ユニット５４は、直流電源６２のプラス極に接続される。
電解液槽２０７は、電解液槽２０５と同様の構成を有する。ただし、電解液槽２０７は、４個の対極ユニット５１及び搬送ローラ２７に代えて、４個の対極ユニット５２及び搬送ローラ１１９を備える。４個の対極ユニット５２は、４個の対極ユニット５１と同様のものである。搬送ローラ１１９は、搬送ローラ２７と同様のものである。対極ユニット５２は、直流電源６４のプラス極に接続される。
洗浄槽１０３は、基本的には電解液槽２０５と同様の構成を有する。ただし、洗浄槽１０３は、対極ユニット５１及び多孔質絶縁部材５３を備えない。また、洗浄槽１０３は、搬送ローラ２７に代えて、搬送ローラ３７を備える。搬送ローラ３７は、搬送ローラ２７と同様のものである。
搬送ローラ２５、２９、３０７、３１１、３１７、３２１は、導電性の材料から成る。搬送ローラ群のうち、その他の搬送ローラは、軸受部分を除き、エラストマーから成る。搬送ローラ群は、後述する電極前駆体７３を一定の経路に沿って搬送する。搬送ローラ群が電極前駆体７３を搬送する経路は、供給ロール４７から、電解液槽２０３の中、電解液槽２０５の中、電解液槽７の中、電解液槽２０７の中、及び洗浄槽１０３の中を順次通り、巻取ロール４９に至る経路である。
その経路のうち、電解液槽２０３の中を通る部分は、まず、電解液槽２０３の内側面と、仕切り板６９との間を下方に移動し、次に、搬送ローラ１７により移動方向を上向きに変えられ、最後に、電解液槽２０３の内側面と、それに対向する仕切り板６９との間を上方に移動するという経路である。
また、上記の経路のうち、電解液槽２０５の中を通る部分は、まず、電解液槽２０５の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を下方に移動し、次に、搬送ローラ２７により移動方向を上向きに変えられ、最後に、電解液槽２０５の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を上方に移動するという経路である。
また、上記の経路のうち、電解液槽７の中を通る部分は、まず、電解液槽７の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を下方に移動し、次に、搬送ローラ１０９により移動方向を上向きに変えられ、最後に、電解液槽７の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を上方に移動するという経路である。
また、上記の経路のうち、電解液槽２０７の中を通る部分は、まず、電解液槽２０７の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を下方に移動し、次に、搬送ローラ１１９により移動方向を上向きに変えられ、最後に、電解液槽２０７の内側面に沿って取り付けられた多孔質絶縁部材５３と、それに対向する仕切り板６９側の多孔質絶縁部材５３との間の空間７１を上方に移動するという経路である。
また、上記の経路のうち、洗浄槽１０３の中を通る部分は、まず、洗浄槽１０３の内側面と、仕切り板６９との間を下方に移動し、次に、搬送ローラ３７により移動方向を上向きに変えられ、最後に、洗浄槽１０３の内側面と、仕切り板６９との間を上方に移動するという経路である。
供給ロール４７は、その外周に電極前駆体７３を巻き回している。すなわち、供給ロール４７は、巻き取られた状態の電極前駆体７３を保持している。搬送ローラ群は、供給ロール４７に保持された電極前駆体７３を引き出し、搬送する。
巻取ロール４９は、搬送ローラ群により搬送されてきた電極７５を巻き取り、保管する。なお、電極７５は、電極前駆体７３に対し、電解液槽２０５、７、２０７においてアルカリ金属のプレドープを行うことで製造されたものである。電極７５はドープ電極に対応する。
対極ユニット５１、５２、５４は、板状の形状を有する。図４に示すように、対極ユニット５１、５２、５４は、導電性基材７７と、アルカリ金属含有板７９とを積層した構成を有する。導電性基材７７の材質としては、例えば、銅、ステンレス、ニッケル等が挙げられる。アルカリ金属含有板７９の形態は特に限定されず、例えば、アルカリ金属板、アルカリ金属の合金板等が挙げられる。アルカリ金属含有板７９の厚さは、例えば、０．０３～３ｍｍとすることができる。
多孔質絶縁部材５３は、板状の形状を有する。多孔質絶縁部材５３は、図４に示すように、アルカリ金属含有板７９の上に積層され、対極ユニット５１、５２、５４の表面に取り付けられている。多孔質絶縁部材５３が有する板状の形状とは、多孔質絶縁部材５３が対極ユニット５１、５２、５４の表面に取り付けられている際の形状である。多孔質絶縁部材５３は、それ自体で一定の形状を保つ部材であってもよいし、例えばネット等のように、容易に変形可能な部材であってもよい。
図４に示すように、多孔質絶縁部材５３と、搬送ローラ群により搬送される電極前駆体７３とは非接触である。多孔質絶縁部材５３の表面から、電極前駆体７３までの最短距離ｄは、０．５～１００ｍｍの範囲内であることが好ましく、１～１０ｍｍの範囲内であることが特に好ましい。最短距離ｄとは、多孔質絶縁部材５３の表面のうち、電極前駆体７３に最も近い点と、電極前駆体７３との距離である。
多孔質絶縁部材５３は多孔質である。そのため、後述するドープ溶液は、多孔質絶縁部材５３を通過することができる。そのことにより、対極ユニット５１、５２、５４は、ドープ溶液に接触することができる。
多孔質絶縁部材５３としては、例えば、樹脂製のメッシュ等が挙げられる。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。メッシュの目開きは適宜設定でき、例えば、０．１μｍ～１０ｍｍとすることができるが、０．１～５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。メッシュの厚みは適宜設定でき、例えば、１μｍ～１０ｍｍとすることができるが、３０μｍ～１ｍｍの範囲内にあることが好ましい。メッシュの目開き率は適宜設定でき、例えば、５～９８％とすることができるが、５～９５％であることが好ましく、５０～９５％の範囲内にあることがさらに好ましい。
多孔質絶縁部材５３は、その全体が絶縁性の材料から成っていてもよいし、その一部に絶縁性の層を備えていてもよい。
支持台５５は、電解液槽２０３、２０５、７、２０７及び洗浄槽１０３を下方から支持する。支持台５５は、その高さを変えることができる。仕切り板６９、対極ユニット５１、及び多孔質絶縁部材５３の上下方向における位置を維持したまま、電解液槽２０５を支持する支持台５５を低くすると、図２に示すように、仕切り板６９、対極ユニット５１、及び多孔質絶縁部材５３に対し、電解液槽２０５を相対的に下方に移動させることができる。また、支持台５５高くすると、仕切り板６９、対極ユニット５１、及び多孔質絶縁部材５３に対し、電解液槽２０５を相対的に上方に移動させることができる。電解液槽２０３、７、２０７及び洗浄槽１０３を支持する支持台５５も同様の機能を有する。
循環濾過ユニット５７は、電解液槽２０３、２０５、７、２０７にそれぞれ設けられている。循環濾過ユニット５７は、フィルタ８１と、ポンプ８３と、配管８５と、を備える。
電解液槽２０３に設けられた循環濾過ユニット５７において、配管８５は、電解液槽２０３から出て、ポンプ８３、及びフィルタ８１を順次通り、電解液槽２０３に戻る循環配管である。電解液槽２０３内のドープ溶液は、ポンプ８３の駆動力により、配管８５、及びフィルタ８１内を循環し、再び電解液槽２０３に戻る。このとき、ドープ溶液中の異物等は、フィルタ８１により濾過される。異物としては、ドープ溶液から析出した異物や、電極前駆体７３から発生する異物等が挙げられる。フィルタ８１の材質は、例えば、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂とすることができる。フィルタ８１の孔径は適宜設定でき、例えば、３０～５０μｍとすることができる。
電解液槽２０５、７、２０７に設けられた循環濾過ユニット５７も、同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。なお、図１、図２において、ドープ溶液の記載は便宜上省略している。
図３に示すように、直流電源６１におけるマイナス端子は、ケーブル８７を介して、搬送ローラ２５、２９とそれぞれ接続する。また、直流電源６１のプラス端子は、ケーブル８９を介して、合計４個の対極ユニット５１にそれぞれ接続する。電極前駆体７３は、導電性の搬送ローラ２５、２９と接触する。電極前駆体７３と対極ユニット５１とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、電極前駆体７３と対極ユニット５１とは電気的に接続する。
ケーブル８７、８９、及び搬送ローラ２５、２９は接続ユニットに対応する。直流電源６１は、ケーブル８７、８９、及び搬送ローラ２５、２９を介して対極ユニット５１に電流を流す。
図３に示すように、直流電源６２におけるマイナス端子は、ケーブル９１を介して、搬送ローラ３０７、３１１とそれぞれ接続する。また、直流電源６２のプラス端子は、ケーブル９３を介して、合計４個の対極ユニット５４にそれぞれ接続する。電極前駆体７３は、導電性の搬送ローラ３０７、３１１と接触する。電極前駆体７３と対極ユニット５４とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、電極前駆体７３と対極ユニット５４とは電気的に接続する。
ケーブル９１、９３、及び搬送ローラ３０７、３１１は接続ユニットに対応する。直流電源６２は、ケーブル９１、９３、及び搬送ローラ３０７、３１１を介して対極ユニット５４に電流を流す。
図３に示すように、直流電源６４におけるマイナス端子は、ケーブル９７を介して、搬送ローラ３１７、３２１とそれぞれ接続する。また、直流電源６４のプラス端子は、ケーブル９９を介して、合計４個の対極ユニット５２にそれぞれ接続する。電極前駆体７３は、導電性の搬送ローラ３１７、３２１と接触する。電極前駆体７３と対極ユニット５２とは、電解液であるドープ溶液中にある。そのため、電極前駆体７３と対極ユニット５２とは電気的に接続する。
ケーブル９７、９９、及び搬送ローラ３１７、３２１は接続ユニットに対応する。直流電源６４は、ケーブル９７、９９、及び搬送ローラ３１７、３２１を介して対極ユニット５２に電流を流す。
ブロア６３は、洗浄槽１０３から出てきた電極７５にガスを吹きつけて洗浄液を気化させ、電極７５を乾燥させる。使用するガスは、アルカリ金属がプレドープされた活物質に対して不活性なガスであることが好ましい。そのようなガスとして、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、水分が除去された除湿空気等が挙げられる。
センサ６５は、電極前駆体７３の搬送経路のうち、電解液槽２０３よりも上流側の位置に固定されている。センサ６５は、電極前駆体７３のマークを検出することができる。マークについては後述する。センサ６５は、例えば、画像センサ、赤外線センサ等である。
図３に示すように、電源制御ユニット６６は、直流電源６１、６２、６４と、センサ６５と電気的に接続している。電源制御ユニット６６は、ＣＰＵ１０１と、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ１０５とする）と、を有するマイクロコンピュータである。
２．電極前駆体７３の構成
電極前駆体７３の構成を図５及び図６に基づき説明する。電極前駆体７３は、図５に示すように、帯状の形状を有する。電極前駆体７３は、図６に示すように、帯状の集電体９３と、その両側に形成された活物質層９５とを備える。
集電体９３としては、例えば、銅、ニッケル、ステンレス等の金属箔が好ましい。また、集電体９３は、上記金属箔上に炭素材料を主成分とする導電層が形成されたものであってもよい。集電体９３の厚みは、例えば、５～５０μｍとすることができる。
活物質層９５は、例えば、アルカリ金属をドープする前の活物質及びバインダー等を含有するスラリーを調製し、このスラリーを集電体９３上に塗布し、乾燥させることにより作製できる。
上記バインダーとしては、例えば、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＮＢＲ等のゴム系バインダー；ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレン、特開２００９－２４６１３７号公報に開示されているようなフッ素変性（メタ）アクリル系バインダー等が挙げられる。
上記スラリーは、活物質及びバインダーに加えて、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、気相成長炭素繊維、金属粉末等の導電剤；カルボキシルメチルセルロース、そのＮａ塩又はアンモニウム塩、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等の増粘剤が挙げられる。
活物質層９５の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、５～５００μｍ、好ましくは１０～２００μｍ、特に好ましくは１０～１００μｍである。
活物質層９５に含まれる活物質は、アルカリ金属イオンの挿入／脱離を利用する電池又はキャパシタに適用可能な電極活物質であれば特に限定されるものではなく、負極活物質であってもよいし、正極活物質であってもよい。
負極活物質は、特に限定されるものではないが、例えば、黒鉛、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、黒鉛粒子をピッチや樹脂の炭化物で被覆した複合炭素材料等の炭素材料；リチウムと合金化が可能なＳｉ、Ｓｎ等の金属若しくは半金属又はこれらの酸化物を含む材料等が挙げられる。炭素材料の具体例としては、特開２０１３－２５８３９２号公報に記載の炭素材料が挙げられる。リチウムと合金化が可能な金属若しくは半金属又はこれらの酸化物を含む材料の具体例としては、特開２００５－１２３１７５号公報、特開２００６－１０７７９５号公報に記載の材料が挙げられる。
正極活物質としては、例えば、コバルト酸化物、ニッケル酸化物、マンガン酸化物、バナジウム酸化物等の遷移金属酸化物；硫黄単体、金属硫化物等の硫黄系活物質が挙げられる。
正極活物質、及び負極活物質のいずれにおいても、単一の物質から成るものであってもよいし、２種以上の物質を混合して成るものであってもよい。本開示の電極製造装置１は、負極活物質にアルカリ金属をプレドープする場合に適しており、特に、負極活物質が炭素材料又はＳｉ若しくはその酸化物を含む材料であることが好ましい。
活物質にプレドープするアルカリ金属としては、リチウム又はナトリウムが好ましく、特にリチウムが好ましい。電極前駆体７３を、リチウムイオン二次電池の電極の製造に用いる場合、活物質層９５の密度は、好ましくは１．５０～２．００ｇ／ｃｃであり、特に好ましくは１．６０～１．９０ｇ／ｃｃである。
図５に示すように、電極前駆体７３は、マーク１０７を有することがある。マーク１０７は、電極前駆体７３における欠陥部や繋ぎ合わせ部等（以下ではマーク対象部１１１とする）の近傍に設けられる印である。マーク対象部１１１は、プレドープを抑制すべき部分である。
マーク１０７は、例えば、作業者が付けることができる。マーク１０７は、例えば、電極前駆体７３に貼り付けられたテープ、電極前駆体７３に形成された孔等である。
欠陥部は、例えば、活物質層９５が形成されていない基材露出部である。繋ぎ合わせ部とは、２つの集電体９３を、それらの端部同士で繋ぎ合わせた部分である。
マーク１０７は、例えば、先頭マーク１０７Ａと、後方マーク１０７Ｂとから構成される。先頭マーク１０７Ａは、マーク対象部１１１の長手方向における開始位置を示す位置に設けられる。後方マーク１０７Ｂは、マーク対象部１１１の長手方向における終了位置を示す位置に設けられる。なお、長手方向における開始位置とは、電極前駆体７３の搬送方向Ｆにおける先頭側であり、長手方向における終了位置とは、電極前駆体７３の搬送方向Ｆにおける後方側である。
先頭マーク１０７Ａと後方マーク１０７Ｂとは、電極前駆体７３の幅方向において異なる位置に設けられている。先頭マーク１０７Ａと後方マーク１０７Ｂとを、電極前駆体７３の幅方向において異なる位置に設けることで、先頭マーク１０７Ａ及び後方マーク１０７Ｂが、それぞれ、開始位置又は終了位置のいずれを示すのかを容易に判断することができる。
電極前駆体７３の搬送経路における１点に着目したとき、最初に、先頭マーク１０７Ａがその点を通過し、次に、マーク対象部１１１がその点を通過し、最後に、後方マーク１０７Ｂがその点を通過する。
３．ドープ溶液の組成
電極製造装置１を使用するとき、電解液槽２０３、２０５、７、２０７に、アルカリ金属イオンを含む溶液（以下ではドープ溶液とする）を収容する。
ドープ溶液は、アルカリ金属イオンと、溶媒とを含む。溶媒として、例えば、有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、非プロトン性の有機溶媒が好ましい。非プロトン性の有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、１－フルオロエチレンカーボネート、γ－ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライム）、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライム）、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（テトラグライム）等が挙げられる。
また、上記有機溶媒として、第４級イミダゾリウム塩、第４級ピリジニウム塩、第４級ピロリジニウム塩、第４級ピペリジニウム塩等のイオン液体を使用することもできる。上記有機溶媒は、単一の成分から成るものであってもよいし、２種以上の成分の混合溶媒であってもよい。
上記ドープ溶液に含まれるアルカリ金属イオンは、アルカリ金属塩を構成するイオンである。アルカリ金属塩は、好ましくはリチウム塩又はナトリウム塩である。アルカリ金属塩を構成するアニオン部としては、例えば、ＰＦ６ －、ＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３ －、ＰＦ３（ＣＦ３）３ －等のフルオロ基を有するリンアニオン；ＢＦ４ －、ＢＦ２（ＣＦ）２ －、ＢＦ３（ＣＦ３）－、Ｂ（ＣＮ）４ －等のフルオロ基又はシアノ基を有するホウ素アニオン；Ｎ（ＦＳＯ２）２ －、Ｎ（ＣＦ３ＳＯ２）２ －、Ｎ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２ －等のフルオロ基を有するスルホニルイミドアニオン；ＣＦ３ＳＯ３ －等のフルオロ基を有する有機スルホン酸アニオンが挙げられる。
上記ドープ溶液におけるアルカリ金属塩の濃度は、好ましくは０．１モル／Ｌ以上であり、より好ましくは０．５～１．５モル／Ｌの範囲内である。この範囲内である場合、アルカリ金属のプレドープが効率よく進行する。
上記ドープ溶液は、更に、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、１－フルオロエチレンカーボネート、１－（トリフルオロメチル）エチレンカーボネート、無水コハク酸、無水マレイン酸、プロパンスルトン、ジエチルスルホン等の添加剤を含有することができる。
上記ドープ溶液は、ホスファゼン化合物等の難燃剤をさらに含有することができる。難燃剤の添加量の下限としては、アルカリ金属をドープする際の熱暴走反応を効果的に制御する観点から、ドープ溶液１００質量部に対して１質量部以上であることが好ましく、３質量部以上であることがより好ましく、５質量部以上であることがさらに好ましい。また、難燃剤の添加量の上限としては、高品質のドープ電極を得る観点から、ドープ溶液１００質量部に対して２０質量部以下であることが好ましく、１５質量部以下であることがより好ましく、１０質量部以下であることがさらに好ましい。
４．電極製造装置１を用いた電極７５の製造方法
まず、電極７５を製造するための準備として、以下のことを行う。電極前駆体７３を供給ロール４７に巻き回す。次に、搬送ローラ群により、電極前駆体７３を供給ロール４７から引き出し、上述した経路に沿って巻取ロール４９まで通紙する。そして、電解液槽２０３、２０５、７、２０７、及び洗浄槽１０３を上昇させ、図１に示す定位置へセットする。電解液槽２０３、２０５、７、２０７にドープ溶液を収容する。ドープ溶液は、上記「３．ドープ溶液の組成」で述べたものである。洗浄槽１０３に洗浄液を収容する。洗浄液は有機溶剤である。その結果、電解液槽２０３、２０５、７、２０７の空間７１は電解液で満たされる。洗浄槽１０３の空間７１は洗浄液で満たされる。
次に、搬送ローラ群により、供給ロール４７から巻取ロール４９まで通紙された電極前駆体７３を供給ロール４７から巻取ロール４９に向かって、引き出し、上述した経路に沿って搬送する。電極前駆体７３が電解液槽２０５、７、２０７内を通過するとき、活物質層９５に含まれる活物質にアルカリ金属がプレドープされる。ただし、後述するように、電極製造装置１が、直流電源６１、６２、６４のいずれかをオフにしたときは、対応する電解液槽においてプレドープは行われない。
活物質にアルカリ金属がプレドープされることにより、電極前駆体７３が電極７５となる。電極７５は搬送ローラ群により搬送されながら、洗浄槽１０３で洗浄される。最後に、電極７５は、巻取ロール４９に巻き取られる。
電極製造装置１を用いて製造する電極７５は、正極であってもよいし、負極であってもよい。正極を製造する場合、電極製造装置１は、正極活物質にアルカリ金属をドープし、負極を製造する場合、電極製造装置１は、負極活物質にアルカリ金属をドープする。
アルカリ金属のドープ量は、リチウムイオンキャパシタの負極活物質にリチウムを吸蔵させる場合、負極活物質の理論容量に対して好ましくは７０～９５％であり、リチウムイオン二次電池の負極活物質にリチウムを吸蔵させる場合、負極活物質の理論容量に対して好ましくは１０～３０％である。
５．電源制御ユニット６６が実行する処理
電極製造装置１を用いて電極７５を製造しているとき、電源制御ユニット６６が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を、図７に基づき説明する。
ステップ１では、センサ６５を用いて先頭マーク１０７Ａ、及び後方マーク１０７Ｂを検出できたか否かを電源制御ユニット６６が判断する。先頭マーク１０７Ａ、及び後方マーク１０７Ｂを検出できたと判断した場合、本処理はステップ２に進む。先頭マーク１０７Ａ、及び後方マーク１０７Ｂを検出できなかったと判断した場合、本処理はステップ１０進む。
ステップ２では、電源制御ユニット６６が以下のタイミングＴ１～Ｔ６を算出する。
Ｔ１：先頭マーク１０７Ａが電解液槽２０５に入るタイミング。
Ｔ２：後方マーク１０７Ｂが電解液槽２０５から出るタイミング。
Ｔ３：先頭マーク１０７Ａが電解液槽７に入るタイミング。
Ｔ４：後方マーク１０７Ｂが電解液槽７から出るタイミング。
Ｔ５：先頭マーク１０７Ａが電解液槽２０７に入るタイミング。
Ｔ６：後方マーク１０７Ｂが電解液槽２０７から出るタイミング。
電源制御ユニット６６は、センサ６５が先頭マーク１０７Ａ及び後方マーク１０７Ｂを検出したタイミングと、電極前駆体７３の搬送速度とに基づき、タイミングＴ１～Ｔ６を算出する。電極前駆体７３の搬送速度は、例えば、作業者が電源制御ユニット６６に入力することができる。また、電源制御ユニット６６が、速度センサ等を用いて搬送速度を取得してもよい。なお、搬送経路上で、センサ６５から電解液槽２０５、７、２０７の入口までの距離、センサ６５から電解液槽２０５、７、２０７の出口までの距離は既知の値であり、予めメモリ１０５に記憶されている。
電源制御ユニット６６は、算出したタイミングＴ１～Ｔ６をメモリ１０５に記憶する。なお、電源制御ユニット６６は、タイミングＴ６が経過したとき、メモリ１０５からタイミングＴ１～Ｔ６を消去する。
ステップ３では、現時点がタイミングＴ１とタイミングＴ２との間であるか否かを電源制御ユニット６６が判断する。現時点がタイミングＴ１とタイミングＴ２との間であると判断した場合、本処理はステップ４に進む。現時点がタイミングＴ１とタイミングＴ２との間ではないと判断した場合、本処理はステップ５に進む。
ステップ４では、電源制御ユニット６６が、直流電源６１をオフにする。なお、電源制御ユニット６６は、直流電源６２、６４はオンにする。
ステップ５では、現時点がタイミングＴ３とタイミングＴ４との間であるか否かを電源制御ユニット６６が判断する。現時点がタイミングＴ３とタイミングＴ４との間であると判断した場合、本処理はステップ６に進む。現時点がタイミングＴ３とタイミングＴ４との間ではないと判断した場合、本処理はステップ７に進む。
ステップ６では、電源制御ユニット６６が、直流電源６２をオフにする。なお、電源制御ユニット６６は、直流電源６１、６４はオンにする。
ステップ７では、現時点がタイミングＴ５とタイミングＴ６との間であるか否かを電源制御ユニット６６が判断する。現時点がタイミングＴ５とタイミングＴ６との間であると判断した場合、本処理はステップ８に進む。現時点がタイミングＴ５とタイミングＴ６との間ではないと判断した場合、本処理はステップ９に進む。
ステップ８では、電源制御ユニット６６が、直流電源６４をオフにする。なお、電源制御ユニット６６は、直流電源６１、６２はオンにする。
ステップ９では、電源制御ユニット６６が、直流電源６１、６２、６４の全てをオンにする。
ステップ１０では、過去のステップ１において算出されたタイミングＴ１～Ｔ６がメモリ１０５に記憶されているか否かを電源制御ユニット６６が判断する。タイミングＴ１～Ｔ６がメモリ１０５に記憶されている場合はステップ３に進む。タイミングＴ１～Ｔ６がメモリ１０５に記憶されていない場合はステップ９に進む。
６．電極製造装置１が奏する効果
（１Ａ）電極製造装置１は、センサ６５による先頭マーク１０７Ａ及び後方マーク１０７Ｂの検出結果に基づき、直流電源６１、６２、６４を制御する。具体的には、電極製造装置１は、マーク対象部１１１が電解液槽２０５の中にあるとき、直流電源６１をオフにし、マーク対象部１１１が電解液槽７の中にあるとき、直流電源６２をオフにし、マーク対象部１１１が電解液槽２０７の中にあるとき、直流電源６４をオフにする。そのことにより、電極製造装置１は、マーク対象部１１１に対するプレドープを抑制できる。
（１Ｂ）ドーピング槽、対極ユニット、接続ユニット、及び電源を含む構成を以下では単位と呼ぶ。電極製造装置１は、以下の３個の単位を備える。
第１単位：電解液槽２０５と、対極ユニット５１と、ケーブル８７、８９と、搬送ローラ２５、２９と、直流電源６１とを含む単位。
第２単位：電解液槽７と、対極ユニット５４と、ケーブル９１、９３と、搬送ローラ３０７、３１１と、直流電源６２とを含む単位。
第３単位：電解液槽２０７と、対極ユニット５２と、ケーブル９７、９９と、搬送ローラ３１７、３２１と、直流電源６４とを含む単位。
電極製造装置１は、複数の単位のそれぞれについて、直流電源を制御することができる。例えば、電極製造装置１は、直流電源６１、６２、６４のうちの１つをオフにし、他の２つをオンにすることができる。そのことにより、直流電源６１、６２、６４を同時にオン又はオフする場合に比べて、電極前駆体７３のうち、マーク対象部１１１以外の部分であって、アルカリ金属をプレドープできない部分の発生を抑制できる。
（１Ｃ）電極製造装置１は、センサ６５の検出結果と、電極前駆体７３の搬送速度とに基づき、直流電源６１、６２、６４における電流値を制御する。そのことにより、マーク対象部１１１におけるリチウムの析出を一層確実に抑制できる。
（１Ｄ）電極製造装置１は、センサ６５の検出結果と、電極前駆体７３の搬送速度とに基づき、直流電源６１、６２、６４のオン／オフを切り替えるタイミングを制御する。そのことにより、マーク対象部１１１におけるリチウムの析出を一層確実に抑制できる。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
（１）マーク１０７は単一のものであってもよい。この場合、タイミングＴ１～Ｔ６を以下のようにすることができる。
Ｔ１：単一のマーク１０７が電解液槽２０５よりも所定距離だけ上流側の位置に到達するタイミング。
Ｔ２：単一のマーク１０７が電解液槽２０５よりも所定距離だけ下流側の位置に到達するタイミング。
Ｔ３：単一のマーク１０７が電解液槽７よりも所定距離だけ上流側の位置に到達するタイミング。
Ｔ４：単一のマーク１０７が電解液槽７よりも所定距離だけ下流側の位置に到達するタイミング。
Ｔ５：単一のマーク１０７が電解液槽２０７よりも所定距離だけ上流側の位置に到達す
るタイミング。
Ｔ６：単一のマーク１０７が電解液槽２０７よりも所定距離だけ下流側の位置に到達するタイミング。
（２）電極前駆体７３の搬送経路のうち、電解液槽２０５よりも上流側の位置、電解液槽２０５と電解液槽７との間の位置、電解液槽７と電解液槽２０７との間の位置、及び電解液槽２０７よりも下流側の位置に、それぞれ、センサ６５を設けてもよい。
その場合、電解液槽２０５よりも上流側の位置に設けたセンサ６５がマーク１０７を検出するタイミングから、電解液槽２０５と電解液槽７との間の位置に設けたセンサ６５がマーク１０７を検出するタイミングまで、直流電源６１をオフにすることができる。
また、電解液槽２０５と電解液槽７との間の位置に設けたセンサ６５がマーク１０７を検出するタイミングから、電解液槽７と電解液槽２０７との間の位置に設けたセンサ６５がマーク１０７を検出するタイミングまで、直流電源６２をオフにすることができる。
また、電解液槽７と電解液槽２０７との間の位置に設けたセンサ６５がマーク１０７を検出するタイミングから、電解液槽２０７よりも下流側の位置に設けたセンサ６５がマーク１０７を検出するタイミングまで、直流電源６４をオフにすることができる。
（３）マーク１０７が電解液槽の中を通過しているとき、その電解液槽において、対極ユニットに流す電流を、部分ごとに変更してもよい。例えば、電解液槽２０５が備える４個の対極ユニット５１のうち、マーク１０７と対向する２個の対極ユニット５１には電流を供給せず、残りの２個の対極ユニット５１には電流を供給することができる。４個の対極ユニット５１に供給する総電流量は、マーク１０７が電解液槽２０５の中にない場合の半分である。
この場合、電極前駆体７３のうち、マーク対象部１１１以外の部分であって、アルカリ金属をドープできない部分の発生を一層抑制できる。
（４）タイミングＴ１～Ｔ６は適宜選択できる。例えば、Ｔ１は、先頭マーク１０７Ａが、搬送経路のうち、電解液槽２０５よりも所定の距離だけ上流側の位置に到達したタイミングとすることができる。Ｔ２～Ｔ６についても同様である。
（５）図８に示すように、電極前駆体７３のうち、マーク対象部１１１に対応する位置に、マーク１０７（以下では対応マーク１０７Ｃとする）を設けてもよい。マーク対象部１１１は、例えば、活物質を含む層が形成されていない部分である。マーク対象部１１１に対応する位置とは、例えば、電極前駆体７３の長手方向において、マーク対象部１１１の少なくとも一部と重複する位置である。電極製造装置１は、電極前駆体７３のうち、対応マーク１０７Ｃを中心とする所定の範囲に対するプレドープを抑制できる。
電極前駆体７３に、先頭マーク１０７Ａと、後方マーク１０７Ｂと、対応マーク１０７Ｃとを設けてもよい。例えば、電極前駆体７３の幅方向において、先頭マーク１０７Ａの位置と、後方マーク１０７Ｂの位置と、対応マーク１０７Ｃの位置とはそれぞれ異なる。こうすることにより、先頭マーク１０７、後方マーク１０７Ｂ、及び対応マーク１０７Ｃを容易に識別することができる。
（６）上記各実施形態において、活物質層が形成された部分にマークを設けた例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、電極前駆体の幅方向における少なくとも片側に、集電体上に活物質層が形成されず、集電体が露出している部分（以下では、活物質未形成タブ部とする）を設け、当該活物質未形成タブ部にマークを設けることもできる。
（７）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
（８）上述した電極製造装置の他、当該電極製造装置を構成要素とするシステム、電源制御ユニットとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、電極製造装置における電流値の制御方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims (16)

  1. 活物質を含む層を有する帯状の電極前駆体における前記活物質にアルカリ金属をドープして帯状のドープ電極を製造する電極製造装置であって、
    前記電極前駆体が有するマークを検出するように構成されたセンサと、
    アルカリ金属イオンを含む溶液を収容するように構成された少なくとも１つのドーピング槽と、
    前記電極前駆体を、前記ドーピング槽内を通過する経路に沿って搬送するように構成された搬送ユニットと、
    前記ドーピング槽に収容されるように構成された対極ユニットと、
    前記電極前駆体と前記対極ユニットとを電気的に接続するように構成された接続ユニットと、
    前記接続ユニットを介して、前記対極ユニットに電流を流すように構成された電源と、
    前記センサの検出結果に基づき、前記電源を制御するように構成された電源制御ユニットと、
    を備える電極製造装置。
  2. 請求項１に記載の電極製造装置であって、
    前記ドーピング槽、前記対極ユニット、前記接続ユニット、及び前記電源を含む単位を複数備え、
    前記電源制御ユニットは、複数の前記単位のそれぞれについて、前記電源を制御するように構成された電極製造装置。
  3. 請求項１又は２に記載の電極製造装置であって、
    前記マークは、前記電極前駆体のうち、前記活物質を含む層が形成されていない部分の、長手方向における開始位置と、長手方向における終了位置とを示す位置に設けられている電極製造装置。
  4. 請求項３に記載の電極製造装置であって、
    前記開始位置を示す位置に設けられたマークと、前記終了位置を示す位置に設けられたマークとが、前記電極前駆体の幅方向において異なる位置に設けられている電極製造装置。
  5. 請求項１～４のいずれかに記載の電極製造装置であって、
    前記マークは、前記電極前駆体のうち、前記活物質を含む層が形成されていない部分に対応して設けられている電極製造装置。
  6. 請求項１～５のいずれかに記載の電極製造装置であって、
    前記搬送ユニットが導電性の搬送ローラを含み、
    前記導電性の搬送ローラは前記接続ユニットの一部である電極製造装置。
  7. 請求項１～６のいずれかに記載の電極製造装置であって、
    前記電源制御ユニットは、前記センサの検出結果と、前記電極前駆体の搬送速度とに基づき、前記電源における電流値を制御するように構成された電極製造装置。
  8. 請求項７に記載の電極製造装置であって、
    前記電源制御ユニットは、前記センサの検出結果と、前記電極前駆体の搬送速度とに基づき、前記電源のオン／オフを切り替えるタイミングを制御するように構成された電極製造装置。
  9. 活物質を含む層を有する帯状の電極前駆体における前記活物質にアルカリ金属をドープして帯状のドープ電極を製造する電極製造方法であって、
    アルカリ金属イオンを含む溶液及び対極ユニットを収容する少なくとも１つのドーピング槽内を通過する経路に沿って前記電極前駆体を搬送し、
    前記電極前駆体と前記対極ユニットとを、接続ユニットにより電気的に接続し、
    電源を用い、前記接続ユニットを介して、前記対極ユニットに電流を流し、
    センサを用いて前記電極前駆体が有するマークを検出し、
    前記センサの検出結果に基づき、前記電源を制御する電極製造方法。
  10. 請求項９に記載の電極製造方法であって、
    複数の前記ドーピング槽内を順次通過する経路に沿って前記電極前駆体を搬送し、
    複数の前記ドーピング槽のそれぞれについて、前記電源を制御する電極製造方法。
  11. 請求項９又は１０に記載の電極製造方法であって、
    前記マークは、前記電極前駆体のうち、前記活物質を含む層が形成されていない部分の、長手方向における開始位置と、長手方向における終了位置とを示す位置に設けられている電極製造方法。
  12. 請求項１１に記載の電極製造方法であって、
    前記開始位置を示す位置に設けられたマークと、前記終了位置を示す位置に設けられたマークとが、前記電極前駆体の幅方向において異なる位置に設けられている電極製造方法。
  13. 請求項９～１２のいずれかに記載の電極製造方法であって、
    前記マークは、前記電極前駆体のうち、前記活物質を含む層が形成されていない部分に対応して設けられている電極製造方法。
  14. 請求項９～１３のいずれかに記載の電極製造方法であって、
    導電性の搬送ローラを用いて前記電極前駆体を搬送する電極製造方法。
  15. 請求項９～１４のいずれかに記載の電極製造方法であって、
    前記センサの検出結果と、前記電極前駆体の搬送速度とに基づき、前記電源における電流値を制御する電極製造方法。
  16. 請求項１５に記載の電極製造方法であって、
    前記センサの検出結果と、前記電極前駆体の搬送速度とに基づき、前記電源のオン／オフを切り替えるタイミングを制御する電極製造方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023276314A1 (ja) * 2021-06-28 2023-01-05 武蔵エナジーソリューションズ株式会社 ドープ電極の製造方法及びドープ電極の製造システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008077963A (ja) 2006-09-21 2008-04-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池用負極前駆体にリチウムイオンを吸蔵させる方法と装置
WO2017047030A1 (ja) 2015-09-16 2017-03-23 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法、及び非水電解質二次電池の製造方法
WO2017146223A1 (ja) 2016-02-26 2017-08-31 Jsr株式会社 ドーピングシステム、並びに、電極、電池及びキャパシタの製造方法
WO2018088311A1 (ja) 2016-11-14 2018-05-17 マクセルホールディングス株式会社 非水電解液系電気化学素子用負極、その製造方法、リチウムイオン二次電池およびその製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3812475A (en) * 1957-12-26 1974-05-21 Ibm Data synchronizer
DE3586084D1 (de) * 1984-10-29 1992-06-25 David John Instance Etiketten und deren herstellung.
JPH10308212A (ja) 1997-05-06 1998-11-17 Ricoh Co Ltd ２次電池用電極板処理装置
US6194034B1 (en) * 1997-07-02 2001-02-27 Konica Corporation Method of coating a substrate wherein the flow rate of the coating solution is changed
JPH1167262A (ja) * 1997-08-20 1999-03-09 Sony Corp 電池電極巻回装置及び方法
JP3995050B2 (ja) 2003-09-26 2007-10-24 Ｊｆｅケミカル株式会社 リチウムイオン二次電池負極材料用複合粒子およびその製造方法、リチウムイオン二次電池用負極材料および負極、ならびにリチウムイオン二次電池
US7320814B2 (en) * 2003-12-19 2008-01-22 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods for applying a liquid to a web
KR101222218B1 (ko) * 2004-09-22 2013-01-15 삼성에스디아이 주식회사 전극 집전체의 검사장치 및 이를 이용한 검사방법
JP4051686B2 (ja) 2004-09-30 2008-02-27 ソニー株式会社 負極活物質およびそれを用いた電池
US7867576B2 (en) * 2005-08-01 2011-01-11 Leonard Levin Method and apparatus for monitoring a pattern of an applied liquid
US8133374B2 (en) * 2006-09-21 2012-03-13 Panasonic Corporation Method and apparatus for manufacturing negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5133111B2 (ja) 2008-03-31 2013-01-30 Ｊｓｒ株式会社 リチウムイオンキャパシタ
KR101204539B1 (ko) 2010-08-27 2012-11-23 삼성전기주식회사 에너지 저장 장치의 전극 제조용 도핑 장치 및 이를 이용한 전극 제조 방법
KR101204598B1 (ko) 2010-08-27 2012-11-23 삼성전기주식회사 에너지 저장 장치의 전극 제조용 도핑 장치 및 이를 이용한 전극 제조 방법
KR101297008B1 (ko) * 2010-12-15 2013-08-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 전극의 자동 이중 라벨링 장치 및 그의 위치 변경 장치
KR101275815B1 (ko) * 2011-03-15 2013-06-18 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 전극 모재의 결함표시장치 및 결함표시방법
CN104221187B (zh) * 2012-03-27 2018-11-23 Nec 能源元器件株式会社 电池电极衬底薄片
JP6161328B2 (ja) 2012-05-18 2017-07-12 Jsr株式会社 電極活物質、電極及び蓄電デバイス
CN102903960B (zh) * 2012-09-21 2016-05-18 东莞新能源科技有限公司 一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置和方法
JP6925143B2 (ja) * 2017-03-07 2021-08-25 東京エレクトロン株式会社 液滴吐出装置、液滴吐出方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
EP3855534A4 (en) * 2018-09-19 2022-10-12 Musashi Energy Solutions Co., Ltd. ELECTRODE MANUFACTURING DEVICE
US20220077448A1 (en) * 2019-01-23 2022-03-10 Musashi Energy Solutions Co., Ltd. Doping system and doping method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008077963A (ja) 2006-09-21 2008-04-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池用負極前駆体にリチウムイオンを吸蔵させる方法と装置
WO2017047030A1 (ja) 2015-09-16 2017-03-23 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法、及び非水電解質二次電池の製造方法
WO2017146223A1 (ja) 2016-02-26 2017-08-31 Jsr株式会社 ドーピングシステム、並びに、電極、電池及びキャパシタの製造方法
WO2018088311A1 (ja) 2016-11-14 2018-05-17 マクセルホールディングス株式会社 非水電解液系電気化学素子用負極、その製造方法、リチウムイオン二次電池およびその製造方法

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