KR20130060294A

KR20130060294A - 전지의 전극의 제조 방법 및 전지의 전극의 제조 장치

Info

Publication number: KR20130060294A
Application number: KR1020137006285A
Authority: KR
Inventors: 시게루 스즈키
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2013-06-07
Also published as: WO2012035602A1; CN103119756A; JPWO2012035602A1; US20130183438A1; JP5304902B2

Abstract

본원은, 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상되는 전지의 전극의 제조 방법 및 전지의 전극의 제조 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 따라서, 본 발명의 일형태는, 반송되는 집전체 시트에 전극 페이스트를 도포 시공하는 전지의 전극의 제조 방법에 있어서, 상기 전극 페이스트를 토출하는 다이의 선단부에 감압 챔버를 배치하고, 상기 감압 챔버의 감압도를 변화시킴으로써 상기 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

전지의 전극의 제조 방법 및 전지의 전극의 제조 장치 {BATTERY ELECTRODE MANUFACTURING METHOD AND BATTERY ELECTRODE MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은 띠 형상의 집전체 시트의 면에 전극 페이스트가 도포 시공된 전극을 제조하는 전지의 전극의 제조 방법 및 전지의 전극의 제조 장치에 관한 것이다.

2차 전지 등 전지의 제조에 있어서는, 띠 형상의 집전체 시트의 면에 전극 페이스트를 연속적으로 도포 시공하여 건조시킴으로써 전극을 제조하고, 제조된 전극이 감긴 전지를 제조하는 것이 행해지고 있다.

그리고, 띠 형상의 집전체 시트의 면에 전극 페이스트를 연속적으로 도포 시공하는 공정에 있어서는, 종래에는, 도포 시공 후의 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 측정하고, 전극 페이스트를 토출하는 다이와 집전체 시트의 사이의 갭을 도포 시공 폭의 측정 결과를 바탕으로 변화시켜서 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 원하는 폭이 되도록 제어했었다.

이 때, 다이와 집전체 시트의 사이의 갭을 작게 하면, 다이의 토출구 부분인 립부에 있어서의 압력 손실이 증가하여 립부의 압력이 증가하고, 그 결과로서 도포 시공 폭 방향으로의 전극 페이스트의 확산이 커지므로, 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 커진다. 또한, 다이와 집전체 시트의 사이의 갭을 크게 하면, 다이의 립부의 압력 손실이 감소하여 립부의 압력이 감소하고, 그 결과로서 도포 시공 폭 방향으로의 전극 페이스트의 확산이 작아지므로, 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 작아진다. 이에 의해, 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 원하는 도포 시공 폭이 되도록 제어했었다.

그러나, 다이와 집전체 시트의 사이의 갭을 변화시켜서 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 제어하면, 다이의 립부의 압력이 안정될 때까지 시간을 필요로 하여, 원하는 도포 시공 폭이 얻어질 때까지 많은 시간이 소요되어버린다. 그 이유로서는, 다이와 집전체 시트의 사이의 갭을 변화시키면 립부의 압력이 변동하지만, 이 때, 전극 페이스트를 배출하는 펌프의 배출구부터 다이의 립부까지의 모든 유로에 있어서 압력이 변동해버려, 이들 유로에 있어서 압력이 안정되는데에 시간을 필요로 하기 때문이다.

그리고, 다이로부터 토출되는 전극 페이스트의 유량은 립부의 압력이 안정된 후에 안정되므로, 집전체 시트에 있어서의 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 될 때까지는 더욱 시간이 소요되어버린다.

그리고, 원하는 도포 시공 폭이 얻어질 때까지 전극 페이스트가 도포 시공된 부분의 집전체 시트는 전지의 전극으로서 사용할 수 없으므로, 원하는 도포 시공 폭이 얻어질 때까지 많은 시간이 소요되어버리면, 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 저하되어버린다.

예를 들어, 도 14에 도시한 바와 같이, 시간 h1의 시점에서 다이와 집전체 시트의 사이의 갭을 변화시키면, 시간 h1부터 지연되어 시간 h2의 시점에서 다이의 립부의 압력이 안정되고, 또한 시간 h2부터 지연되어 시간 h3의 시점에서 전극 페이스트의 도포 시공 폭(다이로부터 토출되는 전극 페이스트의 유량)이 안정되게 된다. 그 때문에, 시간 h3부터 더욱 지연되어 시간 h4(도포 시공 폭의 측정을 행하여 원하는 도포 시공 폭인 것이 확인된 시간)의 시점 이후의 시간대 b에 전극 페이스트가 도포 시공된 부분의 집전체 시트는 전지의 전극으로서 사용할 수 있지만, 시간 h4의 시점 이전의 시간대 a에 전극 페이스트가 도포 시공된 부분의 집전체 시트는 전지의 전극으로서 사용할 수 없다. 따라서, 전극 페이스트의 도포 시공 폭은, 단시간에 원하는 도포 시공 폭으로 제어할 수 있는 것이 요망된다.

여기서, 특허문헌 1에는, 다이의 선단 부분에 비드에 있어서의 웹의 상류측을 감압하기 위한 감압 챔버가 설치되고, 압력계의 측정 결과에 기초하여 밸브의 개방도를 조절하여, 감압 챔버 내를 소정의 압력으로 일정하게 유지하는 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-272130호 공보

그러나, 특허문헌 1의 기술에서는, 감압 챔버 내를 소정의 압력으로 일정하게 유지하므로, 도포 시공 환경의 변화 등에 의해 비드의 도포 시공 폭이 변동되었을 때에, 비드의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되도록 조정할 수 없다. 그 때문에, 웹 상에 비드를 원하는 도포 시공 폭으로 도포 시공할 수 없다. 따라서, 비드를 도포 시공한 웹의 제조에 있어서의 수율이 저하되어버린다.

따라서, 본 발명은 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상되는 전지의 전극의 제조 방법 및 전지의 전극의 제조 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 본 발명의 일형태는, 반송되는 집전체 시트에 전극 페이스트를 도포 시공하는 전지의 전극의 제조 방법에 있어서, 상기 전극 페이스트를 토출하는 다이의 선단부에 감압 챔버를 배치하고, 상기 감압 챔버의 감압도를 변화시킴으로써 상기 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 형태에 의하면, 감압 챔버의 감압도를 변화시킴으로써 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 제어하므로, 단시간에 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되도록 제어할 수 있다. 그 때문에, 집전체 시트에 있어서 원하는 도포 시공 폭이 되어 있지 않은 전극 페이스트의 도포 시공 부분을 짧게 할 수 있어, 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상된다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 감압 챔버에 접속하는 블로어의 흡인량을 변화시킴으로써 상기 감압도를 변화시키는 것이 바람직하다.

이 형태에 의하면, 예를 들어 블로어의 인버터 주파수를 조정하면 충분하므로, 간이한 구조로 할 수 있다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 감압 챔버와 상기 집전체 시트의 사이의 거리를 변화시킴으로써 상기 감압도를 변화시키는 것이 바람직하다.

이 형태에 의하면, 보다 단시간에 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되도록 제어할 수 있다. 그 때문에, 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 더욱 향상된다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 도포 시공 폭을 측정하고, 측정된 상기 도포 시공 폭에 따라서 상기 감압도를 결정하는 것이 바람직하다.

이 형태에 의하면, 도포 시공 폭의 측정값을 바탕으로 피드백 제어를 행하므로, 보다 정확하게 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되도록 제어할 수 있다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 집전체 시트에의 상기 전극 페이스트의 도포 시공 개시 전에, 상기 전극 페이스트의 점도를 측정하고, 측정된 상기 점도에 따라서 상기 감압도를 설정해두는 것이 바람직하다.

이 형태에 의하면, 도포 시공 개시 시부터, 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되도록 제어할 수 있다. 그 때문에, 전극 페이스트가 도포 시공된 집전체 시트는, 도포 시공 개시 부분부터 전지의 전극으로서 사용할 수 있게 된다. 따라서, 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 더욱 향상된다.

상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 본 발명의 다른 형태는, 반송되는 집전체 시트에 전극 페이스트를 도포 시공하는 전지의 전극의 제조 장치에 있어서, 상기 전극 페이스트를 토출하는 다이와, 상기 다이의 선단부에 배치된 감압 챔버와, 상기 감압 챔버의 감압도를 변화시킴으로써 상기 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 제어하는 도포 시공 폭 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.

이 형태에 의하면, 감압 챔버의 감압도를 변화시킴으로써 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 제어하므로, 단시간에 전극 페이스트의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되도록 제어할 수 있다. 그 때문에, 집전체 시트에 있어서 원하는 도포 시공 폭이 되어 있지 않은 전극 페이스트의 도포 시공 부분을 짧게 할 수 있어 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상된다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 도포 시공 폭 제어부는, 상기 감압 챔버에 접속하는 블로어의 흡인량을 변화시킴으로써 상기 감압도를 변화시키는 것이 바람직하다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 도포 시공 폭 제어부는, 상기 감압 챔버와 상기 집전체 시트의 거리를 변화시킴으로써 상기 감압도를 변화시키는 것이 바람직하다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 도포 시공 폭을 측정하는 폭 측정기를 갖고, 상기 도포 시공 폭 제어부는, 상기 폭 측정기로 측정된 상기 도포 시공 폭에 따라서 상기 감압도를 결정하는 것이 바람직하다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 전극 페이스트의 점도를 측정하는 점도 측정 기구를 갖고, 상기 집전체 시트에의 상기 전극 페이스트의 도포 시공 개시 전에, 상기 도포 시공 폭 제어부는, 상기 점도 측정 기구로 측정된 상기 전극 페이스트의 점도에 따라서 상기 감압도를 설정해두는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 전지의 전극의 제조 방법 및 전지의 전극의 제조 장치에 의하면, 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상된다.

도 1은 실시예 1의 제조 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 상측으로부터 다이와 감압 챔버를 본 도면이다.
도 3은 감압도와 도포 시공 폭의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 블로어의 인버터 주파수와 감압도의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭으로 안정될 때까지의 시간을 비교한 도면이다.
도 6은 실시예 2의 제조 장치의 구성도이다.
도 7은 백업 롤과 감압 챔버의 사이의 클리어런스를 도시하는 도면이다.
도 8은 클리어런스와 감압도의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭으로 안정될 때까지의 시간을 비교한 도면이다.
도 10은 실시예 3의 제조 장치의 구성도이다.
도 11은 점도와 도포 시공 폭의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 감압도를 변화시키지 않는 경우의 도포 시공 폭의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 13은 감압도를 변화시킨 경우의 도포 시공 폭의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 종래 기술에 있어서의 문제점을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 구체화한 형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(실시예 1〕

우선, 실시예 1에 있어서의 전지의 전극의 제조 장치(1)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 실시예 1에 있어서의 전지의 전극의 제조 장치(1)의 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 실시예 1에 있어서의 전지의 전극의 제조 장치(1)는 백업 롤러(10)와 다이(12)와 감압 챔버(14)와 블로어(16)와 폭 측정기(18)와 도포 시공 폭 제어부(20) 등을 갖는다. 또한, 실시예 1에 있어서의 전지의 전극의 제조 장치(1)는 예를 들어 2차 전지의 전극의 제조에 사용할 수 있다.

백업 롤러(10)는 원기둥 형상의 회전체이며, 띠 형상의 집전체 시트(22)가 감겨져 있고, 당해 집전체 시트(22)를 반송하기 위한 수단이다. 또한, 백업 롤러(10)는 도 1에 나타내는 화살표의 방향으로 회전함으로써, 집전체 시트(22)를 도 1에 나타내는 화살표의 방향으로 반송한다.

다이(12)는 도시하지 않은 탱크 등으로부터 공급된 전극 페이스트(24)를 다이(12)의 선단부에 설치된 립부(26)로부터 토출하여, 집전체 시트(22)에 전극 페이스트(24)을 도포 시공하는 수단이다. 여기서, 전극 페이스트(24)는 전극 활물질을 포함하는 페이스트 상태의 전극 재료이다.

감압 챔버(14)는 백업 롤러(10)와 다이(12)의 립부(26)의 사이를 감압하기 위한 수단이다. 본 실시예에서는, 감압 챔버(14)는 집전체 시트(22)에 도포 시공되는 전극 페이스트(24)의 집전체 시트(22)의 반송 방향의 상류측을 감압하고 있다. 그리고, 감압 챔버(14)는 다이(12)의 선단부에 배치되고, 그 흡인구(28)가 다이(12)의 립부(26)의 도 1의 상하 방향의 중심보다도 집전체 시트(22)의 반송 방향의 상류측에 위치하도록 설치되어 있다. 또한, 도 2는 도 1의 상측으로부터 다이(12)와 감압 챔버(14)를 본 도면이다.

블로어(16)는 배관(30)을 통하여 감압 챔버(14) 내를 흡인하고, 감압 챔버(14) 내를 부압으로 하는 수단이다.

폭 측정기(18)는 집전체 시트(22)에 도포 시공된 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 측정하는 수단이다. 폭 측정기(18)는 다이(12)의 립부(26)보다도 집전체 시트(22)의 반송 방향의 하류측의 위치에 설치되어 있다. 여기서, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이란, 집전체 시트(22)에 도포 시공된 전극 페이스트(24)의 집전체 시트(22)의 짧은 방향(집전체 시트(22)의 반송 방향과 수직인 방향)의 폭이다.

도포 시공 폭 제어부(20)는 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시켜서 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 제어하는 수단이다. 실시예 1에서는, 도포 시공 폭 제어부(20)는 블로어(16)의 인버터 주파수를 변화시켜서 단위 시간당의 흡인량(회전 수)을 변화시킴으로써, 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시킨다.

다음에, 이와 같은 구성을 갖는 제조 장치(1)를 사용한 전지의 전극의 제조 방법에 대하여 설명한다.

실시예 1의 제조 방법에서는, 제조 장치(1)에 있어서는, 백업 롤러(10)의 회전수나 다이(12)로부터의 전극 페이스트(24)의 토출량 등을 규정의 여러 조건으로 설정하고, 백업 롤러(10)에 의해 지지된 상태로 반송되는 집전체 시트(22)를 향하여 다이(12)의 선단의 립부(26)로부터 전극 페이스트(24)를 토출함으로써, 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공을 행한다.

이 때, 집전체 시트(22)에 도포 시공한 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을, 폭 측정기(18)에 의해 측정한다. 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭의 측정 결과의 정보는, 폭 측정기(18)로부터 도포 시공 폭 제어부(20)에 전달된다.

그리고, 도포 시공 폭 제어부(20)에서, 폭 측정기(18)로부터 취득한 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭의 측정 결과를 바탕으로, 감압 챔버(14)의 감압도와 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭의 관계를 규정한 계산식 및 관계도를 사용하여 연산을 행하고, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 원하는 도포 시공 폭으로 할 수 있는 감압 챔버(14)의 감압도의 목표값을 결정한다. 또한, 감압 챔버(14)의 감압도와 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭의 관계를 규정한 계산식 및 관계도는, 일례로서 이하의 수식 및 도 3과 같이 표현된다. 또한, X는 감압 챔버(14)의 감압도이며, Y는 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이다.

다음에, 도포 시공 폭 제어부(20)에서 결정된 감압 챔버(14)의 감압도의 목표값을 바탕으로, 감압 챔버(14)의 감압도와 블로어(16)의 인버터 주파수의 관계를 규정한 계산식 또는 관계도로부터, 블로어(16)의 인버터 주파수의 설정값을 구한다. 또한, 감압 챔버(14)의 감압도와 블로어(16)의 인버터 주파수의 관계를 규정한 관계도의 일례를 도 4에 나타낸다.

그리고, 도포 시공 폭 제어부(20)는 블로어(16)의 인버터 주파수를 상기에서 구한 설정값으로 설정하여, 블로어(16)의 단위 시간당의 흡인량을 변화시켜서 당해 흡인량을 목표값으로 설정한다. 이에 의해, 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시켜서 당해 감압도를 목표값으로 설정하여 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 원하는 도포 시공 폭으로 제어하면서, 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공을 행할 수 있다.

이와 같이 실시예 1에 의하면, 블로어(16)의 인버터 주파수를 조정하여 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시키므로, 종래 기술과 같이 다이(12)의 립부(26)에 있어서의 압력이 안정될 때까지 시간을 필요로 하는 문제를 일으키는 경우는 없고, 단시간에 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 된다.

그 때문에, 집전체 시트(22)에 있어서 원하는 도포 시공 폭이 되어 있지 않은 전극 페이스트(24)의 도포 시공 부분을 짧게 할 수 있고, 집전체 시트(22)에 있어서 전지의 전극으로서 사용할 수 없는 부분을 적게 할 수 있으므로, 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상된다.

또한, 블로어(16)의 인버터 주파수를 조정하면 충분하므로, 간이한 구조로 할 수 있다.

또한, 폭 측정기(18)에 의해 측정된 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭의 측정값을 바탕으로 피드백 제어를 행하므로, 보다 정확하게 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되도록 제어할 수 있다.

도 5는 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되어서 안정될 때까지의 시간의 평가 결과를 나타내는 도면이며, 종래 기술예와 실시예 1에 대한 평가 결과를 나타내고 있다. 또한, 종래 기술예에서는, 다이(12)와 집전체 시트(22)의 사이의 갭을 제어함으로써 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 제어한 예를 나타내고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되어서 안정될 때까지의 시간(도 5의 「폭 안정화 시간」)에 대해서, 종래 기술예를 100으로 하면, 실시예 1에서는 약 55가 되었다. 그 때문에, 실시예 1에 의하면, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되어서 안정될 때까지의 시간을 종래 기술예보다도 짧게 할 수 있는 것을 알 수 있었다.

(실시예 2〕

다음에, 실시예 2에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 실시예 1과 동등한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략하고, 상이했던 점을 중심으로 설명한다.

우선, 실시예 2에 있어서의 전지의 전극의 제조 장치(2)의 구성에 대하여 설명한다. 도 6은 실시예 2의 제조 장치(2)의 구성도이다. 실시예 2의 제조 장치(2)는 실시예 1의 제조 장치(1)와 상이한 점으로서, 가동 기구(32)를 갖는다.

가동 기구(32)는 감압 챔버(14)를 이동시키기 위한 구동 수단이다. 가동 기구(32)에 의해 감압 챔버(14)를 이동시킴으로써, 백업 롤러(10)와 감압 챔버(14)의 사이의 클리어런스(C)(도 7 참조)를 변화시킬 수 있다.

다음에, 이와 같은 구성을 갖는 제조 장치(2)를 사용한 실시예 2의 전지의 전극의 제조 방법에 대하여 설명한다.

실시예 2의 제조 방법에서는, 실시예 1의 제조 방법과 상이한 점으로서, 도포 시공 폭 제어부(20)는 블로어(16)의 인버터 주파수를 일정하게 한 채, 가동 기구(32)에 의해 감압 챔버(14)를 이동시켜서, 백업 롤러(10)와 감압 챔버(14)의 클리어런스(C)를 변화시킴으로써 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시킨다.

구체적으로는, 도포 시공 폭 제어부(20)에서, 감압 챔버(14)의 감압도와 클리어런스(C)의 관계도 또는 계산식으로부터, 감압 챔버(14)의 감압도를 목표값으로 하기 위한 클리어런스(C)의 설정값을 구한다. 또한, 감압 챔버(14)의 감압도와 클리어런스(C)의 관계를 규정한 관계도의 일례를 도 8에 나타낸다. 그리고, 도포 시공 폭 제어부(20)는 가동 기구(32)에 의해 감압 챔버(14)를 이동시켜서, 클리어런스(C)를 상기에서 구한 설정값으로 한다. 또한, 감압 챔버(14)의 감압도의 목표값을 결정하는 방법은 상기한 실시예 1과 마찬가지이다.

이에 의해, 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시켜서 당해 감압도를 목표값으로 설정하여 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 원하는 도포 시공 폭으로 제어하면서 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공을 행할 수 있다.

이와 같이 실시예 2에 의하면, 클리어런스(C)를 변화시켜서 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시키므로, 종래 기술과 같이 다이(12)의 립부(26)에 있어서의 압력이 안정될 때까지 시간을 필요로 하는 문제를 일으키지 않고, 단시간에 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되어서 안정된다.

그 때문에, 집전체 시트(22)에 있어서 원하는 도포 시공 폭이 되어 있지 않은 전극 페이스트(24)의 도포 시공 부분을 짧게 할 수 있고, 집전체 시트(22)에 있어서의 전지의 전극으로서 사용할 수 없는 부분을 적게 할 수 있으므로, 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상된다.

또한, 가동 기구(32)에 의한 감압 챔버(14)의 이동 방향은, 백업 롤러(10)의 직경 방향으로 하는 것 이외에도 도 6의 좌우 방향이나 상하 방향으로 해도 된다.

도 9는, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되어서 안정될 때까지의 시간의 평가 결과를 나타내는 도면이며, 종래 기술예와 실시예 1과 실시예 2에 대한 평가 결과를 나타내고 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되어서 안정될 때까지의 시간(도 9의 「폭 안정화 시간」)에 대해서, 종래 기술예를 100으로 하면, 실시예 2에서는 약 45가 되었다. 그 때문에, 실시예 2에 의하면, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 원하는 도포 시공 폭이 되어서 안정될 때까지의 시간을 종래 기술예나 실시예 1보다도 짧게 할 수 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 실시예 2에 의하면, 실시예 1보다도 더욱 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상되는 것을 알 수 있었다.

또한, 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공에 있어서, 실시예 1과 실시예 2는 조합해서 행하거나, 구분하여 행해도 된다. 예를 들어, 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시킬 때에, 실시예 1과 같이 블로어(16)의 인버터 주파수를 변화시키는 방법과, 실시예 2와 같이 클리어런스(C)를 변화시키는 방법을 동시에 행하거나, 또는 도포 시공 상황마다 구분하거나 하는 것도 생각할 수 있다.

(실시예 3〕

다음에, 실시예 3에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 실시예 1, 2와 동등한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략하고, 상이했던 점을 중심으로 설명한다. 상기한 실시예 1, 2에서는 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공 시에 측정한 폭 측정기(18)의 측정 결과를 바탕으로 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭의 피드백 제어를 행하는 예를 설명했지만, 실시예 3에서는 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공 개시 전에 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭의 피드 포워드 제어를 행하여 도포 시공을 개시하는 예를 설명한다.

도 10은 실시예 3의 제조 장치의 구성도이다. 실시예 3의 제조 장치는, 실시예 1, 2와 상이한 점으로서 점도 측정 기구(34)를 갖는다.

점도 측정 기구(34)는 페이스트 탱크(36)에 저류된 전극 페이스트(24)의 점도를 측정하는 수단이다. 그리고, 점도 측정 기구(34)로 측정된 점도의 정보는 도포 시공 폭 제어부(20)에 전달된다.

다음에, 이와 같은 구성을 갖는 제조 장치(3)를 사용한 전지의 전극의 제조 방법에 대하여 설명한다.

우선, 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공 개시 전에, 페이스트 탱크(36)에 저류된 전극 페이스트(24)의 점도를 점도 측정 기구(34)로 측정한다. 전극 페이스트(24)의 점도의 측정 결과는, 점도 측정 기구(34)로부터 도포 시공 폭 제어부(20)에 전달된다.

다음에, 도포 시공 폭 제어부(20)는 점도 측정 기구(34)로부터 취득한 전극 페이스트(24)의 점도의 측정 결과를 바탕으로, 전극 페이스트(24)의 점도와 도포 시공 폭과의 관계도 또는 계산식으로부터 예상되는 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 산출한다. 또한, 전극 페이스트(24)의 점도와 도포 시공 폭의 관계도의 일례를 도 11에 나타낸다.

그리고, 도포 시공 폭 제어부(20)는 산출된 예상되는 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 바탕으로, 상기한 실시예 1과 마찬가지로, 감압 챔버(14)의 감압도와 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭과의 계산식 또는 관계도로부터, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 원하는 도포 시공 폭으로 하기 위한 감압 챔버(14)의 감압도의 목표값을 결정한다.

그리고, 도포 시공 폭 제어부(20)는 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시켜서, 감압 챔버(14)의 감압도를 상기에서 결정한 목표값으로 설정한다. 또한, 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시키는 방법으로서는, 상기의 실시예 1과 같이 블로어(16)의 인버터 주파수를 변화시키는 방법이어도, 상기한 실시예 2와 같이 가동 기구(32)에 의해 감압 챔버(14)와 백업 롤러(10)의 클리어런스(C)를 변화시키는 방법이어도 된다.

그리고, 이와 같이 미리 감압 챔버(14)의 감압도를 목표값으로 설정해 두고, 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공을 개시한다.

이에 의해, 도포 시공 개시 시부터, 집전체 시트(22)의 표면에 전극 페이스트(24)를 원하는 도포 시공 폭으로 도포 시공할 수 있다. 그 때문에, 전극 페이스트(24)가 도포 시공된 집전체 시트(22)는 도포 시공 개시 부분부터 전지의 전극으로서 사용할 수 있다. 따라서, 실시예 3에 의하면, 실시예 1과 실시예 2보다도 더욱 전지의 전극의 제조에 있어서의 수율이 향상된다.

또한, 이와 같이 하여 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공을 개시한 후, 집전체 시트(22)에의 전극 페이스트(24)의 도포 시공 시에 있어서, 상기한 실시예 1, 2와 같이 측정한 폭 측정기(18)의 측정 결과를 바탕으로 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭의 피드백 제어를 행해도 된다.

또한, 점도 측정 기구(34)를 사용한 예를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 제조 장치(3)의 장치 외에서 측정한 전극 페이스트(24)의 점도의 결과를 바탕으로 도포 시공 폭 제어부(20)에 의해 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시켜도 된다.

(도포 시공 폭의 평가 결과〕

본 발명과 같이 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시켜서 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 제어했을 때의 효과를 확인하기 위한 평가를 행하였다.

도 12와 도 13에 그 평가 결과를 나타낸다. 도 12는 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시키지 않고 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 제어하지 않은 경우의 평가 결과를 나타내고, 도 13은 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시켜서 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 제어한 경우의 평가 결과를 나타낸다.

도 12에 도시한 바와 같이, 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시키지 않고 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 제어하지 않은 경우에는, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭은 114.5㎜ 내지 115.9㎜의 사이에서 흩어져 안정되지 않았다. 이에 대해, 도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명과 같이 감압 챔버(14)의 감압도를 변화시켜서 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭을 제어한 경우에는, 전극 페이스트(24)의 도포 시공 폭이 115.8㎜ 내지 116.0㎜의 사이에 수용되어 안정되었다.

또한, 상기한 실시 형태는 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명을 전혀 한정하지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 개량, 변형이 가능한 것은 물론이다.

1 : 제조 장치
2 : 제조 장치
3 : 제조 장치
10 : 백업 롤러
12 : 다이
14 : 감압 챔버
16 : 블로어
18 : 폭 측정기
20 : 도포 시공 폭 제어부
22 : 집전체 시트
24 : 전극 페이스트
32 : 가동 기구
34 : 점도 측정 기구

Claims

반송되는 집전체 시트에 전극 페이스트를 도포 시공하는 전지의 전극의 제조 방법에 있어서,
상기 전극 페이스트를 토출하는 다이의 선단부에 감압 챔버를 배치하고,
상기 감압 챔버의 감압도를 변화시킴으로써 상기 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 제어하는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 감압 챔버에 접속하는 블로어의 흡인량을 변화시킴으로써 상기 감압도를 변화시키는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 감압 챔버와 상기 집전체 시트의 사이의 거리를 변화시킴으로써 상기 감압도를 변화시키는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도포 시공 폭을 측정하고, 측정된 상기 도포 시공 폭에 따라서 상기 감압도를 결정하는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집전체 시트에의 상기 전극 페이스트의 도포 시공 개시 전에, 상기 전극 페이스트의 점도를 측정하고, 측정된 상기 점도에 따라서 상기 감압도를 설정해두는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 방법.
반송되는 집전체 시트에 전극 페이스트를 도포 시공하는 전지의 전극의 제조 장치에 있어서,
상기 전극 페이스트를 토출하는 다이와,
상기 다이의 선단부에 배치된 감압 챔버와,
상기 감압 챔버의 감압도를 변화시킴으로써 상기 전극 페이스트의 도포 시공 폭을 제어하는 도포 시공 폭 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 장치.
제6항에 있어서,
상기 도포 시공 폭 제어부는, 상기 감압 챔버에 접속하는 블로어의 흡인량을 변화시킴으로써 상기 감압도를 변화시키는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 도포 시공 폭 제어부는, 상기 감압 챔버와 상기 집전체 시트의 거리를 변화시킴으로써 상기 감압도를 변화시키는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도포 시공 폭을 측정하는 폭 측정기를 갖고,
상기 도포 시공 폭 제어부는, 상기 폭 측정기로 측정된 상기 도포 시공 폭에 따라서 상기 감압도를 결정하는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 장치.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극 페이스트의 점도를 측정하는 점도 측정 기구를 갖고,
상기 집전체 시트에의 상기 전극 페이스트의 도포 시공 개시 전에, 상기 도포 시공 폭 제어부는, 상기 점도 측정 기구로 측정된 상기 전극 페이스트의 점도에 따라서 상기 감압도를 설정해두는 것을 특징으로 하는, 전지의 전극의 제조 장치.