JP7368125B2 - 塗工装置及び電池用電極の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗工装置及び電池用電極の製造方法に関する。

従来、リチウムイオン二次電池等には、集電体の表面に活物質層及び絶縁層が形成された電池用電極が用いられる。このような電池用電極は、塗工装置を用いて、活物質等を含む塗工液と、絶縁性物質等を含む塗工液とを、両者の一部が重なるように集電体の表面に塗工し、乾燥させることで製造される。

例えば、特許文献１には、スラリ状の電極材料を塗工する第１のダイコータと、スラリ状の絶縁材料を塗工する第２のダイコータと、を備える製造装置が開示されている。

特開２０１５－６９８３３号公報

しかし、特許文献１に開示された製造装置は、第１のダイコータと、第２のダイコータとをそれぞれ備えるため、製造装置の構成が複雑化し、製造装置の稼働に要する作業時間（例えば、段取り作業時間や保守作業時間等）が長くなるという問題点があった。また、特許文献１に開示された製造装置は、スラリ状の電極材料を塗工した後、そのスラリ状の電極材料の上にスラリ状の絶縁材料を重ねるようにして塗工するため、電極材料と絶縁材料とが混合しやすいという問題点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、塗工装置の構成を簡素化し、塗工装置の稼働に要する作業時間を短縮するとともに、塗工液の混合を低減することができる塗工装置及び電池用電極の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記のような課題を解決するものであって、本発明の一実施形態に係る塗工装置は、
連続搬送される被塗工基材に対して複数の塗工液を同時に塗工可能なダイヘッドを備える塗工装置であって、
前記ダイヘッドは、
前記被塗工基材の搬送方向に沿って対向配置される一対のダイブロックと、
前記一対のダイブロックに挟持され、前記一対のダイブロックの間に、前記複数の塗工液がそれぞれ流れる複数の流路、及び、前記複数の流路にそれぞれ連通する複数の吐出口を形成するシムプレートと、を備え、
前記複数の吐出口は、
前記被塗工基材の幅方向に対して所定の距離だけ離間して配置される。

また、上記塗工装置において、
前記複数の吐出口は、
前記第１の吐出口と、前記第１の吐出口に対して前記幅方向の片側又は両側に配置される第２の吐出口とであり、
前記第１の吐出口の開口面積は、前記第２の吐出口の開口面積よりも広い。

また、上記塗工装置において、
前記幅方向に対する前記第１の吐出口の幅は、前記幅方向に対する前記第２の吐出口の幅よりも広い。

また、上記塗工装置において、
前記シムプレートの厚さ方向に対する前記第１の吐出口の高さは、前記厚さ方向に対する前記第２の吐出口の高さよりも高い。

また、上記塗工装置において、
前記シムプレートは、
前記一対のダイブロックにそれぞれ接触する第１の接触面及び第２の接触面と、
前記第１の吐出口及び前記第１の吐出口に連通する前記流路として、前記第１の接触面及び前記第２の接触面の間を貫通するように形成された流路孔と、
前記第２の吐出口及び前記第２の吐出口に連通する前記流路として、前記第１の接触面及び第２の接触面の少なくとも一方に形成された流路溝と、を有する。

また、上記塗工装置において、
前記塗工液は、
前記第１の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工される第１の塗工液と、
前記第２の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工される第２の塗工液とであり、
前記所定の距離は、
前記被塗工基材に塗工された前記第１の塗工液が前記幅方向に広がるとともに、前記被塗工基材に塗工された前記第２の塗工液が前記幅方向に広がったときに、前記第１の塗工液の上部又は下部に前記第２の塗工液が配置されるように設定される。

また、上記塗工装置において、
前記被塗工基材は、集電体であり、
前記塗工液は、
前記第１の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工される第１の塗工液と、
前記第２の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工される第２の塗工液とであり、
前記第１の塗工液は、活物質を含み、
前記第２の塗工液は、絶縁物を含む。

また、本発明の一実施形態に係る電池用電極の製造方法は、
上記塗工装置を用いた電池用電極の製造方法であって、
前記第１の塗工液を前記第１の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工するとともに、前記第２の塗工液を前記第２の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工する塗工工程と、
前記被塗工基材に塗工された前記第１の塗工液が前記幅方向に広がるとともに、前記被塗工基材に塗工された前記第２の塗工液が前記幅方向に広がることにより、前記第１の塗工液の上部又は下部に前記第２の塗工液を配置する配置工程とを含む。

また、上記電池用電極の製造方法において、
前記配置工程は、
前記第１の塗工液の上部又は下部に前記第２の塗工液の前記幅方向の一部を重ねて配置する。

本発明の一実施形態に係る塗工装置及び電池用電極の製造方法によれば、ダイヘッドが、複数の塗工液をそれぞれ塗工する複数の吐出口を備える。そのため、複数の塗工液が１つのダイヘッドにより塗工されるので、塗工装置の構成を簡素化し、塗工装置の稼働に要する作業時間を短縮することができる。

また、複数の吐出口は、所定の距離だけ離間して配置される。そのため、塗工された直後の複数の塗工液の間には隙間が生じるが、複数の塗工液は、時間経過に伴って被塗工基材の幅方向にそれぞれ広がることにより、一方の塗工液の上部又は下部に他方の塗工液が配置される。したがって、複数の塗工液が層状に積層されるので、複数の塗工液の混合を低減することができる。

本発明の第１の実施形態に係る製造システム１の全体を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るダイヘッド３Ａを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るダイヘッド３Ａを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ－Ａ線断面図、（ｃ）は下面図である。 本発明の第１の実施形態に係る塗工装置２の動作を説明するための説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。 電極シート１００に塗工された第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２を示し、（ａ）はＢ－Ｂ線断面図、（ｂ）はＣ－Ｃ線断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るダイヘッド３Ｂを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はＤ－Ｄ線断面図、（ｃ）は下面図である。 本発明の第３の実施形態に係るダイヘッド３Ｃを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係るダイヘッド３Ｄを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係るシムプレート５Ｅを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を、添付図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る製造システム１の全体を示す概略構成図である。

（製造システム１の構成）
電池用電極の製造システム１は、電極シート１００の表面に活物質層１２１及び絶縁層１２２を形成することにより、例えば、リチウムイオン二次電池の電極として用いられる電池用電極を製造するシステムである。本実施形態では、電池用電極の製造システム１に、塗工装置２を適用した場合について説明する。

電極シート１００は、シート状の集電体として機能する被塗工基材である。電極シート１００は、例えば、厚さが５～２０μｍ程度の長尺帯状の金属箔である。電極シート１００は、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、ステンレス、チタン等の金属材料で形成されている。

活物質層１２１は、活物質を含む第１のスラリ１１１（第１の塗工液）を電極シート１００の表面に塗工し、乾燥させることで形成される。活物質層１２１の厚さは、例えば、３０～３００μｍの範囲で適宜設定される。

第１のスラリ１１１は、活物質の他に、例えば、結着剤、その他添加剤等を混合し、溶媒に溶解させることにより調製される。第１のスラリ１１１の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて、２０℃、せん断速度３．４ｓ^－１におけるペースト粘度として、例えば、１～１５Ｐａ・ｓの範囲である。正極用の活物質としては、例えば、リチウム・ニッケル複合酸化物、リチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・マンガン複合酸化物、リチウム・マンガン・ニッケル複合酸化物等のリチウムと遷移金属との複合酸化物等である。負極用の活物質としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素材料、ケイ素、スズ等のリチウムを吸蔵可能な金属やその合金又は酸化物、リチウム金属、リチウム合金等のリチウム系金属、ポリアセン、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等である。

絶縁層１２２は、絶縁性物質を含む第２のスラリ１１２（第２の塗工液）を電極シート１００の表面に塗工し、乾燥させることで形成される。絶縁層１２２の厚さは、例えば、５～３０μｍの範囲で適宜設定される。

第２のスラリ１１２は、絶縁性物質の他に、例えば、結着剤、その他添加剤等を混合し、溶媒に溶解させることにより調製される。第２のスラリ１１２の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて、２０℃、せん断速度３．４ｓ^－１におけるペースト粘度として、例えば、０．５～３．０Ｐａ・ｓの範囲であり、第１のスラリ１１１の粘度に対して、例えば、０．０５～５０％の範囲である。絶縁性物質としては、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリカ（ＳｉＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）等の無機酸化物である。

なお、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２の各材料の混合比は、電池の仕様や用途等に応じて適宜変更される。

製造システム１は、ロール状に巻かれた電極シート１００を巻き出す巻き出し装置１０と、巻き出し装置１０から巻き出された電極シート１００に対して第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２を塗工する塗工装置２と、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２の溶媒成分を乾燥させて除去することにより、電極シート１００の表面に活物質層１２１及び絶縁層１２２を形成する乾燥炉１１と、電極シート１００をロール状に巻き取る巻き取り装置１２と、巻き出し装置１０と巻き取り装置１２との間に配置された複数の搬送ロール１３と、ＣＰＵ等の演算処理回路により構成され、塗工装置２を含む製造システム１の各部の動作を制御する制御装置１４と、を備える。

本明細書では、電極シート１００が連続搬送される方向、すなわち、電極シート１００の長尺方向を「搬送方向Ｒ」とし、電極シート１００の短尺方向を「幅方向Ｗ」とする。

電極シート１００は、巻き出し装置１０を上流側、巻き取り装置１２を下流側として、複数の搬送ロール１３により搬送方向Ｒに沿って連続搬送される。

制御装置１４は、電極シート１００に所定の張力を付与するとともに、電極シート１００の搬送速度が、例えば、５～１００ｍ／分の範囲となるように、複数の搬送ロール１３の回転速度を制御する。なお、搬送ロール１３の配置や数は適宜変更してもよい。

（塗工装置２の構成）
塗工装置２は、電極シート１００に対して第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２を同時に塗工可能なダイヘッド３Ａと、ダイヘッド３Ａに第１のスラリ１１１を供給する第１のスラリ供給部２１と、ダイヘッド３Ａに第２のスラリ１１２を供給する第２のスラリ供給部２２と、を備える。

ダイヘッド３Ａの先端部は、電極シート１００に対して所定の間隔Ｇをあけて配置される。

第１のスラリ供給部２１は、第１のスラリ１１１を貯留する第１のスラリタンク２１０と、第１のスラリタンク２１０とダイヘッド３Ａとの間を接続する第１のスラリ配管２１１と、第１のスラリ配管２１１に設けられ、第１のスラリ１１１を供給するときの供給量や供給のオンオフを調節する第１のポンプ２１２及び第１の開閉バルブ２１３と、を備える。

第２のスラリ供給部２２は、第１のスラリ供給部２１と同様に構成されており、第２のスラリ１１２を貯留する第２のスラリタンク２２０と、第２のスラリタンク２２０とダイヘッド３Ａとの間を接続する第２のスラリ配管２２１と、第２のスラリ配管２２１に設けられ、第２のスラリ１１２を供給するときの供給量や供給のオンオフを調節する第２のポンプ２２２及び第２の開閉バルブ２２３と、を備える。

（ダイヘッド３Ａの構成）
図２は、本発明の第１の実施形態に係るダイヘッド３Ａを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係るダイヘッド３Ａを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ－Ａ線断面図、（ｃ）は下面図である。

ダイヘッド３Ａは、電極シート１００の搬送方向Ｒに沿って対向配置される一対のダイブロック４Ａ、４Ｂと、一対のダイブロック４Ａ、４Ｂに挟持されるシムプレート５Ａと、を備える。

一対のダイブロック４Ａ、４Ｂの各々は、シムプレート５Ａを挟持して固定するためのボルト（不図示）を貫通させる複数のボルト孔４０を有する。一対のダイブロック４Ａ、４Ｂのうち、第１のダイブロック４Ａは、搬送方向Ｒの上流側に配置され、第２のダイブロック４Ｂは、搬送方向Ｒの下流側に配置される。

一対のダイブロック４Ａ、４Ｂの一方は、第１のスラリ配管２１１に接続されて第１のスラリ１１１が流入する第１の流入孔４１と、第２のスラリ配管２２１に接続されて第２のスラリ１１２が流入する第２の流入孔４２と、を有する。本実施形態では、第１のダイブロック４Ａは、第１の流入孔４１を有し、第１の流入孔４１の出口側に、凹部４３が形成されている。また、第２のダイブロック４Ｂは、第２の流入孔４２を有する。

シムプレート５Ａは、平板状の部材で構成されている。シムプレート５Ａは、一対のダイブロック４Ａ、４Ｂにそれぞれ接触する第１の接触面５０Ａ及び第２の接触面５０Ｂと、電極シート１００に対して所定の間隔Ｇをあけて配置される塗工面５０Ｃと、第１の接触面５０Ａ及び第２の接触面５０Ｂの間を貫通するように形成された流路孔５１と、第１の接触面５０Ａ及び第２の接触面５０Ｂの少なくとも一方に形成された流路溝５２と、複数のボルト孔５７と、を有する。本実施形態では、流路溝５２は、第２の接触面５０Ｂに形成されている。

シムプレート５Ａは、第１の接触面５０Ａ及び第２の接触面５０Ｂを一対のダイブロック４Ａ、４Ｂにそれぞれ接触させた状態で、一対のダイブロック４Ａ、４Ｂに挟持される。このとき、流路孔５１は、一対のダイブロック４Ａ、４Ｂの間に、第１のスラリ１１１が流れる第１の流路５３と、第１の流路５３に連通する第１の吐出口５４を形成する。また、流路溝５２は、一対のダイブロック４Ａ、４Ｂの間に、第２のスラリ１１２が流れる第２の流路５５と、第２の流路５５に連通する第２の吐出口５６を形成する。

第１の流路５３は、その両端部において、第１の流入孔４１及び凹部４３と、第１の吐出口５４とにそれぞれ連通する。

第２の流路５５は、その両端部において、第２の流入孔４２と、第２の吐出口５６とにそれぞれ連通する。第２の流路５５は、第１の流路５３と交差することなく、複数のボルト孔５７よりも内側（シムプレート５Ａの幅方向Ｗの中心線Ｏ１側）を通過するように配置される。第２の流路５５の経路の長さが短いほど、第２のポンプ２２２の吐出圧は低く設定される。なお、第２の流入孔４２として、ボルト孔４０を用いるようにしてもよい。

第２の流路５５は、塗工面５０Ｃに対して所定の角度θ（例えば、９０°）をなすように形成されている。角度θが大きくなるほど、第１の吐出口５４及び第２の吐出口５６から電極シート１００に塗工された直後の第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が混合することが抑制される。

第１の吐出口５４は、シムプレート５Ａの幅方向Ｗの中心線Ｏ１を含む位置に配置される。第２の吐出口５６は、第１の吐出口５４に対して幅方向Ｗの片側に配置される。第１の吐出口５４と、第２の吐出口５６とは、幅方向Ｗに対して所定の距離（以下、「離間距離」という）Ｌ１だけ離間して配置される。

離間距離Ｌ１は、第１の吐出口５４から電極シート１００に塗工された第１のスラリ１１１が幅方向Ｗに広がるとともに、第２の吐出口５６から電極シート１００に塗工された第２のスラリ１１２が幅方向Ｗに広がったときに、第１のスラリ１１１の上部又は下部に第２のスラリ１１２が重なって配置されるように設定される。具体的には、離間距離Ｌ１は、例えば、０．５～２．０ｍｍである。本実施形態では、離間距離Ｌ１は、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が幅方向Ｗにそれぞれ広がったとき、第１のスラリ１１１の下部に第２のスラリ１１２の幅方向Ｗの少なくとも一部が重なって配置されるように、設定されている。

第１の吐出口５４の開口面積は、前記第２の吐出口５６の開口面積よりも広く設定される。

幅方向Ｗに対する第１の吐出口５４の幅Ｗ１は、幅方向Ｗに対する第２の吐出口５６の幅Ｗ２よりも広く設定される。幅Ｗ１は、例えば、５５０ｍｍ～５６０ｍｍであるのに対し、幅Ｗ２は、例えば、３ｍｍ～４ｍｍである。第２の吐出口５６の幅Ｗ２は、第１の吐出口５４の幅Ｗ１に対して、例えば、０．３５～０．８０％の範囲である。また、第２の吐出口５６の幅Ｗ２は、離間距離Ｌ１に対して、例えば、１５０～８００％の範囲である。

シムプレート５Ａの厚さ方向Ｔに対する第１の吐出口５４の高さＴ１は、厚さ方向Ｔに対する第２の吐出口５６の高さＴ２よりも高く設定される。高さＴ１は、例えば、１．０ｍｍ～１．５ｍｍであるのに対し、高さＴ２は、例えば、０．３ｍｍ～１．０ｍｍである。第２の吐出口５６の高さＴ２は、第１の吐出口５４の高さＴ１に対して、例えば、１０～１００％の範囲である。

本実施形態では、高さＴ１は、流路孔５１の深さ、すなわち、シムプレート５Ａの厚さに等しく、高さＴ２は、流路溝５２の深さに等しい。なお、流路孔５１や流路溝５２の形状及びサイズは、図２、図３に示すものに限られず、適宜変更してもよい。また、流路溝５２の断面形状は、四角形状に限られず、例えば、三角形状でもよいし、半円状でもよい。

（製造システム１の動作）
次に、上記構成を有する製造システム１の動作について、図４、図５を参照しつつ説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る塗工装置２の動作を説明するための説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。図５は、電極シート１００に塗工された第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２を示し、（ａ）はＢ－Ｂ線断面図、（ｂ）はＣ－Ｃ線断面図である。なお、図４、図５では、電極シート１００を湾曲状ではなく、直線状に記載した。

まず、ロール状の電極シート１００が巻き出し装置１０に準備されると、制御装置１４が、複数の搬送ロール１３を制御することにより、電極シート１００が、搬送方向Ｒに沿って連続搬送される。

このとき、制御装置１４は、第１のポンプ２１２及び第１の開閉バルブ２１３を制御することにより、第１のスラリ１１１がダイヘッド３Ａに供給される。また、制御装置１４は、第２のポンプ２２２及び第２の開閉バルブ２２３を制御することにより、第２のスラリ１１２がダイヘッド３Ａに供給される。

そして、第１のスラリ１１１は、第１の流入孔４１及び第１の流路５３を流れて、第１の吐出口５４から吐出される。また、第２のスラリ１１２は、第２の流入孔４２及び第２の流路５５を流れて、第２の吐出口５６から吐出される。

このようにして、第１のスラリ１１１が、第１の吐出口５４を介して電極シート１００に塗工されるとともに、第２のスラリ１１２が、第２の吐出口５６を介して電極シート１００に塗工されることにより、塗工工程が行われる。

第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が塗工された直後は、図５（ａ）に示すように、両者の間には、幅方向Ｗに対して隙間Ｓが生じる。隙間Ｓは、第１の吐出口５４と第２の吐出口５６とが、離間距離Ｌ１だけ離間されて配置されているために生じたものである。

第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２は、ペースト状であるため、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が電極シート１００に塗工されてからその塗工された部分の電極シート１００が乾燥炉１１に到達するまでの時間経過に伴って、第１のスラリ１１１が幅方向Ｗに徐々に広がっていくとともに、第２のスラリ１１２が、幅方向Ｗに徐々に広がっていく。

そして、隙間Ｓが、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２で埋められて、図５（ｂ）に示すように、第１のスラリ１１１の下部に第２のスラリ１１２の幅方向Ｗの一部が重なって配置されることにより、配置工程が行われる。すなわち、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が、幅方向Ｗにそれぞれ広がったとき、第２のスラリ１１２のうち第１のスラリ１１１側に位置する一端部１１２ａを含む部分は、第２のスラリ１１２と重なった状態で配置され、第２のスラリ１１２のうち第１のスラリ１１１側に位置しない他端部１１２ｂを含む部分は、第２のスラリ１１２と重なることなく配置される。

ここで、第１のスラリ１１１と第２のスラリ１１２とが重なったラップ部分の幅を、ラップ幅Ｗ３とすると、ラップ幅Ｗ３は、例えば、１ｍｍ以下に設定される。ラップ幅Ｗ３は、第１の吐出口５４のサイズ（幅Ｗ１、高さＴ１）、第２の吐出口５６のサイズ（幅Ｗ２、高さＴ２）、第１の吐出口５４と第２の吐出口５６との間の離間距離Ｌ１、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２の粘度、電極シート１００と塗工面１０Ｃとの間の間隔Ｇ、電極シート１００の搬送速度、第１のポンプ２１２及び第２のポンプ２２２の回転数、並びに、第１の開閉バルブ２１３及び第２の開閉バルブ２２３の開度等のパラメータにより調整される。

次に、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が、図５（ｂ）に示すように、配置された状態で、電極シート１００が乾燥炉１１を通過することにより、乾燥工程が行われる。その結果、電極シート１００の表面には、電極シート１００の幅方向Ｗに対して、活物質層１２１のみが形成された部分と、活物質層１２１と絶縁層１２２とが重なって形成されたラップ部分と、絶縁層１２２のみが形成された部分とが設けられる。

そして、活物質層１２１及び絶縁層１２２が形成された電極シート１００は、巻き取り装置１２に順次巻き取られる。製造システム１は、各工程を連続的に行うことにより、電池用電極を製造する。

以上のように、第１の実施形態に係る塗工装置２によれば、ダイヘッド３Ａが、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２をそれぞれ塗工する第１の吐出口５４及び第２の吐出口５６を備える。そのため、複数の塗工液が１つのダイヘッド３Ａにより塗工されるので、塗工装置２の構成を簡素化し、塗工装置２の稼働に要する作業時間を短縮することができる。

また、第１の吐出口５４及び第２の吐出口５６は、離間距離Ｌ１だけ離間して配置される。そのため、塗工された直後の第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２の間には隙間Ｓが生じるが、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２は、時間経過に伴って幅方向Ｗにそれぞれ広がることにより、第１のスラリ１１１の下部に第２のスラリ１１２の幅方向Ｗの一部が重なって配置される。したがって、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が層状に積層されるので、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２の混合を低減することができる。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るダイヘッド３Ｂを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はＤ－Ｄ線断面図、（ｃ）は下面図である。

第１の実施形態に係る塗工装置２では、第２の吐出口５６が、第１の吐出口５４に対して幅方向Ｗの片側に配置される。これに対し、第２の実施形態に係る塗工装置２では、第２の吐出口５６Ａ、５６Ｂが、第１の吐出口５４に対して幅方向Ｗの両側に配置されるように、ダイヘッド３Ｂの構成を変更したものである。基本的な構成は、第１の実施形態と共通するため、構成が異なる部分を中心に説明を省略する。

ダイブロック４Ａは、２つの第２の流入孔４２Ａ、４２Ｂを有する。なお、２つの第２の流入孔４２Ａ、４２Ｂの各々に第２のスラリ１１２を供給する構成としては、例えば、第２のスラリ配管２２１が途中で分岐されていてもよいし、塗工装置２が２つの第２のスラリ供給部２２を備えるようにしてもよい。

シムプレート５Ｂは、第２の接触面５０Ｂに形成された２つの流路溝５２Ａ、５２Ｂを有する。２つの流路溝５２Ａ、５２Ｂの各々は、一対のダイブロック４Ａ、４Ｂの間に、第２のスラリ１１２が流れる第２の流路５５Ａ、５５Ｂと、第２の流路５５に連通する第２の吐出口５６Ａ、５６Ｂを形成する。

２つの第２の吐出口５６Ａ、５６の各々は、第１の吐出口５４に対して幅方向Ｗの両側に配置される。第１の吐出口５４と、２つの第２の吐出口５６Ａの各々とは、幅方向Ｗに対して離間距離Ｌ１だけ離間して配置される。

以上のように、第２の実施形態に係る塗工装置２によれば、第２の吐出口５６Ａ、５６Ｂが、第１の吐出口５４に対して幅方向Ｗの両側に配置される。そのため、１つのダイヘッド３Ｂにより、活物質層１２１に対して幅方向Ｗの両側に絶縁層１２２を形成することができる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るダイヘッド３Ｃを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。

第１の実施形態に係る塗工装置２では、シムプレート５Ａが、流路孔５１と、流路溝５２と、を有する。これに対し、第３の実施形態に係る塗工装置２では、シムプレート５Ｃが、流路孔５１の代わりとなる第１の流路溝５２Ａと、流路溝５２と同様の第２の流路溝５２Ｂと、を有するように、ダイヘッド３Ｃの構成を変更したものである。基本的な構成は、第１の実施形態と共通するため、構成が異なる部分を中心に説明を省略する。

第１の流路溝５２Ａ及び第２の流路溝５２Ｂは、第２の接触面５０Ｂに形成されている。なお、第１の流路溝５２Ａ及び第２の流路溝５２Ｂの少なくとも一方が、第１の接触面５０Ａに形成されるようにしてもよい。

第１の流路溝５２Ａは、第１のスラリ１１１が流れる第１の流路５３と、第１の流路５３に連通する第１の吐出口５４を形成する。また、第２の流路溝５２Ｂは、第２のスラリ１１２が流れる第２の流路５５と、第２の流路５５に連通する第２の吐出口５６を形成する。

以上のように、第３の実施形態に係る塗工装置２によれば、シムプレート５Ｃが有する複数の流路溝５２Ａ、５２Ｂが、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２をそれぞれ塗工するための流路５３、５５及び吐出口５４、５６を構成するため、シムプレート５Ｃを容易に製造することができる。

（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係るダイヘッド３Ｄを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。

第１の実施形態に係る塗工装置２では、シムプレート５Ａが、流路孔５１と、流路溝５２と、を有する。これに対し、第４の実施形態に係る塗工装置２では、シムプレート５Ｄが、流路孔５１と同様の第１の流路孔５１Ａと、流路溝５２の代わりとなる第２の流路孔５１Ｂと、を有するように、ダイヘッド３Ｄの構成を変更したものである。基本的な構成は、第１の実施形態と共通するため、構成が異なる部分を中心に説明を省略する。

第１の流路孔５１Ａは、第１のスラリ１１１が流れる第１の流路５３と、第１の流路５３に連通する第１の吐出口５４を形成する。また、第２の流路孔５１Ｂは、第２のスラリ１１２が流れる第２の流路５５と、第２の流路５５に連通する第２の吐出口５６を形成する。

以上のように、第４の実施形態に係る塗工装置２によれば、シムプレート５Ｄが有する複数の流路孔５１Ａ、５１Ｂが、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２をそれぞれ塗工するための流路５３、５５及び吐出口５４、５６を構成するため、シムプレート５Ｄを容易に製造することができる。

（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態に係るシムプレート５Ｅを示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。

第１の実施形態に係る塗工装置２では、シムプレート５Ａが、平板状の部材で構成されている。これに対し、第５の実施形態では、シムプレート５Ｅが、複数のシム６Ａ、６Ｂを積層することで構成されるように、シムプレート５Ｅの作製方法を変更したものである。基本的な構成は、第１の実施形態と共通するため、構成が異なる部分を中心に説明を省略する。

第１のシム６Ａは、第１のダイブロック４Ａ側に配置される。第１のシム６Ａは、中心線Ｏ１を含む位置にＴ字状に形成された第１の開口部６１を有する。

第２のシム６Ｂは、第２のダイブロック４Ｂ側に配置される。第２のシム６Ｂには、第１の開口部６１と同じ位置に、第１の開口部６１と同じ形状及びサイズで形成された第２の開口部６２と、第２の開口部６０Ｂに対して幅方向Ｗの片側に細長く形成された第３の開口部６３と、を有する。

シムプレート５Ｅは、厚さ方向Ｔに対して、第１のシム６Ａと第２のシム６Ｂとを積層することで、第１の開口部６１及び第２の開口部６２が、流路孔５１として機能し、第３の開口部６３が、流路溝５２として機能する。なお、シム６Ａ、６Ｂの積層枚数は、２つに限られず、３つ以上でもよい。また、シム６Ａ、６Ｂの厚さは、それぞれ異なるものでもよい。

以上のように、第５の実施形態に係る塗工装置２によれば、シムプレート５Ｅが、複数のシム６Ａ、６Ｂを積層することで構成されている。そのため、流路孔５１や流路溝５２の形状が複雑な場合でもシムプレート５Ｅを容易に製造することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記第１乃至第５の実施形態を適宜組み合わせてもよく、第２の実施形態乃至第４の実施形態に係るシムプレート５Ｂ～５Ｄを、第５の実施形態に係るシムプレート５Ｅのように、複数のシムを積層することで製作するようにしてもよい。その場合には、シムの積層枚数や、各シムの厚さ、開口部の形状及びサイズを適宜変更してもよい。

また、上記第１乃至第５の実施形態に係るシムプレート５Ａ～５Ｅは、塗工装置２に対して交換可能に構成されるようにしてもよい。その場合には、１つの塗工装置２が、複数のシムプレート５Ａ～５Ｅを交換して使用してもよいし、複数の塗工装置２が、１つのシムプレート５Ａを共用するようにしてもよい。

また、第１乃至第５の実施形態では、塗工装置２が、複数の吐出口として、２つ又は３つの吐出口を備えるものとして説明したが、４つ以上の吐出口を備えるものでもよい。また、複数の吐出口から塗工される塗工液は、同じ種類の塗工液でもよいし、異なる種類の塗工液でもよい。

また、上記実施形態では、配置工程において、第１のスラリ１１１の下部に第２のスラリ１１２の幅方向Ｗの一部が重なって配置されるものとして説明した。これに対し、配置工程において、第１のスラリ１１１の上部に第２のスラリ１１２の幅方向Ｗの一部が重なって配置されるようにしてもよい。その場合には、第１の吐出口５４及び第２の吐出口５６のサイズ、第１の吐出口５４と第２の吐出口５６との間の離間距離Ｌ１、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２の粘度、電極シート１００と塗工面１０Ｃとの間の間隔Ｇ、電極シート１００の搬送速度、第１のポンプ２１２及び第２のポンプ２２２の回転数、並びに、第１の開閉バルブ２１３及び第２の開閉バルブ２２３の開度等を変更することで、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が電極シート１００に塗工されるときの塗工量や、第１のスラリ１１１及び第２のスラリ１１２が幅方向Ｗに広がるときの速度を調整すればよい。

また、上記実施形態では、電極シート１００は、乾燥工程が行われた後、巻き取り装置１２に巻き取られるものとして説明した。これに対し、乾燥工程の後に、別の工程が追加されてもよく、例えば、活物質層１２１及び絶縁層１２２が形成された電極シート１００を圧延する圧延工程や、電極シート１００を所定のサイズに切断する切断工程が追加されてもよい。

１…製造システム、２…塗工装置、
３Ａ～３Ｄ…ダイヘッド、４Ａ，４Ｂ…ダイブロック、
５Ａ～５Ｄ…シムプレート、６…シム、
１０…巻き出し装置、１１…乾燥炉、１２…巻き取り装置、
１３…搬送ロール、１４…制御装置、
２１…第１のスラリ供給部、２２…第２のスラリ供給部、
４０…ボルト孔、４１…第１の流入孔、
４２，４２Ａ，４２Ｂ…第２の流入孔、４３…凹部、
５０Ａ…第１の接触面、５０Ｂ…第２の接触面、５０Ｃ…塗工面、
５１，５１Ａ，５１Ｂ…流路孔、５２，５２Ａ，５２Ｂ…流路溝、
５３…第１の流路、５４…第１の吐出口、
５５，５５Ａ，５５Ｂ…第２の流路、
５６，５６Ａ，５６Ｂ…第２の吐出口、
６１…第１の開口部、６２…第２の開口部、６３…第３の開口部、
１００…電極シート、１１１…第１のスラリ、１１２…第２のスラリ、
１１２ａ…一端部、１１２ｂ…他端部、
１２１…活物質層、１２２…絶縁層、
２１０…第１のスラリタンク、２１１…第１のスラリ配管、
２１２…第１のポンプ、２１３…第１の開閉バルブ、
２２０…第２のスラリタンク、２２１…第２のスラリ配管、
２２２…第２のポンプ、２２３…第２の開閉バルブ、
Ｒ…搬送方向、Ｔ…厚さ方向、Ｗ…幅方向

Claims (6)

1. 連続搬送される被塗工基材に対して複数の塗工液を同時に塗工可能なダイヘッドを備える塗工装置であって、
   前記ダイヘッドは、
   前記被塗工基材の搬送方向に沿って対向配置される一対のダイブロックと、
   前記一対のダイブロックに挟持され、前記一対のダイブロックの間に、前記複数の塗工液がそれぞれ流れる複数の流路、及び、前記複数の流路にそれぞれ連通する複数の吐出口を形成するシムプレートと、を備え、
   前記複数の吐出口は、
   第１の吐出口と、前記第１の吐出口に対して前記被塗工基材の幅方向の片側又は両側に配置される第２の吐出口とであり、
   前記シムプレートは、
   前記一対のダイブロックにそれぞれ接触する第１の接触面及び第２の接触面と、
   前記第１の吐出口及び前記第１の吐出口に連通する前記流路として、前記第１の接触面及び前記第２の接触面の間を貫通するように形成された流路孔と、
   前記第２の吐出口及び前記第２の吐出口に連通する前記流路として、前記第１の接触面及び前記第２の接触面の少なくとも一方に形成された流路溝と、を有し、
   前記第１の吐出口及び前記第２の吐出口は、
   前記幅方向に対して所定の距離だけ離間して配置され、
   前記第１の吐出口の開口面積は、前記第２の吐出口の開口面積よりも広く、
   前記シムプレートの厚さ方向に対する前記第１の吐出口の高さは、前記厚さ方向に対する前記第２の吐出口の高さよりも高い、
   塗工装置。
2. 前記幅方向に対する前記第１の吐出口の幅は、前記幅方向に対する前記第２の吐出口の幅よりも広い、
   請求項１に記載の塗工装置。
3. 前記塗工液は、
   前記第１の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工される第１の塗工液と、
   前記第２の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工される第２の塗工液とであり、
   前記所定の距離は、
   前記被塗工基材に塗工された前記第１の塗工液が前記幅方向に広がるとともに、前記被塗工基材に塗工された前記第２の塗工液が前記幅方向に広がったときに、前記第１の塗工液の上部又は下部に前記第２の塗工液が配置されるように設定される、
   請求項１又は請求項２に記載の塗工装置。
4. 前記被塗工基材は、集電体であり、
   前記塗工液は、
   前記第１の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工される第１の塗工液と、
   前記第２の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工される第２の塗工液とであり、
   前記第１の塗工液は、活物質を含み、
   前記第２の塗工液は、絶縁物を含む、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の塗工装置。
5. 請求項４に記載の塗工装置を用いた電池用電極の製造方法であって、
   前記第１の塗工液を前記第１の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工するとともに、前記第２の塗工液を前記第２の吐出口を介して前記被塗工基材に塗工する塗工工程と、
   前記被塗工基材に塗工された前記第１の塗工液が前記幅方向に広がるとともに、前記被塗工基材に塗工された前記第２の塗工液が前記幅方向に広がることにより、前記第１の塗工液の上部又は下部に前記第２の塗工液を配置する配置工程とを含む、
   電池用電極の製造方法。
6. 前記配置工程は、
   前記第１の塗工液の上部又は下部に前記第２の塗工液の前記幅方向の一部を重ねて配置する、
   請求項５に記載の電池用電極の製造方法。

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