KR101627401B1 - 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

양면 도포 시공 시에, 집전체를 굴절 또는 굴곡시키지 않고 절연체 슬러리를 도포할 수 있는 전극 제조 방법을 제공한다. 전극 제조 방법은, 절연체 도포 공정 및 전극 도포 공정을 갖는다. 절연체 도포 공정은, 집전체(101)의 일면(101a)의 단부에 도포된 절연체 슬러리(102)와, 일면의 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 도포된 전극 슬러리(103)가 건조되어 있는 상태에서, 탄성체(25b)에 의해 일면측으로부터 집전체를 압박하면서, 집전체의 일면에 대향한 다른 면(101b)의 단부에 절연체 슬러리를 도포한다. 전극 도포 공정은, 다른 면의 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 전극 슬러리를 도포한다.

Description

전극 제조 방법 및 전극 제조 장치{MANUFACTURING METHOD OF ELECTRODE AND MANUFACTURING APPARATUS OF ELECTRODE}
본 발명은, 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치에 관한 것이다.
종래부터, 발전 요소를 외장재에 의해 수납하여 전기 디바이스를 구성한 것이 있다. 발전 요소는, 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 복수 적층하여 형성하고 있다. 정극 및 부극은, 각각 집전체에 전극 슬러리를 도포하여 건조시킴으로써 형성하고 있다.
발전 요소는, 외부 응력이나 진동 등에 기인하여 내부의 구성 부재의 위치가 상대적으로 어긋나는 경우가 있다. 예를 들면, 발전 요소에 있어서, 세퍼레이터를 개재하여 절연하고 있는 정극 및 부극의 위치가 어긋난 경우, 정극의 단부와 부극의 단부가 서로 접촉하여 단락할 가능성이 있다.
따라서, 발전 요소에 있어서, 세퍼레이터를 개재하여 절연하고 있는 정극 및 부극의 위치가 어긋나서 서로 접촉해도, 단락하지 않도록 하는 구성이 있다. 예를 들면, 정극의 단부에 절연성을 구비한 절연 테이프를 부착해 두면, 그 정극의 단부와 부극의 단부가 서로 접촉해도, 단락하는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 절연 테이프를 정극 또는 부극의 단부에 부착하는 구성에서는, 절연 테이프 외에, 그 절연 테이프를 부착하기 위한 특별한 장치가 필요해져, 전극의 제조 비용 및 택트가 각각 증대되어 버린다.
이 때문에, 전극에 절연체를 형성하는 구성이 있다. 구체적으로는, 전극에 절연체 슬러리와 전극 슬러리를 각각 도포하여 건조시키는 구성이 있다. 절연체 슬러리를 도포하는 장치는, 전극 슬러리를 도포하는 장치와 기본적인 사양이 마찬가지이며, 특별한 장치는 불필요하다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
일본 특허 출원 공개 제2007-258050호 공보
그러나, 상기 특허 문헌 1의 구성에서는, 집전체의 양면에 전극 슬러리를 도포하여 건조시키는 바와 같은 양면 도포 시공의 경우에 문제가 발생한다. 즉, 편면 도포 시공의 경우에는, 집전체의 이면측으로부터 백업 롤을 밀착시킨 상태에서, 집전체의 표면에 절연체 슬러리 및 전극 슬러리를 적정하게 도포할 수 있기 때문에, 특별히 문제는 발생하지 않는다.
한편, 양면 도포 시공의 경우에는, 집전체의 표면측으로부터 백업 롤을 밀착시킨 상태에서, 집전체의 이면에 절연체 슬러리 및 전극 슬러리를 도포시킨다. 여기서, 양면 도포 시공에 있어서, 백업 롤을 밀착시키는 집전체의 표면에는, 슬러리의 상태로부터 건조된 절연체층 및 전극층이 형성되어 있지만, 그 두께가 상이한 경우가 있다.
예를 들면, 전극층과 절연체층의 두께가 상이하면, 백업 롤에 의해 가압된 집전체는, 전극층이 형성된 부분과 절연체층이 형성된 부분의 경계에 있어서, 굴절 또는 굴곡해 버린다. 집전체가 굴절 또는 굴곡하면, 치수에 오차가 발생하거나, 굴절 부분에 발생한 간극에 공기가 말려들어 가 핀 홀이 발생하거나 한다.
따라서, 양면 도포 시공 시에, 집전체에 대한 절연체 슬러리나 전극 슬러리의 도포 시공 조건의 조정에 시간을 필요로 하고, 또한, 도포 시공의 상태를 일정하게 유지하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 이와 같이, 상기 특허 문헌 1의 구성에서는, 양면 도포 시공 시에, 집전체를 굴절 또는 굴곡시키지 않고, 절연체 슬러리나 전극 슬러리를 도포할 수 없을 우려가 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 양면 도포 시공 시에, 집전체를 굴절 또는 굴곡시키지 않고 절연체 슬러리를 도포할 수 있는 전극 제조 방법 및 그 제조 방법을 구현화한 전극 제조 장치의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전극 제조 방법은, 절연체 도포 공정 및 전극 도포 공정을 갖는다. 절연체 도포 공정은, 집전체의 일면의 단부에 도포된 절연체 슬러리와, 일면의 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 도포된 전극 슬러리가 건조되어 있는 상태에서, 탄성체에 의해 일면측으로부터 집전체를 압박하면서, 집전체의 일면에 대향한 다른 면의 단부에 절연체 슬러리를 도포한다. 전극 도포 공정은, 다른 면의 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 전극 슬러리를 도포한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전극 제조 장치는, 절연체 도포부 및 전극 도포부를 갖는다. 절연체 도포부는, 집전체의 일면의 단부에 도포된 절연체 슬러리와, 일면의 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 도포된 전극 슬러리가 건조되어 있는 상태에서, 탄성체에 의해 일면측으로부터 집전체를 압박하면서, 집전체의 일면에 대향한 다른 면의 단부에 절연체 슬러리를 도포한다. 전극 도포부는, 다른 면의 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 전극 슬러리를 도포한다.
본 발명에 관한 전극 제조 방법 및 그 제조 방법을 구현화한 전극 제조 장치에 의하면, 집전체의 일면에 도포된 절연체 슬러리 및 전극 슬러리가 건조되어 있는 상태에서, 탄성체에 의해 일면측으로부터 집전체를 압박하면서, 그 집전체의 일면에 대향한 다른 면의 단부에 절연체 슬러리를 도포한다. 따라서, 양면 도포 시공 시에, 집전체를 굴절 또는 굴곡시키지 않고 절연체 슬러리를 도포할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 장치를 도시하는 사시도.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 장치의 주요부를 도시하는 사시도.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 장치를 도시하는 측면도.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 장치의 주요부를 도시하는 측면도.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 장치를 사용하여 제조한 전극을 세퍼레이터를 개재하여 적층하는 상태를 도시하는 사시도.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 장치를 사용하여, 집전체의 일면에 절연체 슬러리 및 전극 슬러리를 도포하여 건조시키는 편면 도포 시공의 상태를 도시하는 모식도.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 장치를 사용하여, 일면에 절연체 슬러리 및 전극 슬러리를 도포하여 건조시킨 후의 집전체에 대하여, 그 집전체의 다른 면에 절연체 슬러리 및 전극 슬러리를 도포하여 건조시키는 양면 도포 시공의 상태를 도시하는 모식도.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 전극 제조 장치의 절연체 도포부를 도시하는 사시도.
도 9는 제2 실시 형태에 관한 전극 제조 장치를 사용한 집전체에 대한 절연체 슬러리의 편면 도포 시공의 주요부를 도시하는 도면.
도 10은 제2 실시 형태에 관한 전극 제조 장치를 사용한 집전체에 대한 절연체 슬러리의 양면 도포 시공의 주요부를 도시하는 도면.
도 11은 대비예에 관한 전극 제조 장치를 사용하여, 일면에 절연체 슬러리 및 전극 슬러리를 도포하여 건조시킨 후의 집전체에 대하여, 그 집전체의 다른 면에 절연체 슬러리를 도포하는 양면 도포 시공의 도중까지의 상태를 도시하는 모식도.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 제1 및 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 도면에 있어서의 각 부재의 크기나 비율은, 설명의 사정상 과장되어 실제의 크기나 비율과는 상이한 경우가 있다.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태에 관한 전극 제조 방법 및 전극 제조 방법을 구현화한 전극 제조 장치(1)에 대하여, 도 1 내지 도 7 외에, 대비예에 관한 도 11을 참조하면서 설명한다.
전극 제조 방법에 있어서의 반송 공정, 절연체 도포 공정, 전극 도포 공정 및 건조 공정은, 전극 제조 장치(1)에 있어서의 반송부(10), 절연체 도포부(20), 전극 도포부(30) 및 건조부(40)에 대응하고 있다. 따라서, 제1 실시 형태는, 전극 제조 방법을 구현화한 전극 제조 장치(1)에 기초하여 설명한다.
우선, 전극 제조 장치(1)의 구성에 대하여, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다.
도 1은 전극 제조 장치(1)를 도시하는 사시도이다. 도 2는 전극 제조 장치(1)의 주요부를 도시하는 사시도이다. 도 2의 (a)는 전극 제조 장치(1)의 주요부를 상방으로부터 도시하고, 도 2의 (b)는 전극 제조 장치(1)의 주요부를 하방으로부터 도시하고 있다. 도 3은 전극 제조 장치(1)를 도시하는 측면도이다. 도 4는 전극 제조 장치(1)의 주요부를 도시하는 측면도이다. 도 5는 전극 제조 장치(1)를 사용하여 제조한 전극을 세퍼레이터(200)를 개재하여 적층하는 상태를 도시하는 사시도이다. 도 5의 (a)는 적층 전의 상태를 도시하고, 도 5의 (b)는 적층 후의 상태를 도시하고 있다.
반송부(10)는, 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)가 각각 도포 및 건조되는 집전체(101)를 반송한다.
반송부(10)는, 집전체(101)의 반송 경로를 따라서, 예를 들면 집전체 공급 롤(11), 구동 롤(12), 종동 롤(13), 반입 롤(14), 반출 롤(15) 및 전극 권취 롤(16)을 포함하고 있다.
집전체 공급 롤(11)은, 회전 가능하게 보유 지지된 원기둥 형상으로 이루어지고, 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)가 도포되기 전의 집전체(101)를 롤 형상으로 적층하여 보유 지지하고 있다. 집전체(101)에는, 예를 들면 알루미늄, 구리, 니켈, 철, 스테인리스강으로 이루어지는 금속박을 사용한다. 구체적으로는, 정극용의 집전체(101)에는, 예를 들면 알루미늄으로 이루어지며 두께가 20㎛인 금속박을 사용한다. 한편, 부극용의 집전체(101)에는, 예를 들면 구리로 이루어지며 두께가 10㎛인 금속박을 사용한다.
집전체 공급 롤(11)은, 후술하는 구동 롤(12)에 연동하여 회전하면서 집전체(101)를 공급한다. 구동 롤(12) 및 종동 롤(13)은, 각각 회전 가능하게 보유 지지된 원기둥 형상으로 이루어지고, 집전체 공급 롤(11)로부터 공급된 집전체(101)를 절연체 도포부(20)를 향하여 가이드한다. 구동 롤(12)의 외주는 금속으로 이루어지고, 종동 롤(13)의 외주는 고무로 이루어진다. 구동 롤(12) 및 종동 롤(13)은, 집전체(101)를 끼움 지지하면서, 그 집전체(101)를 반송한다. 구동 롤(12)이 회전하면, 그 회전에 종동하여 종동 롤(13)이 회전한다.
반입 롤(14)은, 회전 가능하게 보유 지지된 원기둥 형상으로 이루어지고, 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)가 도포된 집전체(101)를 건조부(40)를 향하여 가이드한다. 반입 롤(14)은, 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)가 도포되어 있지 않은 집전체(101)의 이면측에 접촉하고 있다. 반출 롤(15)은, 회전 가능하게 보유 지지된 원기둥 형상으로 이루어지고, 건조부(40)로부터 반출된 건조 후의 전극(100)을 전극 권취 롤(16)을 향하여 가이드한다. 전극 권취 롤(16)은, 회전 가능하게 보유 지지된 원기둥 형상으로 이루어지고, 반출 롤(15)에 의해 가이드된 전극(100)을 권취하여 보관한다. 전극 권취 롤(16)은, 도시하지 않은 모터에 의해 일정한 속도로 회전 구동한다.
절연체 도포부(20)는, 집전체(101)의 단부에 절연체 슬러리(102)를 도포한다.
절연체 도포부(20)는, 집전체(101)의 일면(101a)의 단부에 도포된 절연체 슬러리(102)와, 일면(101a)의 절연체 슬러리(102)가 도포되어 있지 않은 부분에 도포된 전극 슬러리(103)가 건조되어 있는 상태에서, 탄성체(25b)에 의해 일면(101a)측으로부터 집전체(101)를 압박하면서, 집전체(101)의 일면(101a)에 대향한 다른 면(101b)의 단부에 절연체 슬러리(102)를 도포한다.
절연체 도포부(20)는, 예를 들면 절연체 도포용 도포 시공 다이(21), 액체 저장 탱크(22), 송액 펌프(23), 송액관(24) 및 절연체 도포용 백업 롤(25)을 포함하고 있다.
절연체 도포용 도포 시공 다이(21)는, 집전체(101)에 대하여 절연체 슬러리(102)를 소정 두께로 도포한다. 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)는, 한 쌍으로 이루어지고, 집전체(101)의 반송 방향을 따라서, 그 집전체(101)의 양단부에 각각 배치되어 있다. 구체적으로는, 한 쌍의 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)는, 반송부(10)의 구동 롤(12)과, 후술하는 전극 도포부(30)의 전극 도포용 도포 시공 다이(31) 사이에, 각각 위치하고 있다. 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)는, 후술하는 절연체 도포용 백업 롤(25)에 의해 가압된 집전체(101)에 대하여, 그 집전체(101)의 반대측의 면측으로부터 접촉하고 있다.
절연체 도포용 도포 시공 다이(21)에 의해 집전체(101)에 도포하는 절연체 슬러리(102)는, 예를 들면 절연성을 갖는 수지 및 그 컴파운드로 이루어지고, 예를 들면 집전체(101)의 두께를 포함하여 건조 후에 45㎛로 되도록 설정한다. 절연체 슬러리(102)에 사용하는 수지에는, 예를 들면 폴리불화비닐리덴이나 그 유도체, 우레탄 수지나 에폭시 수지 및 알키드 수지 등의 2액 경화형 수지 또는 전자선 경화형 수지를 사용한다. 절연체 슬러리(102)는, 절연성을 향상시키기 위해서, 알루미나, 산화티타늄 또는 탈크 등으로 이루어지는 세라믹스를 함유시키고 있다. 세라믹스의 입경은, 건조 후의 절연체 슬러리(102)의 두께를 고려하여, 0.1㎛ 내지 15㎛로 한다.
절연체 슬러리(102)에 사용하는 컴파운드는, 그 분산성이 중요하다. 알루미나 등의 세라믹스는 화학적인 성질로서 친수성을 띠고 있기 때문에, 그대로는 수지에 분산하기 어렵다. 일반적으로, 컴파운드에 계면 활성제를 사용하는 경우가 있지만, 전지의 특성에 악영향을 줄 우려가 있기 때문에, 전지 용도에는 적합하지 않다. 따라서, 수지에 분산 기능을 갖게 한 카르복실기 변성의 폴리불화비닐리덴 수지나 우레탄 수지를 사용한다. 이와 같은 수지를 사용하면, 분산성이 우수한 절연체 슬러리(102)를 얻을 수 있다. 컴파운드로서, 분산성이 우수한 비즈 밀을 사용할 수 있다. 비즈 밀은, 예를 들면 알루미나나 지르코니아로 이루어지고, 입경이 30㎛ 내지 2㎜의 것이 적합하다. 상기와 같은 방법을 사용함으로써, 알루미나를 용이하게 분산시킬 수 있어, 균일한 절연체 슬러리(102)를 얻는 것이 가능하다.
액체 저장 탱크(22)는, 하부를 폐색시킨 원통 형상의 금속 용기로 이루어지고, 소정 양의 절연체 슬러리(102)를 저장하고 있다. 송액 펌프(23)는, 액체 저장 탱크(22)에 접속하고, 액체 저장 탱크(22)에 저장된 절연체 슬러리(102)를, 송액관(24)을 통하여 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)에 송액한다. 송액관(24)은, 배관으로 이루어지고, 일단부를 송액 펌프(23)에 접속하고, 2개로 분기된 타단부를 한 쌍의 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)에 각각 접속하고 있다.
절연체 도포용 백업 롤(25)은, 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)가 접촉한 집전체(101)에 대하여, 반대측으로부터 가압하고 있다. 절연체 도포용 백업 롤(25)은, 축심(軸芯)(25a) 및 탄성체(25b)로 구성되어 있다.
축심(25a)은, 예를 들면 금속으로 이루어지고, 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 축심(25a)의 외주면은 샌드 블라스트 처리되어 있다. 탄성체(25b)는, 축심(25a)을 피복하고 있다. 구체적으로는, 탄성체(25b)는, 접착제를 도포한 축심(25a)에 대하여, 예를 들면 소정의 강도를 구비한 고무를 피복한 후, 그 외측을 균일하게 연마함으로써 원통 형상으로 형성되어 있다.
절연체 도포용 백업 롤(25)의 탄성체(25b)의 재질에는, 디엔계 고무, 천연 고무(NR), 아크릴니트릴부타디엔 고무(NBR), 이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 클로로프렌 고무(CR), 실리콘계 고무 또는 우레탄계 고무를 사용할 수 있다. 또한, 탄성체(25b)의 재질에는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 수지 등의 열가소성 수지, 이들로부터 만들어지는 연질 플라스틱재를 사용할 수도 있다.
탄성체(25b)에 적합한 재질은, 예를 들면 디엔계 고무이다. 디엔계 고무는, 경도를 조정하기 위한 가소제에, 유동 파라핀을 사용하고 있다. 유동 파라핀은, 도포 시공 중에 전극 재료에 전사되어 부착된 경우라도, 전지의 특성에 영향을 미치지 않는다. 또한, 유동 파라핀은, 마찰 계수가 낮기 때문에, 전극 재료를 윤활하게 이동시킬 수 있다. 즉, 유동 파라핀은, 전극 재료에 주름 등을 발생시키지 않고, 안정적으로 반송시킬 수 있다.
탄성체(25b)는, 상기한 바와 같이 범용품이며, 가공성이 우수하고, 비용도 염가인 재질을 사용하여 형성할 수 있다. 가소제로서 사용하는 유동 파라핀도, 범용되고 있어, 염가로 입수할 수 있다.
탄성체(25b)의 층 두께는, 건조된 전극 슬러리(103)의 두께에 율속한다. 예를 들면 건조된 전극 슬러리(103)의 두께가 집전체(101)의 두께를 포함하여 120㎛인 경우, 탄성체(25b)의 층 두께는, 그 120㎛의 두께를 모두 흡수하는 것을 고려하여, 예를 들면 200㎛로 한다. 탄성체(25b)는, 표면이 마모되어도, 그 표면을 재 연마하면 재이용하는 것이 가능하여, 장기 수명화를 도모할 수 있다. 탄성체(25b)의 층 두께는, 재연마를 고려하면, 10㎜ 이상이면 적합하다.
여기서, 탄성체(25b)에 관한 적합한 사양의 검증 결과에 대하여, 표 1을 참조하면서 설명한다.
탄성체(25b)에 관한 검증은, 도포 시공의 치수 정밀도 및 표면 상태에 대하여 행하였다. 도포 시공의 치수 정밀도는, 전극을 복수 적층할 때의 각 전극의 위치 어긋남에 기인하여 발생하는 전극끼리의 단락 방지를 고려하여, 기준값에 대하여 ±1㎜ 이내가 요구된다. 표면 상태는, 핀 홀 형상의 구멍에 이물이 인입되어 발생하는 전극끼리의 단락 방지를 고려하여, 그 핀 홀 형상의 구멍이 발생하지 않은 것이 요구된다.
탄성체(25b)에 관한 실험예 1 내지 4에 있어서, 그 탄성체(25b)의 재질에는, 니트릴부타디엔 고무(NBR)를 사용하였다. 고무의 경도는, 가소제 유동 파라핀의 첨가량을 변화시켜 조정하였다. 고무의 경도의 측정은, ISO(국제 표준화 기구)나 새로운 JIS 규격에 규정되는 「듀로미터 A」에 관한 측정 방법에 기초하여 행하였다. 탄성체(25b)에 관한 실험예 1, 2, 3 및 4는, 고무 경도가 A-10, A-30, A-50 및 A-70에 상당한다.
탄성체(25b)에 관한 비교예 1 및 2는, 실험예 1 내지 4와 동일한 니트릴부타디엔 고무(NBR)를 사용하고, 또한 고무 경도를 A-5 및 A-75에 상당하는 것으로 하였다. 즉, 비교예 1은 실험예 1 내지 4보다도 상대적으로 연하고, 비교예 2는 실험예 1 내지 4보다도 상대적으로 단단하다. 실험예 1, 2, 3 및 4와 비교예 1 및 2에 관한 고무를 사용하여, 도포 시공의 상태를 비교 검증하였다. 그 비교 검증의 결과를 표 1에 나타낸다.
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탄성체(25b)에 관한 검증의 결과, 탄성체(25b)의 치수 정밀도가 ±1㎜ 이내 및 표면에 구멍이 발생하지 않은 양호한 것은, 고무 경도가 A-10 내지 A-70에 상당하는 실험예 1 내지 4인 것을 알 수 있었다. 특히, 고무 경도가 A-30 내지 A-50에 상당하는 실험예 2 및 3은, 탄성체(25b)의 치수 정밀도가 ±0.5㎜로 더욱 양호한 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1과 같이 고무 경도가 A-5로 지나치게 연한 것은, 고무의 반발력이 약하여, 집전체(101)를 향하여 가압하는 힘이 불충분하기 때문에, 단부면의 부분을 플랫하게 압박하는 힘이 부족하다. 마찬가지로, 비교예 2와 같이 고무 경도가 A-75로 상대적으로 지나치게 단단한 것은, 고무의 반발력이 강하여, 단부면의 부분을 플랫하게 압박하는 힘이 과도해진다.
전극 도포부(30)는, 집전체(101)의 절연체 슬러리(102)가 도포되어 있지 않은 부분에 전극 슬러리(103)를 도포한다.
전극 도포부(30)는, 예를 들면 전극 도포용 도포 시공 다이(31), 액체 저장 탱크(32), 송액 펌프(33), 송액관(34) 및 전극 도포용 백업 롤(35)을 포함하고 있다.
전극 도포용 도포 시공 다이(31)는, 집전체(101)에 대하여 전극 슬러리(103)를 소정 두께로 도포한다. 전극 도포용 도포 시공 다이(31)는, 예를 들면 집전체(101)의 반송 방향을 따라서, 그 집전체(101)의 양단부를 제외한 부분에 접촉하도록 배치하고 있다. 구체적으로는, 전극 도포용 도포 시공 다이(31)는, 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)와 반입 롤(14) 사이에 위치하고 있다. 전극 도포용 도포 시공 다이(31)는, 전극 도포용 백업 롤(35)에 의해 이면측으로부터 가압된 집전체(101)에 대하여, 그 집전체(101)의 표면측으로부터 접촉하고 있다.
전극 도포용 도포 시공 다이(31)에 의해 집전체(101)에 도포하는 전극 슬러리(103)는, 정극용과 부극용이 있다. 전극 슬러리(103)가 정극용인 경우, 그 활물질에는, 예를 들면 리튬-전이 금속 복합 산화물을 사용한다. 한편, 전극 슬러리(103)가 부극용인 경우, 그 활물질에는, 예를 들면 그래파이트, 하드 카본이나, 리튬-전이 금속 복합 산화물을 사용한다. 도전 보조제에는, 예를 들면 아세틸렌 블랙, 카본 블랙 또는 그래파이트를 사용한다. 바인더에는, 예를 들면 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 사용한다. 용매에는, 예를 들면 노르말메틸피롤리돈(NMP) 또는 물을 사용한다. 용매는, 건조 시에 증발하여 제거된다.
액체 저장 탱크(32)는, 하부를 폐색시킨 원통 형상의 금속 용기로 이루어지고, 소정 양의 전극 슬러리(103)를 저장하고 있다. 송액 펌프(33)는, 액체 저장 탱크(32)에 접속하고, 액체 저장 탱크(32)에 저장된 전극 슬러리(103)를, 송액관(34)을 통하여 전극 도포용 도포 시공 다이(31)에 송액한다. 송액관(34)은, 배관으로 이루어지고, 일단부를 송액 펌프(23)에 접속하고, 타단부를 전극 도포용 도포 시공 다이(31)에 접속하고 있다.
전극 도포용 백업 롤(35)은, 전극 도포용 도포 시공 다이(31)가 접촉한 집전체(101)에 대하여, 그 집전체(101)의 반대측의 면으로부터 가압하고 있다. 전극 도포용 백업 롤(35)은, 예를 들면 금속 또는 고무로 이루어지고, 원기둥 형상으로 형성되어 있다.
건조부(40)는, 집전체(101)에 도포된 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 건조시킨다.
건조부(40)는, 예를 들면 하우징(41), 히터(42) 및 서포트 롤(43)을 포함하고 있다.
건조부(40)는, 직육면체 형상으로 형성한 하우징(41)의 내부에, 히터(42) 및 복수의 서포트 롤(43)을 구비하고 있다. 하우징(41)은, 단열성의 재질로 이루어지며, 반송 중인 집전체(101)를 일시적으로 내부에 수납한다. 하우징(41)은, 반송부(10)에 구비된 반입 롤(14)보다도 집전체(101)의 반송 방향 하류측이며, 반송부(10)에 구비된 반출 롤(15)보다도 집전체(101)의 반송 방향 상류측에 배치되어 있다.
히터(42)는, 하우징(41)의 내부에 있어서, 집전체(101)에 도포된 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)에 대향하도록 구비하고 있다. 히터(42)는, 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)의 내부에 함유된 용매 등을 증발시켜 건조시킨다. 서포트 롤(43)은, 건조부(40)의 내부에, 일정한 간격으로 복수 구비하고 있다. 서포트 롤(43)에 의해 집전체(101)를 반송하고 있는 동안에, 히터(42)에 의해 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 건조시킨다.
상술한 전극 제조 장치(1)를 사용하여 제조한 전극(100)은, 도 5에 도시한 바와 같이 세퍼레이터(200)를 개재하여 적층한다.
전극 제조 장치(1)를 사용하여 제조하는 전극(100)은, 정극(100a) 또는 부극(100b) 중 어느 쪽이어도 되지만, 여기에서는 정극(100a)으로 한다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 정극(100a)은, 그 양단부의 부분에, 절연체 슬러리(102)를 도포하여 건조시켜 형성한 절연체층(102')을 구비하고 있다. 또한, 정극(100a)은, 양단부 이외의 부분에, 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시켜 형성한 전극층(103')을 구비하고 있다. 한편, 부극(100b)은, 양단부의 부분을 포함하여 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시켜 형성한 전극층(103')을 구비하고 있다. 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 정극(100a)과 부극(100b)을, 세퍼레이터(200)를 개재하여 적층한다. 따라서, 정극(100a)과 부극(100b)이 위치가 어긋나서 서로의 단부가 접촉해도, 정극(100a)의 단부에는 절연체층(102')이 형성되어 있기 때문에, 단락을 방지할 수 있다.
다음에, 전극 제조 장치(1)를 사용한 전극(100)의 제조 방법에 대하여, 도 6 및 도 7 외에, 대비예에 관한 도 11을 참조하면서 설명한다.
도 6은, 전극 제조 장치(1)를 사용하여, 집전체(101)의 일면(101a)에 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시키는 편면 도포 시공의 상태를 도시하는 모식도이다. 도 7은, 전극 제조 장치(1)를 사용하여, 일면(101a)에 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시킨 후의 집전체(101)에 대하여, 그 집전체(101)의 다른 면(101b)에 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시키는 양면 도포 시공의 상태를 도시하는 모식도이다. 도 11은, 대비예에 관한 전극 제조 장치를 사용하여, 일면(101a)에 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시킨 후의 집전체(101)에 대하여, 그 집전체(101)의 다른 면(101b)에 절연체 슬러리(102)를 도포하는 양면 도포 시공의 도중까지의 상태를 도시하는 모식도이다.
전극 제조 장치(1)를 사용하여, 집전체(101)에 각 슬러리를 편면 도포 시공하는 방법에 대하여, 도 6을 참조하면서 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 전극 제조 장치(1)를 사용하여, 집전체(101)의 일면(101a)에 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시킨다.
구체적으로는, 처음에, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 반송부(10)에 있어서, 집전체(101)를 구동 롤(12) 및 종동 롤(13)에 의해 끼움 지지하면서, 그 집전체(101)를 반송한다. 다음에, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 절연체 도포부(20)에 있어서, 집전체(101)를 절연체 도포용 백업 롤(25)에 의해 다른 면(101b)측으로부터 가압하면서, 그 집전체(101)의 일면(101a)의 양단부에 대하여 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)를 사용하여 절연체 슬러리(102)를 도포한다.
다음에, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 전극 도포부(30)에 있어서, 집전체(101)를 전극 도포용 백업 롤(35)에 의해 다른 면(101b)측으로부터 가압하면서, 그 집전체(101)의 일면(101a)에 대하여 전극 도포용 도포 시공 다이(31)를 사용하여 전극 슬러리(103)를 도포한다. 마지막으로, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 건조부(40)에 있어서, 집전체(101)의 일면(101a)에 도포되어 있는 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 히터(42)에 의해 건조시켜, 절연체층(102') 및 전극층(103')을 형성한다.
전극 제조 장치(1)를 사용하여, 집전체(101)에 각 슬러리를 양면 도포 시공하는 방법에 대하여, 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 일면(101a)에 절연체층(102') 및 전극층(103')을 형성한 후의 집전체(101)에 있어서, 전극 제조 장치(1)를 사용하여, 집전체(101)의 다른 면(101b)에 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시킨다.
구체적으로는, 처음에, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 반송부(10)에 있어서, 집전체(101)를 구동 롤(12) 및 종동 롤(13)에 의해 끼움 지지하면서, 그 집전체(101)를 반송한다. 다음에, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 절연체 도포부(20)에 있어서, 집전체(101)를 절연체 도포용 백업 롤(25)에 의해 일면(101a)측으로부터 가압하면서, 그 집전체(101)의 다른 면(101b)의 양단부에 대하여 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)를 사용하여 절연체 슬러리(102)를 도포한다.
그런데, 절연체 도포용 백업 롤(25)을 밀착시키는 집전체(101)의 일면(101a)에는, 이미 건조한 절연체층(102') 및 전극층(103')이 형성되어 있지만, 그 층 두께가 상이하다. 절연체층(102')의 층 두께는 전극층(103')의 층 두께보다도 얇지만, 절연체 도포용 백업 롤(25)에 가압된 집전체(101)는, 전극층(103')이 형성된 부분과 절연체층(102')이 형성된 부분의 경계에 있어서, 굴절 또는 굴곡하는 일은 없다. 절연체 도포용 백업 롤(25)의 외주에, 탄성 변형 가능한 탄성체(25b)를 피복하고 있기 때문에, 집전체(101)가 굴절 또는 굴곡하지 않는다.
즉, 탄성체(25b)가 신축함으로써, 전극층(103')이 형성된 부분과 절연체층(102')이 형성된 부분의 경계에 단차가 발생해도, 그 단차를 탄성체(25b)에 의해 흡수할 수 있다. 집전체(101)가 굴절 또는 굴곡하고 있지 않으므로, 그 집전체(101)의 치수 정밀도는 유지된다. 또한, 굴절 또는 굴곡 부분의 간극에 공기가 말려들어 가 발생하는 핀 홀의 발생을 방지할 수 있다.
다음에, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 전극 도포부(30)에 있어서, 집전체(101)를 전극 도포용 백업 롤(35)에 의해 일면(101a)측으로부터 가압하면서, 그 집전체(101)의 다른 면(101b)에 대하여 전극 도포용 도포 시공 다이(31)를 사용하여 전극 슬러리(103)를 도포한다. 마지막으로, 도 7의 (d)에 도시한 바와 같이, 건조부(40)에 있어서, 집전체(101)의 다른 면(101b)에 도포되어 있는 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 히터(42)에 의해 건조시켜, 절연체층(102') 및 전극층(103')을 형성한다.
여기서, 대비예에 관한 전극 제조 장치를 사용하여, 집전체(101)에 각 슬러리를 양면 도포 시공하는 방법의 일부에 대하여, 도 11을 참조하면서 설명한다.
도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 대비예의 전극 제조 장치의 반송부(1010)에 있어서, 일면(101a)에 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 도포하여 건조시킨 후의 집전체(101)를, 구동 롤(1012) 및 종동 롤(1013)에 의해 끼움 지지하면서 반송한다. 다음에, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 절연체 도포부(1020)에 있어서, 집전체(101)를 절연체 도포용 백업 롤(1025)에 의해 일면(101a)측으로부터 가압하면서, 그 집전체(101)의 다른 면(101b)에 대하여 절연체 도포용 도포 시공 다이(1021)를 사용하여 절연체 슬러리(102)를 도포한다.
여기서, 절연체 도포용 백업 롤(1025)을 밀착시키는 집전체(101)의 다른 면(101b)에 형성된 절연체층(102') 및 전극층(103')의 층 두께가 상이하다. 따라서, 절연체 도포용 백업 롤(1025)에 가압된 집전체(101)는, 전극층(103')이 형성된 부분과 절연체층(102')이 형성된 부분의 경계에 있어서, 예를 들면 굴절해 버린다. 이 결과, 집전체(101)의 치수 정밀도가 저하되어, 전극을 복수 적층하면, 전극끼리가 단락할 가능성이 있다. 또한, 집전체(101)가 굴절하면, 그 굴절 부분에 발생한 간극에 공기가 말려들어 가 핀 홀이 발생한다. 핀 홀 형상의 구멍에 이물이 인입되면, 전극이 단락할 가능성이 있다.
상술한 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 방법 및 그 전극 제조 방법을 구현화한 전극 제조 장치(1)에 의하면, 이하의 작용 효과를 발휘한다.
전극 제조 방법은, 절연체 도포 공정 및 전극 도포 공정을 갖는다. 절연체 도포 공정은, 집전체(101)의 일면(101a)의 단부에 도포된 절연체 슬러리(102)와, 일면(101a)의 절연체 슬러리(102)가 도포되어 있지 않은 부분에 도포된 전극 슬러리(103)가 건조되어 있는 상태에서, 탄성체(25b)에 의해 일면(101a)측으로부터 집전체(101)를 압박하면서, 집전체(101)의 일면(101a)에 대향한 다른 면(101b)의 단부에 절연체 슬러리(102)를 도포한다. 전극 도포 공정은, 다른 면(101b)의 절연체 슬러리(102)가 도포되어 있지 않은 부분에 전극 슬러리(103)를 도포한다.
전극 제조 장치(1)는, 절연체 도포부(20) 및 전극 도포부(30)를 갖는다. 절연체 도포부(20)는, 집전체(101)의 일면(101a)의 단부에 도포된 절연체 슬러리(102)와, 일면(101a)의 절연체 슬러리(102)가 도포되어 있지 않은 부분에 도포된 전극 슬러리(103)가 건조되어 있는 상태에서, 탄성체(25b)에 의해 일면(101a)측으로부터 집전체(101)를 압박하면서, 집전체(101)의 일면(101a)에 대향한 다른 면(101b)의 단부에 절연체 슬러리(102)를 도포한다. 전극 도포부(30)는, 다른 면(101b)의 절연체 슬러리(102)가 도포되어 있지 않은 부분에 전극 슬러리(103)를 도포한다.
이와 같은 전극 제조 방법 및 전극 제조 방법을 구현화한 전극 제조 장치(1)에 의하면, 집전체(101)의 일면(101a)에 도포된 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)가 건조되어 있는 상태에서, 탄성체(25b)에 의해 일면(101a)측으로부터 집전체(101)를 압박하면서, 집전체(101)의 일면(101a)에 대향한 다른 면(101b)의 단부에 절연체 슬러리(102)를 도포한다. 따라서, 양면 도포 시공 시에, 집전체(101)를 굴절 또는 굴곡시키지 않고 절연체 슬러리(102)를 도포할 수 있다. 집전체(101)가 굴절 또는 굴곡하지 않기 때문에, 집전체(101)의 치수 정밀도는 유지되어, 전극(100)을 복수 적층시켜도 전극(100)끼리의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 굴절 또는 굴곡 부분의 간극에 공기가 말려들어 가 발생하는 핀 홀의 발생을 방지할 수 있다.
전극 제조 방법은, 절연체 도포 공정에 의해 집전체(101)에 절연체 슬러리(102)를 도포한 후, 전극 도포 공정에 의해 집전체(101)에 전극 슬러리(103)를 도포하는 구성으로 해도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 집전체(101)의 절연체 슬러리(102)의 부분을 융기시키지 않고, 집전체(101)를 연속적으로 권취할 수 있다.
전극 제조 방법은, 건조 공정을 더 갖는 구성으로 해도 된다. 건조 공정은, 집전체(101)에 도포된 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 건조시킨다.
이와 같은 구성에 의하면, 집전체(101)에 도포된 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)의 형상을 유지한 채로, 각 도포 공정 후에 연속하여 건조 공정에서 건조시킬 수 있다. 또한, 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 도포한 집전체(101)를, 다른 장치에 반송할 필요가 없어, 생산성을 향상시킬 수 있다.
전극 제조 방법은, 절연체 도포 공정에 있어서, 집전체(101)에 있어서 대향하는 양쪽의 단부에 대하여, 절연체 슬러리(102)를 각각 도포하는 구성으로 해도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 집전체(101)에 있어서 대향하는 양쪽의 단부의 한 쪽 및 다른 쪽 중 어느 하나의 방향으로 위치가 어긋나도, 전극간에 있어서의 단락을 방지할 수 있다.
전극 제조 방법은, 반송 공정을 더 갖는 구성으로 해도 된다. 반송 공정은, 집전체(101)를 반송한다. 여기서, 절연체 도포 공정은, 집전체(101)의 반송 방향을 따라서 대향하는 양쪽 또는 한쪽의 단부에 대하여 절연체 슬러리(102)를 도포한다.
이와 같은 구성에 의하면, 집전체(101)에 대하여 절연체 슬러리(102)를 도포하면서, 전극 슬러리(103)도 도포하므로, 작업을 연속하여 행할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)와 전극 도포용 도포 시공 다이(31)의 상대 위치를 확정하면, 집전체(101)에 대하여, 절연체 슬러리(102) 및 전극 슬러리(103)를 각각 고정밀도로 도포하는 것이 가능하다. 즉, 절연체 슬러리(102)와 전극 슬러리(103)의 상대 위치를 일정하게 유지할 수 있어, 절연체 슬러리(102)와 전극 슬러리(103)가 겹쳐서 도포되거나, 절연체 슬러리(102)와 전극 슬러리(103) 사이에 간극이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다.
탄성체(25b)의 두께는, 건조한 후의 전극 슬러리(103)의 두께보다도 두껍게 하는 구성으로 해도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 양면 도포 시공할 때에 절연체층(102')의 두께가 매우 얇아, 절연체층(102')의 두께와 전극층(103')의 두께의 차가, 전극층(103')의 두께에 근사하고 있는 경우라도, 그 두께의 차를, 탄성체(25b)에서 충분히 흡수할 수 있다.
탄성체(25b)는, 재연마 가능하게 하는 구성으로 해도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 탄성체(25b)는, 표면이 마모되어도, 그 표면을 재연마하면 재이용하는 것이 가능하여, 장기 수명화를 도모할 수 있다. 따라서, 탄성체(25b)의 교환에 필요로 하는 비용을 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에 관한 전극 제조 방법 및 전극 제조 방법을 구현화한 전극 제조 장치에 대하여, 도 8 내지 도 10을 참조하면서 설명한다.
도 8은 전극 제조 장치의 절연체 도포부(50)를 도시하는 사시도이다. 도 9는, 전극 제조 장치를 사용한 집전체(101)에 대한 절연체 슬러리(102)의 편면 도포 시공의 주요부를 도시하는 도면이다. 도 9의 (a)은 사시도에 상당하고, 도 9의 (b)는 측면도에 상당한다. 도 10은 전극 제조 장치를 사용한 집전체(101)에 대한 절연체 슬러리(102)의 양면 도포 시공의 주요부를 도시하는 도면이다. 도 10의 (a)는 사시도에 상당하고, 도 10의 (b)는 측면도에 상당한다.
제2 실시 형태에 관한 전극 제조 장치는, 절연체 도포부(50)에 있어서, 돌출된 탄성체(55b)에 의해 집전체(101)의 단부만을 압박하는 구성으로 한 것이, 전술한 제1 실시 형태에 관한 전극 제조 장치(1)의 구성과 상이하다.
제2 실시 형태에 있어서는, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성으로 이루어지는 것에 대하여, 동일한 부호를 사용하고, 전술한 설명을 생략한다.
우선, 절연체 도포부(50)의 구성에 대하여, 도 8을 참조하면서 설명한다.
절연체 도포부(50)는, 절연체 도포용 백업 롤(55)의 탄성체(55b)가, 집전체(101)를 향하는 방향으로 돌출되어, 집전체(101)의 단부만을 압박한다. 절연체 도포부(50)는, 전술한 절연체 도포용 도포 시공 다이(21), 액체 저장 탱크(22), 송액 펌프(23) 및 송액관(24) 외에, 절연체 도포용 백업 롤(55)을 포함하고 있다.
절연체 도포용 백업 롤(55)은, 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)가 접촉한 집전체(101)에 대하여, 반대측으로부터 가압하고 있다. 절연체 도포용 백업 롤(55)은, 축심(55a) 및 탄성체(55b)로 구성되어 있다. 축심(55a)은, 예를 들면 금속으로 이루어지고, 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 탄성체(55b)는, 축심(55a)을 부분적으로 피복하고 있다. 구체적으로는, 탄성체(55b)는, 부분적으로 접착제를 도포한 축심(55a)에 대하여, 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)와 대향하는 부분에만 소정의 강도를 구비한 고무를 피복한 후, 그 외측을 균일하게 연마함으로써 원통 형상으로 형성되어 있다. 절연체 도포용 백업 롤(55)은, 원기둥 형상의 축심(55a)의 양단부에 원통 형상의 탄성체(55b)를 접합하도록 형성되어 있다.
탄성체(55b)의 재질에는, 디엔계 고무, 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 클로로프렌 고무(CR), 아크릴니트릴 부타디엔 고무(NBR), 실리콘계 고무 또는 우레탄계 고무를 사용한다. 탄성체(55b)에 적합한 재질은, 예를 들면 디엔계 고무이다. 디엔계 고무는, 경도를 조정하기 위한 가소제에, 유동 파라핀을 사용하고 있다. 유동 파라핀은, 도포 시공중에 전극 재료에 전사되어 부착된 경우라도, 전지의 특성에 영향을 미치지 않는다. 또한, 유동 파라핀은, 마찰 계수가 낮기 때문에, 전극 재료를 윤활하게 이동시킬 수 있다. 즉, 유동 파라핀은, 전극 재료에 주름 등을 발생시키지 않고, 안정적으로 반송시킬 수 있다.
탄성체(55b)를 형성하는 고무의 경도는, 새로운 JIS 규격에 규정되는 「듀로미터 A」에 있어서, A-10 내지 A-70의 범위로부터 선택한다. 고무의 경도는, 특히, A-20 내지 A-60의 범위가 바람직하다. 고무 경도가 너무 낮으면, 충분한 반발력을 얻을 수 없다. 한편, 고무 경도가 지나치게 높으면, 반발력이 강하여 절연층(102')과 전극층(103')의 단차를 충분히 흡수할 수 없다.
탄성체(55b)의 층 두께의 상한값은, 편면 도포 시공의 경우에 있어서, 탄성체(55b)가 집전체(101)의 장력에 의해 수축되었을 때에, 그 집전체(101)와의 접촉 부분에 있어서 탄성체(55b)와 축심(55a)이 마찬가지의 높이로 되는 조건에서 규정한다. 또한, 탄성체(55b)의 층 두께의 하한값은, 양면 도포 시공의 경우에 있어서, 절연층(102')과 전극층(103')의 단차보다도 두꺼워지는 조건에서 규정한다. 구체적으로는, 탄성체(55b)의 층 두께는, 예를 들면 1 내지 2㎜로 한다.
다음에, 절연체 도포부(50)를 사용한 편면 도포 시공 및 양면 도포 시공의 구성에 대하여, 도 9 및 도 10을 참조하면서 설명한다.
절연체 도포부(50)를 사용한 편면 도포 시공에 있어서, 도 9는 전술한 편면 도포 시공에 있어서의 도 6의 (b)의 구성에 대응하고 있다. 도 9는, 절연체 도포용 백업 롤(55)에 의해 집전체(101)를 가압하면서, 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)에 의해 집전체(101)의 단부에 대하여 절연체 슬러리(102)를 도포하고 있는 상태를 도시하고 있다. 도 9에 도시한 절연체 도포용 백업 롤(55)의 탄성체(55b)는, 집전체(101)와의 접촉 부분에 있어서 스스로 크게 수축함으로써, 탄성체(55b)와 축심(55a)이 마찬가지의 높이로 되도록 하고 있다. 따라서, 집전체(101)를 편평한 상태로 유지하면서, 편면 도포 시공할 수 있다.
절연체 도포부(50)를 사용한 양면 도포 시공에 있어서, 도 10은, 전술한 양면 도포 시공에 있어서의 도 7의 (b)의 구성에 대응하고 있다. 도 10은, 절연체 도포용 백업 롤(55)에 의해 편면 도포 시공된 측으로부터 집전체(101)를 가압하면서, 절연체 도포용 도포 시공 다이(21)에 의해 집전체(101)의 단부에 대하여 절연체 슬러리(102)를 도포하고 있는 상태를 도시하고 있다. 도 10에 도시한 탄성체(55b)는, 절연체층(102')과의 접촉 부분에 있어서 스스로 약간 수축함으로써, 전극층(103')이 형성되어 상대적으로 층 두께가 두꺼운 부분과, 절연체층(102')이 형성되어 상대적으로 층 두께가 얇은 부분의 경계에 발생한 단차를 흡수하고 있다. 따라서, 집전체(101)는, 전극층(103')이 형성된 부분과, 절연체층(102')이 형성된 부분의 경계에 있어서, 층 두께가 상이하였다고 해도, 굴절 또는 굴곡하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 제2 실시 형태에 관한 전극 제조 방법 및 그 전극 제조 방법을 구현화한 전극 제조 장치에 의하면, 이하의 작용 효과를 발휘한다.
탄성체(55b)는, 집전체(101)를 향하는 방향으로 돌출되어, 집전체(101)의 단부만을 압박한다.
이와 같은 구성에 의하면, 실시 형태 1과 마찬가지로, 양면 도포 시공 시에, 집전체(101)를 굴절 또는 굴곡시키지 않고 절연체 슬러리(102)를 도포할 수 있다. 집전체(101)가 굴절 또는 굴곡하지 않기 때문에, 집전체(101)의 치수 정밀도는 유지되어, 전극(100)을 복수 적층시켜도 전극(100)끼리의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 굴절 또는 굴곡 부분의 간극에 공기가 말려들어 가 발생하는 핀 홀의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 이와 같은 구성에 의하면, 집전체(101)를 절연체 도포용 백업 롤(55)에 의해 가압할 때에, 그 집전체(101)의 단부 이외를, 예를 들면 외주면의 형상 정밀도가 높고 또한 충분한 경도를 구비한 금속제의 축심(55a)을 통하여 가압할 수 있다.
또한, 이와 같은 구성에 의하면, 절연체 도포용 백업 롤(55)은, 축심(55a)에 피복하는 탄성체(55b)의 총량을 삭감할 수 있다.
그 밖에, 본 발명은 특허 청구 범위에 기재된 구성에 기초하여 다양한 개변이 가능하고, 그들에 대해서도 본 발명의 범주이다.
1 : 전극 제조 장치
10, 1010 : 반송부
11 : 집전체 공급 롤
12, 1012 : 구동 롤
13, 1013 : 종동 롤
14 : 반입 롤
15 : 반출 롤
16 : 전극 권취 롤
20, 50, 1020 : 절연체 도포부
21, 1021 : 절연체 도포용 도포 시공 다이
22 : 액체 저장 탱크
23 : 송액 펌프
24 : 송액관
25, 55, 1025 : 절연체 도포용 백업 롤
25a, 55a : 축심
25b, 55b : 탄성체
30 : 전극 도포부
31 : 전극 도포용 도포 시공 다이
32 : 액체 저장 탱크
33 : 송액 펌프
34 : 송액관
35 : 전극 도포용 백업 롤
40 : 건조부
41 : 하우징
42 : 히터
43 : 서포트 롤
100 : 전극
100a : 정극
100b : 부극
101 : 집전체
101a : 일면
101b : 다른 면
102 : 절연체 슬러리
102' : 절연층
103 : 전극 슬러리
103' : 전극층
200 : 세퍼레이터

Claims (9)

  1. 집전체의 일면의 단부에 도포된 절연체 슬러리와, 상기 일면의 상기 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 도포된 전극 슬러리가 건조되어 있고 건조 후의 집전체 상의 절연체 슬러리의 두께가 전극 슬러리의 두께보다도 얇은 상태에서, 탄성체를 집전체의 일면 상의 절연체 슬러리 및 전극 슬러리의 양쪽에 접촉 가압시켜서 절연체 슬러리와 전극 슬러리의 경계에서 발생되는 단차를 상기 탄성체에 의해 흡수함과 함께 상기 탄성체에 의해 상기 집전체를 지지하면서, 상기 집전체의 상기 일면의 단부에 대향한 다른 면의 단부에 상기 절연체 슬러리를 도포하는 절연체 도포 공정과,
    상기 다른 면의 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 상기 전극 슬러리를 도포하는 전극 도포 공정을 갖는, 전극 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연체 도포 공정에 의해 상기 집전체에 상기 절연체 슬러리를 도포한 후,
    상기 전극 도포 공정에 의해 상기 집전체에 상기 전극 슬러리를 도포하는, 전극 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 집전체에 도포된 절연체 슬러리 및 상기 전극 슬러리를 건조시키는 건조 공정을 더 갖는, 전극 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연체 도포 공정은, 상기 집전체에 있어서 대향하는 양쪽의 상기 단부에 대하여, 상기 절연체 슬러리를 각각 도포하는, 전극 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 집전체를 반송하는 반송 공정을 더 갖고,
    상기 절연체 도포 공정은, 상기 집전체의 반송 방향을 따라서 대향하는 양쪽 또는 한쪽의 상기 단부에 대하여 상기 절연체 슬러리를 도포하는, 전극 제조 방법.
  6. 집전체의 일면의 단부에 도포된 절연체 슬러리와, 상기 일면의 상기 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 도포된 전극 슬러리가 건조되어 있고 건조 후의 집전체 상의 절연체 슬러리의 두께가 전극 슬러리의 두께보다도 얇은 상태에서, 탄성체를 집전체의 일면 상의 절연체 슬러리 및 전극 슬러리의 양쪽에 접촉 가압시켜서 절연체 슬러리와 전극 슬러리의 경계에서 발생되는 단차를 상기 탄성체에 의해 흡수함과 함께 상기 탄성체에 의해 상기 집전체를 지지하면서, 상기 집전체의 상기 일면의 단부에 대향한 다른 면의 단부에 상기 절연체 슬러리를 도포하는 절연체 도포부와,
    상기 다른 면의 상기 절연체 슬러리가 도포되어 있지 않은 부분에 상기 전극 슬러리를 도포하는 전극 도포부를 갖는, 전극 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성체의 두께는, 건조된 후의 전극 슬러리의 두께보다도 두꺼운, 전극 제조 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 탄성체는 재연마 가능한, 전극 제조 장치.
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