JP7349465B2 - Battery manufacturing equipment and battery manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、電池の製造装置及び電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a battery manufacturing apparatus and a battery manufacturing method.

電池の極板の製造工程では、活物質及び導電材等を含む材料を混錬して活物質ペーストを生成する工程、活物質ペーストを集電基材に塗工して塗膜を形成する工程、塗膜を乾燥し圧延する工程、活物質層付きの集電基材を所定の大きさに切断する工程を有する。例えば、塗膜を形成する工程では、ダイノズルから、ステージに配置されたニッケル基材にペーストが吐出されることにより塗膜が形成される（例えば、特許文献１参照）。 In the manufacturing process of battery electrode plates, there are two steps: kneading materials including active materials and conductive materials to produce an active material paste, and applying the active material paste to a current collecting base material to form a coating film. , a step of drying and rolling the coating film, and a step of cutting the current collecting base material with the active material layer into a predetermined size. For example, in the process of forming a coating film, a coating film is formed by discharging paste from a die nozzle onto a nickel base material placed on a stage (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１９－１４９３３２号公報JP 2019-149332 Publication

図１２は、活物質ペースト１００が塗布された集電基材１０１の断面図を示す。活物質ペースト１００が集電基材１０１に塗工された後、活物質ペースト１００の塗膜が自重により広がることにより、塗工領域の外側に位置するダレ１０２が発生する。ダレ１０２は活物質を含むものの、極板が電池として組み立てられた状態では電池反応に寄与しにくい。このためダレ１０２の部分を極力少なくして活物質の利用率を高めることが好ましい。 FIG. 12 shows a cross-sectional view of the current collection base material 101 coated with the active material paste 100. After the active material paste 100 is applied to the current collecting base material 101, the coating film of the active material paste 100 spreads due to its own weight, resulting in sagging 102 located outside the coating area. Although the sag 102 contains active material, it hardly contributes to the battery reaction when the electrode plate is assembled as a battery. For this reason, it is preferable to reduce the sagging portion 102 as much as possible to increase the utilization rate of the active material.

上記課題を解決する電池の製造装置は、活物質ペーストを基材に塗工する電池の製造装置であって、ダイラタンシー性を発現する活物質ペーストを吐出する吐出口を有するダイヘッドを備え、前記吐出口は、前記吐出口の延在方向の両端部に、前記延在方向に直交する方向の長さが縮小された第１縮小部を有し、前記第１縮小部の間に位置する中央部においてせん断粘度の低い状態で前記活物質ペーストを吐出し、前記第１縮小部においてせん断粘度の高い状態で前記活物質ペーストを吐出する。 A battery manufacturing apparatus that solves the above problems is a battery manufacturing apparatus that coats an active material paste on a base material, and includes a die head having a discharge port for discharging an active material paste that exhibits dilatancy. The outlet has a first reduced portion having a reduced length in a direction perpendicular to the extending direction at both ends in the extending direction of the discharge port, and a central portion located between the first reduced portions. The active material paste is discharged in a state with a low shear viscosity at the step, and the active material paste is discharged in a state with a high shear viscosity at the first reduced portion.

上記構成によれば、基材に対し、吐出口の中央部でせん断粘度の低い状態で活物質ペーストを吐出し、第１縮小部においてせん断粘度の高い状態で活物質ペーストを吐出する。このため、活物質ペーストの塗膜の端部において粘度が高まり、ダレが生じにくくなる。よって、塗膜におけるダレの部分を極力少なくして活物質の利用率を高めることができる。 According to the above configuration, the active material paste is discharged onto the substrate in a state where the shear viscosity is low at the central portion of the discharge port, and the active material paste is discharged in a state where the shear viscosity is high at the first contracted portion. Therefore, the viscosity increases at the edges of the coating film of the active material paste, making it difficult for sag to occur. Therefore, the sagging portion in the coating film can be minimized and the utilization rate of the active material can be increased.

上記電池の製造装置について、前記ダイヘッドは、前記吐出口に連通し前記活物質ペーストが供給される流路を備え、前記流路は、前記活物質ペーストが供給される方向に対して直交する方向の長さが、前記吐出口に向かうに伴い連続的又は段階的に小さくなる第２縮小部を備えていてもよい。 In the above battery manufacturing apparatus, the die head includes a flow path communicating with the discharge port and through which the active material paste is supplied, and the flow path is arranged in a direction perpendicular to the direction in which the active material paste is supplied. It may be provided with a second contracting portion whose length decreases continuously or stepwise as it approaches the discharge port.

上記構成によれば、流路の長さが吐出口に向かうに伴い縮小される第２縮小部を備えるため、活物質ペーストが吐出口に到達した際には吐出口の端部である第１縮小部において活物質ペーストの吐出圧が大きくなり、そのせん断速度が大きくなる。このため、第１縮小部だけでなく、第１縮小部の上流においても活物質ペーストのせん断速度を大きくすることができる。よって、塗膜の端部におけるせん断粘度を増大させやすい。 According to the above configuration, since the length of the flow path is provided with the second contracting part that is reduced as it goes toward the discharge port, when the active material paste reaches the discharge port, the first part, which is the end of the discharge port, is provided. In the reduced portion, the discharge pressure of the active material paste increases, and the shear rate increases. Therefore, the shear rate of the active material paste can be increased not only in the first reduced portion but also upstream of the first reduced portion. Therefore, the shear viscosity at the edges of the coating film tends to increase.

上記課題を解決する電池の製造方法について、基板と、前記基板に積層された活物質層とを備える電池の製造方法であって、活物質を含む複数の材料を混錬してダイラタンシー性を有する活物質ペーストを生成する工程と、前記活物質ペーストのせん断速度を前記活物質ペーストのダイラタンシー性が発現されないせん断速度範囲として前記活物質ペーストをろ過して異物を除去する異物除去工程と、前記活物質ペーストの塗膜が形成される領域の端部において前記活物質ペーストの前記せん断速度を前記活物質ペーストのダイラタンシー性が発現されるせん断速度範囲として前記活物質ペーストを前記基板に塗工する塗工工程とを有する。 Regarding a method for manufacturing a battery that solves the above problems, it is a method for manufacturing a battery comprising a substrate and an active material layer laminated on the substrate, which has dilatancy by kneading a plurality of materials including the active material. a step of generating an active material paste; a step of filtering the active material paste to remove foreign matter by setting the shear rate of the active material paste to a shear rate range in which the dilatancy property of the active material paste is not expressed; The active material paste is applied to the substrate by setting the shear rate of the active material paste at the end of the region where the coating film of the material paste is formed to a shear rate range in which the dilatancy property of the active material paste is expressed. It has a construction process.

上記課題を解決する電池の製造方法について、基板と、前記基板に積層された活物質層とを備える電池の製造方法であって、活物質を含む複数の材料を混錬して、せん断速度が０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下の範囲でせん断粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下であり、且つせん断速度が３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下の範囲でせん断粘度が５５０ｍＰａ・ｓ以上となる活物質ペーストを生成する工程と、前記活物質ペーストのせん断速度を０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下の範囲に調整し、前記活物質ペーストをフィルターでろ過して異物を除去する異物除去工程と、前記基板と塗工部とを相対移動させながら、前記塗工部の吐出口において相対移動方向に直交する幅方向における端部から吐出される前記活物質ペーストの前記せん断速度を３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下の範囲とし、前記吐出口のうち前記端部の間に位置する中央部から吐出される前記活物質ペーストのせん断速度を前記第１範囲よりも低くして、前記吐出口から前記活物質ペーストを吐出する塗工工程とを有する。 A method for manufacturing a battery that solves the above problems is a method for manufacturing a battery comprising a substrate and an active material layer laminated on the substrate, the method comprising kneading a plurality of materials including the active material to increase the shear rate. The shear viscosity is 10,000 mPa・s or less in the range of 0.9/s or more and 1.1/s or less, and the shear viscosity is 550 mPa・s or more in the shear rate range of 3,800/s or more and 6,000/s or less. A step of generating a material paste, and a foreign matter removal step of adjusting the shear rate of the active material paste to a range of 0.9/s or more and 1.1/s or less, and filtering the active material paste with a filter to remove foreign matter. The shearing rate of the active material paste discharged from the end in the width direction perpendicular to the direction of relative movement at the discharge port of the coating part is set to 3800/2 while relatively moving the substrate and the coating part. s or more and 6000/s or less, and the shear rate of the active material paste discharged from the central part located between the ends of the discharge opening is lower than the first range, and the discharge opening and a coating step of discharging the active material paste from.

上記方法によれば、異物除去工程において活物質ペーストのせん断速度を０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下の範囲とし、活物質ペーストのせん断粘度を１００００ｍＰａ・ｓ以下に調整することによって、フィルターの劣化速度を小さくすることが可能となる。よって、フィルターの寿命を長くすることができる。また、塗工部から吐出される活物質ペーストのせん断速度を、吐出口の端部において３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下の範囲とすることで、塗膜の端部におけるせん断粘度を５５０ｍＰａ・ｓ以上にまで高めることができる。このため、活物質ペーストの塗膜の端部においてダレを抑制しつつ、塗膜の中央部においては塗膜の厚さ等を均一化することができる。よってダレの部分を極力少なくして活物質の利用率を高めることができる。 According to the above method, in the foreign matter removal step, the shear rate of the active material paste is set in the range of 0.9/s to 1.1/s, and the shear viscosity of the active material paste is adjusted to 10,000 mPa·s or less. It becomes possible to reduce the rate of deterioration of the filter. Therefore, the life of the filter can be extended. In addition, by setting the shear rate of the active material paste discharged from the coating part to a range of 3800/s to 6000/s at the end of the discharge port, the shear viscosity at the end of the coating film can be reduced to 550 mPa・s. It can be increased to more than that. Therefore, while suppressing sagging at the edges of the active material paste coating, the thickness of the coating can be made uniform at the center of the coating. Therefore, the sagging portion can be minimized and the utilization rate of the active material can be increased.

上記電池の製造方法について、前記活物質ペーストのせん断速度が３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下である範囲で、ダイラタンシー指標が－０．２５ｍＰａ／ｓ２以上であってもよい。 Regarding the above method for manufacturing a battery, the dilatancy index may be -0.25 mPa/s 2 or more as long as the shear rate of the active material paste is 3800/s or more and 6000/s or less.

上記方法によれば、活物質ペーストのせん断速度が第１範囲のとき、ダイラタンシー指標が－０．２５ｍＰａ／ｓ２以上であるため、塗膜を形成する工程で、活物質ペーストのせん断粘度を上昇させやすい。 According to the above method, when the shear rate of the active material paste is in the first range, the dilatancy index is -0.25 mPa/ s2 or more, so the shear viscosity of the active material paste is increased in the process of forming a coating film. Easy to do.

本発明によれば、電池の活物質の利用率を高めることができる。 According to the present invention, the utilization rate of the active material of a battery can be increased.

一実施形態の電池の極板群の層構造を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing the layered structure of the electrode plate group of the battery according to one embodiment. 同実施形態の電池の製造工程の一部を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of the manufacturing process of the battery of the same embodiment. 同実施形態の電池の製造工程の一部を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of the manufacturing process of the battery of the same embodiment. 同実施形態の電池製造装置の一部の断面構造を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a part of the battery manufacturing apparatus of the same embodiment. 従来の電池製造装置が備えるダイノズルの構造を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a die nozzle included in a conventional battery manufacturing apparatus. 同実施形態の電池製造装置が備えるダイノズルの構造を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of a die nozzle included in the battery manufacturing apparatus of the embodiment. 同実施形態の電池製造装置が備えるダイノズルの底面を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the bottom surface of a die nozzle included in the battery manufacturing apparatus of the embodiment. 同実施形態の電池製造装置により形成された塗膜の断面構造を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a coating film formed by the battery manufacturing apparatus of the same embodiment. 従来における活物質ペーストのせん断速度及びせん断粘度の関係を示すグラフ。3 is a graph showing the relationship between shear rate and shear viscosity of a conventional active material paste. 同実施形態の活物質ペーストのせん断速度及びせん断粘度の関係を示すグラフ。3 is a graph showing the relationship between shear rate and shear viscosity of the active material paste of the same embodiment. 同実施形態の活物質ペーストのせん断速度及びダイラタンシー指標の関係を示すグラフ。3 is a graph showing the relationship between the shear rate and dilatancy index of the active material paste of the same embodiment. 従来における極板の断面構造を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of a conventional electrode plate.

図１～図１１を参照して電池の製造方法について説明する。本実施形態では、電池を、ニッケル水素蓄電池として説明する。
図１は、電池を構成する極板群１０の層構造を、各層の一部を切り欠いた状態で示している。極板群１０は、図示しないケースに電解液とともに収容されている。極板群１０は、複数の正極板１１及び複数の負極板１２が交互に積層された積層体である。正極板１１及び負極板１２は、セパレータ１３を挟んだ状態で積層されている。 A method for manufacturing a battery will be described with reference to FIGS. 1 to 11. In this embodiment, the battery will be described as a nickel-metal hydride storage battery.
FIG. 1 shows the layered structure of an electrode plate group 10 constituting a battery, with each layer partially cut away. The electrode plate group 10 is housed in a case (not shown) together with an electrolyte. The electrode plate group 10 is a laminate in which a plurality of positive electrode plates 11 and a plurality of negative electrode plates 12 are alternately stacked. The positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 are stacked with a separator 13 in between.

正極板１１は、正極基材１１０と、正極基材１１０の両面に位置する正極合材層１１１とを備える。正極板１１は、正極基材１１０から延出される正極タブ１１２が延設されている。正極基材１１０は、基材の一例であり、正極合材層１１１は、活物質合材層の一例であり、正極タブ１１２は、リードの一例である。正極端子は、正極板１１から延設された正極タブ１１２に電気的に接続されている。 The positive electrode plate 11 includes a positive electrode base material 110 and positive electrode composite material layers 111 located on both sides of the positive electrode base material 110. The positive electrode plate 11 has a positive electrode tab 112 extending from the positive electrode base material 110 . The positive electrode base material 110 is an example of a base material, the positive electrode composite layer 111 is an example of an active material composite layer, and the positive electrode tab 112 is an example of a lead. The positive electrode terminal is electrically connected to a positive electrode tab 112 extending from the positive electrode plate 11 .

負極板１２は、負極基材１２０と、負極基材１２０の両面に位置する負極合材層１２１とを備える。負極板１２は、負極基材１２０から延出される負極タブ１２２が延設されている。負極基材１２０は、基材の一例であり、負極合材層１２１は、活物質合材層の一例であり、負極タブ１２２は、リードの一例である。負極端子は、負極板１２から延設された負極タブ１２２に電気的に接続されている。 The negative electrode plate 12 includes a negative electrode base material 120 and negative electrode composite material layers 121 located on both sides of the negative electrode base material 120. The negative electrode plate 12 has a negative electrode tab 122 extending from the negative electrode base material 120 . The negative electrode base material 120 is an example of a base material, the negative electrode composite layer 121 is an example of an active material composite layer, and the negative electrode tab 122 is an example of a lead. The negative electrode terminal is electrically connected to a negative electrode tab 122 extending from the negative electrode plate 12 .

正極基材１１０は、多数の孔を有し主成分が金属からなる金属多孔体から構成されている。正極合材は、正極活物質、及び添加材を含む。正極活物質は、水酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケル等のニッケル酸化物である。添加材は、導電材、結着材等を含む。導電材は、金属化合物であり、ここではオキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）等のコバルト化合物であってニッケル酸化物の表面を被覆している。導電性の高いオキシ水酸化コバルトは、正極内において導電性ネットワークを形成し、正極の利用率（「放電容量／理論容量」の百分率）を高める。正極合材は、正極基材１１０に保持されている。 The positive electrode base material 110 is composed of a metal porous body having a large number of pores and whose main component is metal. The positive electrode composite material includes a positive electrode active material and additives. The positive electrode active material is a nickel oxide such as nickel hydroxide or nickel oxyhydroxide. Additives include conductive materials, binding materials, and the like. The conductive material is a metal compound, in this case a cobalt compound such as cobalt oxyhydroxide (CoOOH), which coats the surface of the nickel oxide. Cobalt oxyhydroxide, which has high conductivity, forms a conductive network within the positive electrode and increases the utilization rate (percentage of "discharge capacity/theoretical capacity") of the positive electrode. The positive electrode composite material is held on the positive electrode base material 110.

負極基材１２０は、多数の孔を有し主成分を金属とする金属多孔体であって、打ち抜き加工が行われたパンチングメタル等である。負極合材は、水素吸蔵合金、カーボンブラック等の増粘材、及びスチレン－ブタジエン共重合体の結着材を含む。負極合材は、負極基材１２０に保持されている。水素吸蔵合金は、水素の吸蔵と放出とを可逆的に進行させる合金である。水素吸蔵合金は、「Ａ」を水素化物を形成する元素、「Ｂ」を水素化物を形成しない元素としたとき、ＡＢ型、ＡＢ５型、又はそれらの組み合わせを用いることができる。ＡＢ型の水素吸蔵合金は、ＴｉＣｏ，ＺｒＣｏ等を用いることができる。ＡＢ５型の水素吸蔵合金は、ＭｍＮｉ５等を用いることができる。 The negative electrode base material 120 is a porous metal body having a large number of holes and mainly composed of metal, such as punched metal. The negative electrode composite material includes a hydrogen storage alloy, a thickener such as carbon black, and a binder such as a styrene-butadiene copolymer. The negative electrode composite material is held on the negative electrode base material 120. A hydrogen storage alloy is an alloy that reversibly stores and releases hydrogen. The hydrogen storage alloy may be AB type, AB 5 type, or a combination thereof, where "A" is an element that forms a hydride, and "B" is an element that does not form a hydride. As the AB type hydrogen storage alloy, TiCo, ZrCo, etc. can be used. As the AB 5 type hydrogen storage alloy, MmNi 5 or the like can be used.

（製造方法）
次に図２～図８を参照して、極板の製造方法についてその作用とともに説明する。ここでは、負極板１２を製造する工程について説明するが、正極板１１を製造する工程にも適用可能である。 (Production method)
Next, with reference to FIGS. 2 to 8, a method for manufacturing an electrode plate will be described along with its operation. Although the process of manufacturing the negative electrode plate 12 will be described here, it is also applicable to the process of manufacturing the positive electrode plate 11.

負極板１２の製造方法は、混錬工程、異物除去工程、塗工工程、乾燥工程、圧延工程及び切断工程を有する。
（混錬工程）
図２は、混錬工程及び異物除去工程を行う製造装置を模式的に示している。混錬工程は、負極活物質及び添加材等の粉体Ｍ１と、粉体Ｍ１を分散又は溶解させるイオン交換水等の水からなる分散媒Ｍ２とを所定の割合で混錬機３０に投入する。混錬機３０により、投入された粉体Ｍ１及び分散媒Ｍ２を、途中で液体や他の添加剤を投入しつつ混錬して活物質ペーストを作成する。このとき、粉体Ｍ１及び分散媒Ｍ２を所定の割合に調整することによって、所定のせん断速度においてせん断粘度が高くなるダイラタンシー性を有する活物質ペーストとする。 The method for manufacturing the negative electrode plate 12 includes a kneading process, a foreign matter removal process, a coating process, a drying process, a rolling process, and a cutting process.
(Kneading process)
FIG. 2 schematically shows a manufacturing apparatus that performs a kneading process and a foreign matter removal process. In the kneading process, powder M1 such as a negative electrode active material and additives, and a dispersion medium M2 made of water such as ion-exchanged water for dispersing or dissolving the powder M1 are introduced into the kneader 30 at a predetermined ratio. . The kneader 30 kneads the charged powder M1 and dispersion medium M2 while adding liquid and other additives midway through the kneading process to create an active material paste. At this time, by adjusting the powder M1 and the dispersion medium M2 to a predetermined ratio, an active material paste having dilatancy that increases shear viscosity at a predetermined shear rate is obtained.

活物質ペーストは、以下の条件１、条件２、及び条件３を満たす。「ｓ」は秒（ｓｅｃ）を示す。
（条件１）せん断速度が３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下である第１範囲で、せん断粘度が５５０ｍＰａ・ｓ以上である。 The active material paste satisfies Condition 1, Condition 2, and Condition 3 below. "s" indicates a second (sec).
(Condition 1) The shear rate is in the first range of 3800/s or more and 6000/s or less, and the shear viscosity is 550 mPa·s or more.

（条件２）せん断速度が０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下である第２範囲で、せん断粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下である。
（条件３）せん断速度が３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下である第１範囲で、ダイラタンシー指標が－０．２５ｍＰａ／ｓ２以上である。 (Condition 2) The shear rate is in the second range of 0.9/s or more and 1.1/s or less, and the shear viscosity is 10,000 mPa·s or less.
(Condition 3) The dilatancy index is -0.25 mPa/s 2 or more in the first range where the shear rate is 3800/s or more and 6000/s or less.

なお、ダイラタンシー指標Ｄは、外力に対して粘度が変化する度合いの大きさを示す。例えば、ダイラタンシー指標Ｄが大きい場合には、せん断速度の増加量に対するせん断粘度の増加量が大きくなる。以下の式（１）で表される。なお、「η」はせん断粘度であり、「μ」はせん断速度である。 Note that the dilatancy index D indicates the degree to which the viscosity changes in response to external force. For example, when the dilatancy index D is large, the amount of increase in shear viscosity relative to the amount of increase in shear rate becomes large. It is expressed by the following formula (1). In addition, "η" is shear viscosity, and "μ" is shear rate.

Ｄ＝ｄ（ｌｏｇη）／ｄ（ｌｏｇμ） …（１）
（異物除去工程）
混錬機３０によって混錬された活物質ペーストは、配管等を通じて、異物除去装置４０に送出される。異物除去装置４０は、活物質ペーストが一時貯留される貯留槽４１と、貯留槽４１内に設置されたフィルター４２と、流量計４３と、を備える。図示しないポンプ等により、貯留槽４１に供給された活物質ペーストをフィルター４２によって濾過して異物を除去する。活物質ペーストの粘度が高いと、フィルター４２に過度な圧力がかかり、フィルター４２の劣化の速度が大きくなる。フィルター４２の短寿命化を抑制するためには活物質ペーストの粘度は低いことが好ましい。しかし、異物除去工程では活物質ペーストのせん断速度はさほど大きくならない。 D=d(logη)/d(logμ)…(1)
(Foreign matter removal process)
The active material paste kneaded by the kneader 30 is sent to the foreign matter removal device 40 through piping or the like. The foreign matter removal device 40 includes a storage tank 41 in which the active material paste is temporarily stored, a filter 42 installed in the storage tank 41, and a flow meter 43. The active material paste supplied to the storage tank 41 by a pump (not shown) or the like is filtered by a filter 42 to remove foreign substances. When the viscosity of the active material paste is high, excessive pressure is applied to the filter 42, which increases the rate of deterioration of the filter 42. In order to suppress shortening of the life of the filter 42, it is preferable that the viscosity of the active material paste is low. However, in the foreign matter removal process, the shear rate of the active material paste does not increase so much.

このため、予め活物質ペースト６０の流量とせん断速度との関係を予め求めておき、フィルター４２を通過する活物質ペーストのせん断速度が上記の第２範囲（０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下）内となるように流量計４３で測定される流量を調整する。これにより、フィルター４２を通過する活物質ペーストのせん断粘度は、１００００ｍＰａ・ｓ以下となる。活物質ペーストのせん断粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下となることにより、フィルター４２にかかる圧力を低減し、フィルター４２の寿命を長くすることができる。 For this reason, the relationship between the flow rate and shear rate of the active material paste 60 is determined in advance, and the shear rate of the active material paste passing through the filter 42 is within the above second range (0.9/s or more and 1.1/s or more). The flow rate measured by the flow meter 43 is adjusted so that the flow rate is within the range (less than or equal to s). As a result, the shear viscosity of the active material paste passing through the filter 42 becomes 10,000 mPa·s or less. By setting the shear viscosity of the active material paste to 10,000 mPa·s or less, the pressure applied to the filter 42 can be reduced and the life of the filter 42 can be extended.

（塗工工程）
図３は、活物質ペーストを、負極板１２を切り出す前の大板５２に塗布する塗工装置５０である。塗工装置５０は、ステージ５１と、大板５２に対して活物質ペーストを塗工するダイノズル５３とを備えている。ステージ５１は、大板５２を搬送して、ダイノズル５３に対し大板５２を相対移動させる。ダイノズル５３を通過した大板５２の表面には、活物質ペーストからなる塗膜５７が形成されている。なお、搬送方向を第１方向Ｘ、第１方向Ｘに直交する水平方向を第２方向Ｙという。ダイノズル５３は、「塗工部」に対応し、大板５２は基板に対応し、第２方向Ｙは幅方向に対応する。なお、ダイノズル５３を移動させることでダイノズル５３と大板５２とを相対移動させてもよい。 (Coating process)
FIG. 3 shows a coating device 50 that applies an active material paste to a large plate 52 before cutting out the negative electrode plate 12. The coating device 50 includes a stage 51 and a die nozzle 53 that coats the active material paste onto the large plate 52. The stage 51 transports the large plate 52 and moves the large plate 52 relative to the die nozzle 53. A coating film 57 made of active material paste is formed on the surface of the large plate 52 that has passed through the die nozzle 53. Note that the transport direction is referred to as a first direction X, and the horizontal direction orthogonal to the first direction X is referred to as a second direction Y. The die nozzle 53 corresponds to the "coating section," the large plate 52 corresponds to the substrate, and the second direction Y corresponds to the width direction. Note that by moving the die nozzle 53, the die nozzle 53 and the large plate 52 may be moved relative to each other.

図４は、ダイノズル５３の側面図を示す。ダイノズル５３は、ブロック５３Ａ，及び５３Ｂと、ブロック５３Ａ，５３Ｂの間に挟持されたシムプレート５３Ｃとを備える。シムプレート５３Ｃには活物質ペースト６０を吐出する流路５５（図６参照）が形成されている。流路５５には、供給管５８を介して加圧された活物質ペースト６０が供給される。吐出口５６から吐出された活物質ペースト６０は、大板５２に吐出されて所定の厚さを有する塗膜５７となる。供給管５８の途中には流量計５９が設けられている。活物質ペースト６０がダイノズル５３に供給される流量とダイノズル５３の吐出口５６におけるせん断速度との関係は予め求められており、活物質ペースト６０が吐出口５６において所定のせん断速度で吐出されるように流路５５に供給される。 FIG. 4 shows a side view of the die nozzle 53. The die nozzle 53 includes blocks 53A and 53B, and a shim plate 53C held between the blocks 53A and 53B. A channel 55 (see FIG. 6) for discharging the active material paste 60 is formed in the shim plate 53C. A pressurized active material paste 60 is supplied to the flow path 55 via a supply pipe 58 . The active material paste 60 discharged from the discharge port 56 is discharged onto the large plate 52 to form a coating film 57 having a predetermined thickness. A flow meter 59 is provided in the middle of the supply pipe 58. The relationship between the flow rate at which the active material paste 60 is supplied to the die nozzle 53 and the shear rate at the discharge port 56 of the die nozzle 53 is determined in advance, so that the active material paste 60 is discharged at the discharge port 56 at a predetermined shear rate. is supplied to the flow path 55.

図５～図７は、従来のダイノズル２００及び本実施形態のダイノズル５３を示し、それらを反第１方向Ｘから見たときの正面図である。
図５は、従来のダイノズル２００を示す。シムプレート２０１には、ダイノズル５３の上から下へ向かう方向に延在する流路２０２が形成されている。流路２０２には、図４に示す供給管５８を介して活物質ペースト６０が供給され、吐出口２０３から吐出される。流路２０２の第２方向Ｙにおける最大長さは「Ｌ１０」である。吐出口２０３の長さＬ１１は、最大長さＬ１０と同じか、それよりも大きい（Ｌ１０≦Ｌ１１）。つまり、流路２０２は、少なくとも最大長さＬ１０となる部分から吐出口２０３にかけて一定の長さを有するか、最大長さＬ１０となる部分から吐出口２０３にかけて長さが拡大する。吐出口２０３から吐出される活物質ペースト６０のせん断速度はほぼ同じである。このため、吐出直後には厚さが均一の塗膜５７が形成されるが、塗膜が乾燥する間に塗膜の端部にダレが生じる。 5 to 7 show a conventional die nozzle 200 and a die nozzle 53 of this embodiment, and are front views when viewed from the opposite first direction X.
FIG. 5 shows a conventional die nozzle 200. As shown in FIG. A flow path 202 is formed in the shim plate 201 and extends in a direction from above to below the die nozzle 53. The active material paste 60 is supplied to the flow path 202 via the supply pipe 58 shown in FIG. 4, and is discharged from the discharge port 203. The maximum length of the flow path 202 in the second direction Y is "L10". The length L11 of the discharge port 203 is the same as or greater than the maximum length L10 (L10≦L11). That is, the flow path 202 has a constant length at least from the maximum length L10 to the discharge port 203, or increases in length from the maximum length L10 to the discharge port 203. The shear rate of the active material paste 60 discharged from the discharge port 203 is almost the same. Therefore, a coating film 57 having a uniform thickness is formed immediately after discharge, but sagging occurs at the edges of the coating film while it dries.

図６は、本実施形態のダイノズル５３である。ダイノズル５３のシムプレート５３Ｃは、ダイノズル５３の上から下へ向かう方向に延在する流路５５を有する。活物質ペースト６０は、ダイノズル５３の上から下へ吐出口５６に向かって流れる。流路５５は、活物質ペースト６０が流れる方向と直交する方向の長さが縮小された縮小部５５Ａを有する。縮小部５５Ａは、吐出口５６に向かうに伴い連続的又は段階的に幅が小さくなる。図６は連続的に幅が小さくなる縮小部５５Ａを示している。縮小部５５Ａは「第２縮小部」に対応する。 FIG. 6 shows the die nozzle 53 of this embodiment. The shim plate 53C of the die nozzle 53 has a flow path 55 extending from the top of the die nozzle 53 to the bottom. The active material paste 60 flows from the top to the bottom of the die nozzle 53 toward the discharge port 56 . The flow path 55 has a reduced portion 55A whose length in the direction orthogonal to the direction in which the active material paste 60 flows is reduced. The width of the reduced portion 55A decreases continuously or stepwise as it moves toward the discharge port 56. FIG. 6 shows a reduced portion 55A whose width decreases continuously. The reduction section 55A corresponds to a "second reduction section".

吐出口５６の第２方向Ｙの長さは長さＬ１である。また流路５５のうち、第２方向Ｙの最大長さＬ２は吐出口５６の長さＬ１よりも大きい（Ｌ２＞Ｌ１）。図６に例示するシムプレート５３Ｃは、最大長さＬ２を有する部分が縮小部５５Ａ以外の部分である。このため、活物質ペースト６０が縮小部５５Ａを流れるとき、その上流の流路５５を流れる時に比べ圧力が加わる。 The length of the discharge port 56 in the second direction Y is the length L1. Further, the maximum length L2 of the flow path 55 in the second direction Y is larger than the length L1 of the discharge port 56 (L2>L1). In the shim plate 53C illustrated in FIG. 6, the portion having the maximum length L2 is a portion other than the reduced portion 55A. Therefore, when the active material paste 60 flows through the reduced portion 55A, pressure is applied compared to when it flows through the flow path 55 upstream thereof.

なお、流路５５は、入口からと吐出口５６にかけて連続的に長さが収縮する形状を有していてもよい。つまり、流路５５全体が縮小部５５Ａのみから構成されていてもよい。なお、図６では流路５５の上端が円弧状の形状を有しているが、直線状であってもよく、流路５５の形状は特に限定されない。 Note that the flow path 55 may have a shape in which the length continuously contracts from the inlet to the discharge port 56. In other words, the entire flow path 55 may be comprised only of the reduced portion 55A. In addition, although the upper end of the flow path 55 has an arcuate shape in FIG. 6, it may be linear, and the shape of the flow path 55 is not particularly limited.

図７は、ダイノズル５３の吐出口５６が形成された底面５３Ｄを示す。吐出口５６は、第１方向Ｘにおける長さが長さＬ３となる中央部５６Ａ、第１方向Ｘにおける長さが長さＬ４となる縮小部５６Ｂとを有する。縮小部５６Ｂは、中央部５６Ａの両側に位置する。中央部５６Ａの長さＬ３は、縮小部５６Ｂの長さＬ４よりも大きい（Ｌ３＞Ｌ４）。縮小部５６Ｂは「第１縮小部」に対応する。 FIG. 7 shows a bottom surface 53D in which the discharge port 56 of the die nozzle 53 is formed. The discharge port 56 has a central portion 56A whose length in the first direction X is a length L3, and a reduced portion 56B whose length in the first direction X is a length L4. The reduced portions 56B are located on both sides of the central portion 56A. The length L3 of the central portion 56A is greater than the length L4 of the reduced portion 56B (L3>L4). The reduction section 56B corresponds to a "first reduction section."

このように流路５５は吐出口５６よりも上流では縮小部５５Ａによって第２方向Ｙに縮小されるとともに、吐出口５６では縮小部５６Ｂによって第２方向Ｙとは異なる方向である第１方向Ｘに縮小される。その結果、吐出口５６の中央部５６Ａでは、従来のダイノズル２００よりも若干大きい吐出圧で活物質ペーストが吐出される。また、吐出口５６の縮小部５６Ｂにおいては、吐出口５６の中央部や従来のダイノズル２００の吐出口２０３よりも高い吐出圧で活物質ペーストが吐出される。 In this way, the flow path 55 is reduced in the second direction Y by the reduction portion 55A upstream of the discharge port 56, and is reduced in the first direction X, which is a direction different from the second direction Y, by the reduction portion 56B at the discharge port 56. reduced to As a result, the active material paste is discharged from the central portion 56A of the discharge port 56 at a slightly higher discharge pressure than that of the conventional die nozzle 200. Further, in the reduced portion 56B of the discharge port 56, the active material paste is discharged at a higher discharge pressure than the central portion of the discharge port 56 or the discharge port 203 of the conventional die nozzle 200.

塗工工程では、縮小部５６Ｂにおけるせん断速度が上記の条件１及び条件３の第１範囲を満たすように活物質ペーストの流量が調整される。これにより、縮小部５６Ｂから吐出される活物質ペーストはせん断粘度が高くなり、せん断粘度が５５０ｍＰａ・ｓ以上に到達し、ダイラタンシー指標は－０．２５ｍＰａ／ｓ２以上となる。また、中央部５６Ａから吐出される活物質ペーストは、せん断速度が３８００／ｓ未満となるため、せん断粘度が５５０ｍＰａ・ｓ未満となる。 In the coating process, the flow rate of the active material paste is adjusted so that the shear rate in the reduced portion 56B satisfies the first range of conditions 1 and 3 above. As a result, the active material paste discharged from the reduced portion 56B has a high shear viscosity, reaching a shear viscosity of 550 mPa·s or more, and a dilatancy index of −0.25 mPa/s 2 or more. Further, the active material paste discharged from the central portion 56A has a shear rate of less than 3800/s, and therefore a shear viscosity of less than 550 mPa·s.

図８は、大板５２に形成された塗膜５７の断面構造を示す図である。塗膜５７の端部５７Ｂにおいては、せん断粘度が高い状態で活物質ペースト６０が大板５２に吐出される。大板５２に流れ落ちた後はせん断速度が低下しせん断粘度も高くなるため、塗膜５７の端部５７Ｂは、塗膜５７の中央のペーストからの荷重に耐える。このため、活物質ペースト６０が外側に広がるダレの発生が抑制される。中央部５７Ａにおいては、せん断粘度が端部５７Ｂよりも低い状態で活物質ペースト６０が吐出されることにより、膜厚が均一化される。 FIG. 8 is a diagram showing the cross-sectional structure of the coating film 57 formed on the large plate 52. As shown in FIG. At the end portion 57B of the coating film 57, the active material paste 60 is discharged onto the large plate 52 with a high shear viscosity. After flowing down onto the large plate 52, the shear rate decreases and the shear viscosity increases, so the end portion 57B of the coating film 57 can withstand the load from the paste in the center of the coating film 57. Therefore, the active material paste 60 is prevented from sagging from spreading outward. At the center portion 57A, the active material paste 60 is discharged with a lower shear viscosity than at the end portions 57B, thereby making the film thickness uniform.

大板５２の一方の面に塗膜５７が形成された後、乾燥工程にて塗膜５７を乾燥する。また、大板５２の他方の面に塗膜５７を形成し乾燥工程を行った後、圧延工程にて乾燥した塗膜５７を所定の厚さに圧延する。圧延後、切断工程で大板５２を極板の大きさに切りだす切断工程を行う。そして、正極板１１及び負極板１２を、セパレータ１３を介して積層し、極板群１０を作製する。なお、各工程の順序は適宜変更可能である。 After the coating film 57 is formed on one side of the large plate 52, the coating film 57 is dried in a drying process. Further, after a coating film 57 is formed on the other surface of the large plate 52 and a drying process is performed, the dried coating film 57 is rolled to a predetermined thickness in a rolling process. After rolling, a cutting process is performed in which the large plate 52 is cut into the size of the electrode plate. Then, the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 are laminated with the separator 13 interposed in between, to produce the electrode plate group 10. Note that the order of each step can be changed as appropriate.

図９～図１１を参照して、異物除去工程及び塗工工程における活物質ペーストの特性について説明する。
図９は、従来の活物質ペーストのせん断速度及びせん断粘度の関係を示す両対数グラフである。従来においては活物質ペーストが高いダイラタンシー性を発現すると、流動性が低下し大板５２に活物質ペーストを均一に塗工しにくくなると考えられていた。よって、せん断速度‐せん断粘度曲線１５０，１５１に示すように、せん断速度が小さくなるに伴いせん断粘度が低下する活物質ペーストが用いられていた。 The characteristics of the active material paste in the foreign matter removal process and the coating process will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
FIG. 9 is a log-log graph showing the relationship between shear rate and shear viscosity of a conventional active material paste. Conventionally, it has been thought that when an active material paste exhibits high dilatancy, fluidity decreases and it becomes difficult to apply the active material paste uniformly to the large plate 52. Therefore, as shown in shear rate-shear viscosity curves 150 and 151, active material pastes have been used whose shear viscosity decreases as the shear rate decreases.

活物質ペーストのせん断粘度を５５０ｍＰａ・ｓ以上に調整して大板５２に吐出すると、塗膜５７にダレが発生しにくい。また、活物質ペーストのせん断粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下であると、フィルター４２に過度の圧力がかかりにくい。せん断速度‐せん断粘度曲線１５０に示すように、第２範囲Ｒ２（０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下）のせん断速度においてせん断粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下にすることにより条件２を満たすようにすると、第１範囲Ｒ１（３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下）のせん断速度ではせん断粘度が５５０ｍＰａ・ｓを下回り、条件１が満たされない。つまり、フィルター４２を長寿命化できる一方で、塗膜５７にダレが発生してしまう。 When the shear viscosity of the active material paste is adjusted to 550 mPa·s or higher and then discharged onto the large plate 52, the coating film 57 is less likely to sag. Further, when the shear viscosity of the active material paste is 10,000 mPa·s or less, excessive pressure is less likely to be applied to the filter 42. As shown in the shear rate-shear viscosity curve 150, condition 2 is satisfied by making the shear viscosity 10,000 mPa・s or less at the shear rate in the second range R2 (0.9/s or more and 1.1/s or less). Then, at the shear rate in the first range R1 (3800/s or more and 6000/s or less), the shear viscosity is less than 550 mPa·s, and Condition 1 is not satisfied. In other words, while the life of the filter 42 can be extended, the coating film 57 will sag.

せん断速度‐せん断粘度曲線１５１は、活物質ペーストに含有される固形分を増大させて粘度を全体的に高めた活物質ペーストのグラフである。せん断速度‐せん断粘度曲線１５１が示すように、第１範囲Ｒ１のせん断速度でせん断粘度を５５０ｍＰａ・ｓ以上として条件１を満たすようにすると、第２範囲Ｒ２のせん断速度でせん断粘度が上昇しすぎてしまい、１００００ｍＰａ・ｓを超え、条件２が満たされない。つまり、塗膜５７のダレを抑制できる一方で、フィルター４２の劣化速度が大きくなる。このように、従来においてダレの発生の抑制とフィルター４２の長寿命化はトレードオフの関係にあった。 The shear rate-shear viscosity curve 151 is a graph of an active material paste whose viscosity is increased overall by increasing the solid content contained in the active material paste. As shown by the shear rate-shear viscosity curve 151, if the shear viscosity is set to 550 mPa·s or more at the shear rate in the first range R1 to satisfy condition 1, the shear viscosity increases too much at the shear rate in the second range R2. As a result, the pressure exceeds 10,000 mPa·s, and condition 2 is not satisfied. In other words, while sagging of the coating film 57 can be suppressed, the rate of deterioration of the filter 42 increases. As described above, in the past, there has been a trade-off relationship between suppressing the occurrence of sag and extending the life of the filter 42.

図１０は、本実施形態における活物質ペーストのせん断速度及びせん断粘度の関係の一例を示す両対数グラフである。せん断速度‐せん断粘度曲線１５５が示すように、本実施形態の活物質ペーストは、せん断速度が０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下である第２範囲Ｒ２で、せん断粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下である。このため、フィルター４２に過度な圧力がかからず、フィルター４２の寿命を長くすることができる。 FIG. 10 is a log-log graph showing an example of the relationship between the shear rate and shear viscosity of the active material paste in this embodiment. As shown by the shear rate-shear viscosity curve 155, the active material paste of this embodiment has a shear viscosity of 10000 mPa·s in the second range R2 where the shear rate is 0.9/s or more and 1.1/s or less. It is as follows. Therefore, excessive pressure is not applied to the filter 42, and the life of the filter 42 can be extended.

また、せん断速度が３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下である第１範囲では、５５０ｍＰａ・ｓ以上となる。このため、塗膜５７の端部においてダレが発生することを抑制することができる。 Further, in the first range where the shear rate is 3800/s or more and 6000/s or less, the shear rate is 550 mPa·s or more. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of sagging at the end portions of the coating film 57.

図１１は、本実施形態の活物質ペーストについてのせん断速度とダイラタンシー指標Ｄ（ダイラ指数）との関係の一例を示すグラフである。活物質ペーストは、せん断速度が３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下の範囲では、ダイラタンシー指標Ｄは、－０．２５ｍＰａ・ｓ２以上となる。このようにダイラタンシー指標Ｄが大きくなると、せん断粘度が増大する度合いが大きくなり、上記のようにダイノズル５３の流路５５の形状を変更することによってせん断粘度が大きく上昇する。このため、吐出口５６の縮小部５６Ｂから粘度の高い活物質ペーストを吐出することができる。 FIG. 11 is a graph showing an example of the relationship between the shear rate and the dilatancy index D (dilatancy index) for the active material paste of this embodiment. The dilatancy index D of the active material paste is -0.25 mPa·s 2 or more when the shear rate is in the range of 3800/s or more and 6000/s or less. As the dilatancy index D increases in this manner, the degree of increase in shear viscosity increases, and by changing the shape of the flow path 55 of the die nozzle 53 as described above, the shear viscosity increases significantly. Therefore, a highly viscous active material paste can be discharged from the reduced portion 56B of the discharge port 56.

上記実施形態の効果について説明する。
（１）塗工装置５０は、吐出口５６の延在方向の両端部に、延在方向に直交する方向の長さＬ４が縮小された第１縮小部である縮小部５６Ｂを有する。このため、縮小部５６Ｂの間に位置する中央部５６Ａにおいてせん断粘度の低い状態で活物質ペーストを吐出し、縮小部５６Ｂにおいてせん断粘度の高い状態で活物質ペーストを吐出することが可能となる。このため、活物質ペーストの塗膜５７の端部５７Ｂにおいてダレが生じにくくなる。よってダレの部分を極力少なくして活物質の利用率を高めることができる。このように活物質の利用率を高めることにより、電池反応に寄与しない材料を削減できるため製造コストを低減することができる。 The effects of the above embodiment will be explained.
(1) The coating device 50 has reduced portions 56B, which are first reduced portions whose length L4 in the direction perpendicular to the extending direction is reduced, at both ends of the ejection port 56 in the extending direction. Therefore, it is possible to discharge the active material paste with a low shear viscosity in the central portion 56A located between the reduced portions 56B, and to discharge the active material paste with a high shear viscosity in the reduced portion 56B. Therefore, sagging is less likely to occur at the end portion 57B of the coating film 57 of the active material paste. Therefore, the sagging portion can be minimized and the utilization rate of the active material can be increased. By increasing the utilization rate of the active material in this way, it is possible to reduce materials that do not contribute to battery reactions, thereby reducing manufacturing costs.

（２）ダイノズル５３は、流路５５の長さが吐出口５６に向かうに伴い縮小される縮小部５５Ａを備えるため、活物質ペーストが吐出口５６に到達した際には吐出口５６の端部である縮小部５６Ｂにおいて活物質ペーストにかかる圧力が大きくなり、そのせん断速度が大きくなる。このため、吐出口５６だけでなく、吐出口５６の上流においても吐出口５６の端部から吐出される活物質ペーストのせん断速度を大きくすることができるので、塗膜５７の端部５７Ｂにおけるせん断粘度を増大させやすい。 (2) Since the die nozzle 53 includes the reduced portion 55A in which the length of the channel 55 is reduced as it goes toward the discharge port 56, when the active material paste reaches the discharge port 56, the end of the discharge port 56 In the reduced portion 56B, the pressure applied to the active material paste increases, and the shear rate increases. Therefore, the shear rate of the active material paste discharged from the end of the discharge port 56 can be increased not only at the discharge port 56 but also upstream of the discharge port 56, so that the shear rate at the end 57B of the coating film 57 can be increased. Easy to increase viscosity.

（３）ダイノズル５３の吐出口５６の縮小部５６Ｂから吐出される活物質ペーストのせん断速度を３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下の第１範囲とし、吐出口５６のうち縮小部５６Ｂの間に位置する中央部５６Ａから吐出される活物質ペーストのせん断速度を第１範囲よりも低くして、吐出口５６から活物質ペーストを吐出する塗工工程とを有する。このため、条件１を満たす活物質ペーストを用いた場合、塗膜５７の端部５７Ｂのせん断粘度を高めることができる。よって、塗膜５７の端部５７Ｂにおいてダレを抑制しつつ、塗膜の中央部５７Ａにおいては塗膜の厚さ等を均一化することができる。 (3) The shear rate of the active material paste discharged from the reduced portion 56B of the discharge port 56 of the die nozzle 53 is set to a first range of 3800/s or more and 6000/s or less, and the position is located between the reduced portion 56B of the discharge port 56. The shear rate of the active material paste discharged from the central portion 56A is set lower than the first range, and the active material paste is discharged from the discharge port 56. Therefore, when an active material paste that satisfies Condition 1 is used, the shear viscosity of the end portion 57B of the coating film 57 can be increased. Therefore, while suppressing sagging at the end portions 57B of the coating film 57, it is possible to make the thickness of the coating film uniform at the central portion 57A of the coating film.

（４）条件１に加え、条件２を満たす活物質ペーストを用いることにより、塗膜５７のダレを抑制しつつ、フィルター４２を通過するときのせん断粘度を１００００ｍＰａ・ｓ以下とすることができる。このため、フィルター４２にかかる圧力を低減し、フィルター４２の劣化速度を小さくすることが可能となる。このため、塗膜５７のダレ発生の抑制及びフィルター４２の長寿命を両立することができる。 (4) By using an active material paste that satisfies condition 2 in addition to condition 1, the shear viscosity when passing through the filter 42 can be made 10000 mPa·s or less while suppressing sagging of the coating film 57. Therefore, it is possible to reduce the pressure applied to the filter 42 and reduce the rate of deterioration of the filter 42. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of sagging of the coating film 57 and to extend the life of the filter 42 at the same time.

（５）活物質ペーストのせん断速度が第１範囲のとき、ダイラタンシー指標Ｄが－０．２５ｍＰａ／ｓ２以上であるため、ダイノズル５３の流路５５の形状の変更等により、塗工工程において活物質ペーストのせん断粘度を上昇させやすい。 (5) When the shear rate of the active material paste is in the first range, the dilatancy index D is -0.25 mPa/s2 or more , so the active material paste is activated in the coating process by changing the shape of the flow path 55 of the die nozzle 53, etc. The substance tends to increase the shear viscosity of the paste.

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、塗工装置５０を用いてダイノズル５３から活物質ペースト６０を塗工した。これに代えて若しくは加えて、活物質ペーストのせん断速度を制御可能であれば、スプレーコーター、ロールコーター、グラビアコーター等の各種の方法で塗工する他の塗工装置を用いてもよい。 The above embodiment can be modified and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- In the above embodiment, the active material paste 60 was applied from the die nozzle 53 using the coating device 50. Instead or in addition to this, other coating devices that apply coating by various methods such as a spray coater, roll coater, gravure coater, etc. may be used as long as the shear rate of the active material paste can be controlled.

・上記実施形態では、電池を積層型の極板群１０を有するものに例示した。これに代えて、電池は捲回型の電極体を有するものであってもよい。捲回型の電極体は、正極の集電基材に正極活物質層を備えた正極シートと、負極の集電基材に負極活物質層を備えた負極シートとをセパレータを介して捲回したものである。この場合であっても、活物質ペーストの塗膜のダレを抑制することができる。 - In the above embodiment, the battery is exemplified as having a stacked electrode plate group 10. Alternatively, the battery may have a wound electrode body. In a wound type electrode body, a positive electrode sheet having a positive electrode active material layer on a positive electrode current collecting base material and a negative electrode sheet having a negative electrode active material layer on a negative electrode current collecting base material are wound together with a separator interposed therebetween. This is what I did. Even in this case, sagging of the coating film of the active material paste can be suppressed.

・電池の製造装置及び電池の製造方法を、ニッケル水素蓄電池の製造装置及び製造方法に例示して説明した。これに代えて、リチウムイオン蓄電池等の他の種類の製造装置及び製造方法に適用してもよい。 - The battery manufacturing apparatus and battery manufacturing method have been explained by exemplifying the nickel-metal hydride storage battery manufacturing apparatus and manufacturing method. Instead, the invention may be applied to other types of manufacturing equipment and manufacturing methods, such as lithium ion storage batteries.

１０…極板群
３０…電池の製造方法としての塗工装置
６０…活物質ペースト 10... Electrode plate group 30... Coating device as a battery manufacturing method 60... Active material paste

Claims (5)

活物質ペーストを基材に塗工する電池の製造装置であって、
ダイラタンシー性を発現する活物質ペーストを吐出する吐出口を有する塗工部を備え、
前記吐出口は、前記吐出口の延在方向の両端部に、前記延在方向に直交する方向の長さが縮小された第１縮小部を有し、前記第１縮小部の間に位置する中央部においてせん断粘度の低い状態で前記活物質ペーストを吐出し、前記第１縮小部においてせん断粘度の高い状態で前記活物質ペーストを吐出する
電池の製造装置。 A battery manufacturing device that coats an active material paste on a base material,
Equipped with a coating section having a discharge port for discharging an active material paste that exhibits dilatancy,
The discharge port has a first reduced portion having a reduced length in a direction perpendicular to the extending direction at both ends in the extending direction of the discharge port, and is located between the first reduced portions. A battery manufacturing apparatus, wherein the active material paste is discharged in a state where the shear viscosity is low in the central part, and the active material paste is discharged in the state where the shear viscosity is high in the first contracted part. 前記塗工部は、前記吐出口に連通し前記活物質ペーストが供給される流路を備え、
前記流路は、前記活物質ペーストが供給される方向に対して直交する方向の長さが、前記吐出口に向かうに伴い連続的又は段階的に小さくなる第２縮小部を備える
請求項１に記載の電池の製造装置。 The coating section includes a flow path that communicates with the discharge port and through which the active material paste is supplied,
According to claim 1, the flow path includes a second reduction portion whose length in a direction perpendicular to the direction in which the active material paste is supplied decreases continuously or stepwise as it moves toward the discharge port. A manufacturing device for the battery described above. 基板と、前記基板に積層された活物質層とを備える電池の製造方法であって、
活物質を含む複数の材料を混錬してダイラタンシー性を有する活物質ペーストを生成する工程と、
前記活物質ペーストのせん断速度を前記活物質ペーストのダイラタンシー性が発現されないせん断速度範囲として前記活物質ペーストをろ過して異物を除去する異物除去工程と、
前記活物質ペーストの塗膜が形成される領域の端部において前記活物質ペーストの前記せん断速度を前記活物質ペーストのダイラタンシー性が発現されるせん断速度範囲として前記活物質ペーストを前記基板に塗工する塗工工程とを有する
電池の製造方法。 A method for manufacturing a battery comprising a substrate and an active material layer laminated on the substrate, the method comprising:
a step of kneading a plurality of materials including an active material to produce an active material paste having dilatancy;
a foreign matter removal step of filtering the active material paste to remove foreign matter, with the shear rate of the active material paste set in a shear rate range in which the dilatancy property of the active material paste is not expressed;
Applying the active material paste to the substrate with the shear rate of the active material paste set to a shear rate range in which the dilatancy property of the active material paste is expressed at an end of a region where a coating film of the active material paste is formed. A method for manufacturing a battery, comprising: a coating step. 基板と、前記基板に積層された活物質層とを備える電池の製造方法であって、
活物質を含む複数の材料を混錬して、せん断速度が０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下の範囲でせん断粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下であり、且つせん断速度が３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下の範囲でせん断粘度が５５０ｍＰａ・ｓ以上となる活物質ペーストを生成する工程と、
前記活物質ペーストのせん断速度を０．９／ｓ以上１．１／ｓ以下の範囲に調整し、前記活物質ペーストをフィルターでろ過して異物を除去する異物除去工程と、
前記基板と塗工部とを相対移動させながら、前記塗工部の吐出口において相対移動方向に直交する幅方向における端部から吐出される前記活物質ペーストの前記せん断速度を３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下の範囲とし、前記吐出口のうち前記端部の間に位置する中央部から吐出される前記活物質ペーストのせん断速度を３８００／ｓ未満として、前記吐出口から前記活物質ペーストを吐出する塗工工程とを有する
電池の製造方法。 A method for manufacturing a battery comprising a substrate and an active material layer laminated on the substrate, the method comprising:
By kneading multiple materials containing active materials, the shear viscosity is 10,000 mPa・s or less at a shear rate of 0.9/s or more and 1.1/s or less, and the shear rate is 3,800/s or more and 6,000 mPa/s or less. producing an active material paste with a shear viscosity of 550 mPa·s or more in a range of 550 mPa·s or less;
A foreign matter removal step of adjusting the shear rate of the active material paste to a range of 0.9/s or more and 1.1/s or less, and filtering the active material paste with a filter to remove foreign matter;
While relatively moving the substrate and the coating section, the shear rate of the active material paste discharged from the end in the width direction perpendicular to the relative movement direction at the discharge port of the coating section is set to 3800/s or more and 6000/s or more. /s or less, and the active material paste is discharged from the discharge port with a shear rate of less than 3800/s of the active material paste discharged from a central portion located between the ends of the discharge port. A method for manufacturing a battery, comprising: a coating step. 前記活物質ペーストのせん断速度が３８００／ｓ以上６０００／ｓ以下である範囲で、ダイラタンシー指標が－０．２５ｍＰａ／ｓ２以上である
請求項４に記載の電池の製造方法。 The method for manufacturing a battery according to claim 4, wherein the active material paste has a dilatancy index of −0.25 mPa/s 2 or more within a range where the shear rate is 3800/s or more and 6000/s or less.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001327906A (en) 2000-05-24 2001-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Stripe coating device
JP2010051953A (en) 2008-07-30 2010-03-11 Hitachi Chem Co Ltd Method of coating, coating machine, method of rolling up coated film, and coated film roll
JP2013080626A (en) 2011-10-04 2013-05-02 Toyota Motor Corp Manufacturing method of nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014203561A (en) 2013-04-02 2014-10-27 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing electrode plate of nonaqueous electrolyte secondary battery, method for manufacturing electrode assembly of nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2015136675A (en) 2014-01-24 2015-07-30 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 Coating apparatus, assembly method of coating apparatus, and manufacturing method of electrode for secondary battery
JP2015141773A (en) 2014-01-27 2015-08-03 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing secondary battery negative electrode
JP2018089599A (en) 2016-12-07 2018-06-14 トヨタ自動車株式会社 Die

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001327906A (en) 2000-05-24 2001-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Stripe coating device
JP2010051953A (en) 2008-07-30 2010-03-11 Hitachi Chem Co Ltd Method of coating, coating machine, method of rolling up coated film, and coated film roll
JP2013080626A (en) 2011-10-04 2013-05-02 Toyota Motor Corp Manufacturing method of nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014203561A (en) 2013-04-02 2014-10-27 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing electrode plate of nonaqueous electrolyte secondary battery, method for manufacturing electrode assembly of nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2015136675A (en) 2014-01-24 2015-07-30 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 Coating apparatus, assembly method of coating apparatus, and manufacturing method of electrode for secondary battery
JP2015141773A (en) 2014-01-27 2015-08-03 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing secondary battery negative electrode
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