WO2014050835A1

WO2014050835A1 - 二次電池用粉体供給装置および電極体の製造装置

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Publication number: WO2014050835A1
Application number: PCT/JP2013/075777
Authority: WO
Inventors: 英司折坂; 坂下　康広; 涼中谷; 尚宏挾間; 祐二柴田
Original assignee: トヨタ自動車株式会社; 日本ゼオン株式会社
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-04-03
Also published as: JP6009886B2; US20150255778A1; JP2014067530A; KR101691758B1; EP2903058B1; CN104718645A; PL2903058T3; KR20150060786A; HUE045828T2; US9825279B2; EP2903058A4; CN104718645B; EP2903058A1

Abstract

　粉体の状態に左右されることなく、常に定量の粉体を精度よく供給することが可能な二次電池用粉体供給装置、および、当該粉体供給装置を備え、効率よく電極体を製造することが可能な電極体の製造装置を提供する。粉体１０を排出口６ｃに落とし込むための回転子７と、排出口６ｃの下端を覆うメッシュ体８とを備え、回転子７の外周面７ａには、回転子７の軸心方向に平行に、かつ、周方向において等間隔に溝部７ｂ・７ｂ・・・が形成され、回転子７は、その軸心が、平面視において排出口６ｃの幅方向に対して平行、かつ、水平となるように、貯溜部６ａにおいて回転可能に支持され、外周面７ａと貯溜部６ａの内面との間には、それらが距離ｄ１だけ離間するように、粉体１０の移送経路となる隙間が形成され、メッシュ体８は、回転子７の外周面７ａと距離ｄ２をあけて配置されている。

Description

二次電池用粉体供給装置および電極体の製造装置

　本発明は、二次電池用粉体供給装置および電極体の製造装置の技術に関する。

　従来、シートまたは板等の部材の表面上に、粉体を均等に分散させて供給するための粉体供給装置が開発され、種々の産業分野において使用されている。
　このような粉体供給装置は、例えば、以下に示す特許文献１に開示されており、公知となっている。

　特許文献１には、粉体が投入されるホッパー状のシュートと、該シュート内に配置された転動部材と、シュートの下方に配置されるメッシュ体と、を備える粉体供給装置が開示されている。
　そして、特許文献１に開示されている粉体供給装置は、粉体を投入したシュートに振動を与えるとともに、その振動で転動部材を転動させて、さらに、メッシュ体を通すことにより粉体を分散させて、規定された範囲（幅および長さ）に粉体を均等に供給する構成としている。

特開２００３－１５５１２４号公報

　しかしながら、特許文献１に開示されている粉体供給装置では、粉体の状態（湿り具合および凝集度合等）によって、同じ振動を与えたとしても粉体の分散状況にばらつきが生じるため、定量の粉体を精度よく供給することが困難であった。

　また、このような従来の粉体供給装置を使用して、二次電池を構成する集電箔の表面に粉体を均等に分散させながら供給するとともに、集電箔を粉体ごとプレスして、乾式の手法により二次電池用の電極体を製造する取組がなされている。
　しかしながら、従来の粉体供給装置を用いた場合には、粉体の供給状況がばらついて、合材層を均等な厚みで形成することができないため、従来の粉体供給装置を二次電池用の電極体を製造するために使用することは困難であった。

　本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、粉体の状態に左右されることなく、常に定量の粉体を精度よく供給することが可能な二次電池用粉体供給装置を提供するとともに、当該二次電池用粉体供給装置を備え、効率よく電極体を製造することが可能な電極体の製造装置を提供することを目的としている。

　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

　本発明に係る二次電池用粉体供給装置は、供給対象物たる粉体を貯溜するための空隙たる貯溜部と、該貯溜部と連通する矩形状の開口部と、を有するケースを備え、前記開口部は、前記ケースの下端部に設けられ、前記開口部から前記粉体を排出して、前記開口部の鉛直下方において水平に変位する、前記粉体の被供給対象物たる被供給材に対して、前記粉体を、前記開口部から落下させつつ供給する粉体供給装置であって、前記粉体を前記開口部に落とし込むための回転子と、前記開口部の下端を覆い、前記開口部に落とし込まれた前記粉体を通過させるためのメッシュ体と、を備え、前記回転子の外周部には、該回転子の軸心方向に平行に、かつ、周方向において等間隔に複数の凹凸部、または複数の凸部が形成され、前記回転子は、該回転子の軸心が、平面視において前記開口部の幅方向に対して平行、かつ、水平となるように、前記貯溜部において回転可能に支持され、前記回転子の外周部と前記貯溜部の内面との間には、それらの距離が一定となるように、前記粉体の移送経路となる隙間が形成され、前記メッシュ体は、前記回転子の外周部と一定の距離をあけて配置されている。

　本発明に係る二次電池用粉体供給装置において、前記貯溜部に供給され前記回転子の上部に堆積した前記粉体の上面を略水平にならすためのならし機構をさらに備えることが好ましい。

　本発明に係る二次電池用粉体供給装置において、前記回転子は、略円柱状のローラ部材であり、前記複数の凹凸部は、前記回転子の外周面と、前記外周面に形成される複数の溝部と、により構成され、前記複数の溝部は、前記ローラ部材の軸心方向に平行に、かつ、周方向において等間隔に配置されることが好ましい。

　本発明に係る二次電池用粉体供給装置において、前記溝部は、前記回転子の軸心方向に直交する断面において、円弧状に形成されることが好ましい。

　本発明に係る二次電池用粉体供給装置において、前記メッシュ体に対してコロナ放電するための放電電極をさらに備え、前記放電電極は、前記メッシュ体の下方に配置されることが好ましい。

　本発明に係る電極体の製造装置は、上記の二次電池用粉体供給装置を備える電極体の製造装置であって、前記粉体は、二次電池を構成する電極体を形成するための活物質を含み、前記被供給材は、二次電池を構成する電極体を形成するための電極箔であり、前記被供給材の表面に供給された前記粉体を、前記被供給材の厚み方向に圧縮するための粉体圧縮手段を備える。

　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

　本発明に係る二次電池用粉体供給装置によれば、粉体の状態に関わらず、被供給材に対して、定量の粉体を供給することができる。

　さらに、本発明に係る二次電池用粉体供給装置によれば、メッシュ体の目詰まりによって、被供給材に供給する粉体の分布に偏りが生じることが防止できる。

　本発明に係る電極体の製造装置によれば、乾式の手法によって、効率よく電極体を製造することができる。
　これにより、二次電池の製造工程の短縮および二次電池の製造コストの低減を実現できる。

本発明に係る粉体供給装置の第一の実施形態を示す正面断面図。本発明に係る粉体供給装置の第一の実施形態を示す側面断面図。粉体供給装置における定量供給部を示す図。定量供給部における排出口周りの構成を示す部分拡大図。定量供給部を構成する回転子を示す図であり、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、側面部分拡大図。定量供給部の別実施形態を示す図であり、（ａ）は、回転子の別実施形態（中空の場合）を示す図、（ｂ）は、回転子の別実施形態（無端ベルト状の場合）を示す図、（ｃ）櫛状の振動子を用いる場合を示す図。本発明に係る粉体供給装置の第二の実施形態を示す図。回転子における位相差を説明するための図であり、（ａ）本発明の第二の実施形態に係る回転子における溝部の構成を示す図、（ｂ）本発明の第二の実施形態に係る回転子における位相差（５／３度）を示す図。本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置の各回転子における位相を示す図。本発明の一実施形態に係る電極体の製造装置の全体構成を示す図。

　以下では、図１～図６を用いて、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１について説明をする。
　ここで説明をする本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、粉体１０の供給系統の数（すなわち、粉体の排出口の数）を１系統のみとするものである。
　なお、本説明では、図１および図２に示す矢印Ａの方向を鉛直上向き、矢印Ｂの方向を鉛直下向きと規定している。そして、粉体供給装置１は、上方から下方に向けて、粉体を供給する構成としている。

　図１および図２に示すように、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、粉体１０の供給対象たる被供給材５に対して、粉体１０を定量で供給することができる装置であり、定量供給部２、粉体補給部３、および粉体量検出センサ４を具備する。
　なお、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１では、図２に示すように、粉体１０の供給対象たる被供給材５は、所定の送り方向αに、一定の速度で移動している。

　図１に示すように、粉体供給装置１では、定量供給部２に貯溜されている粉体１０の量を粉体量検出センサ４で検出しており、粉体１０が減った場合には、粉体補給部３により、定量供給部２に対して粉体１０を補給する構成としている。
　本実施形態に示す粉体供給装置１では、粉体量検出センサ４として超音波センサを採用している。粉体量検出センサ４としては、超音波センサまたは赤外線センサ等の、非接触で粉体１０の天端レベルを検出することができるものを使用するのが好適である。

　定量供給部２は、粉体１０の供給対象たる被供給材５に対して、連続的に定量の粉体１０を供給することができるように構成された部位であり、ケース６、回転子７、メッシュ体８、およびならし機構９を備える。

　定量供給部２は、粉体補給部３の直下に配置されており、粉体補給部３から落下してくる粉体１０を、ケース６で受けることができるように構成されている。
　そして、定量供給部２は、ケース６の鉛直下方において所定の送り方向αに向けて移動している被供給材５に対して、ケース６から排出される粉体１０を落下させて、粉体１０を供給するように構成されている。
　なお、粉体１０の「落下」の態様としては、自重により自然落下する態様、または回転子７に押圧されて付勢されつつ落下する態様がある。

　ケース６は、粉体補給部３から供給される粉体１０を一時的に貯溜するための容器であり、粉体１０を貯溜するための空隙部たる貯溜部６ａを形成している。
　そして、ケース６では、貯溜部６ａの上端部において、粉体１０を導入するための開口部たる導入口６ｂが形成されるとともに、貯溜部６ａの下端部において、粉体１０を排出するための開口部たる排出口６ｃが形成されている。

　図１および図２に示すように、排出口６ｃは、長さ方向（本実施形態では短辺方向）の寸法をＬとし、幅方向（本実施形態では長辺方向）の寸法をＷとする矩形状の開口部として形成され、貯溜部６ａと連通している。
　排出口６ｃの下端面は水平に形成されており、排出口６ｃから排出される粉体１０の量が、排出口６ｃの各部で均等になるように構成されている。
　そして、排出口６ｃは、その長さ方向が被供給材５の送り方向αに対して平行、かつ、平面視においてその幅方向が被供給材５の送り方向αに対して直交する方向となるように形成されている。

　なお、本実施形態でいう「定量」とは、排出口６ｃから排出される粉体１０の単位面積当たりの重量が、排出口６ｃの任意の部位において均等であることを意味している。
　すなわち、粉体供給装置１は、定量供給部２から被供給材５に向けて供給された粉体１０が、被供給材５の供給面に付着した状態で、その供給面における単位面積当たりの粉体１０の重量が一定となるように構成されている。

　図３に示すように、ケース６の貯溜部６ａには、回転子７が配置されている。
　本実施形態における回転子７は、略円柱状のローラ部材である。回転子７は、軸部７ｃが、排出口６ｃの幅方向に対して平行、かつ、平面視において、被供給材５の送り方向αに対して直交するように配置され、軸部７ｃ回りに回転可能な態様で水平に支持されている。

　また、回転子７の外周面７ａには、複数の溝部７ｂ・７ｂ・・・が、回転子７の軸心方向に平行に形成され、回転子７の周方向に等間隔で配置されている。回転子７は、溝部７ｂ・７ｂ・・・に粉体１０を入り込ませることで、回転子７の回転に従って、その回転方向に粉体１０を移送できるように構成されている。
　すなわち、回転子７の外周部には、外周面７ａおよび溝部７ｂにより、周方向に等間隔で複数の凹凸部が形成されている。

　また、図４に示すように、貯溜部６ａの底部は、回転子７の外周面７ａと同心の（すなわち、軸部７ｃを軸心位置とする）円弧形状を成しており、外周面７ａと貯溜部６ａとの間には、それらが距離ｄ１だけ離間するような均等な隙間が形成されている。
　このような構成により、定量供給部２は、ケース６の貯溜部６ａと回転子７との隙間に沿って、粉体１０を移送するときに、粉体１０の流れに偏りが生じることを抑制する。

　また、回転子７の外周面７ａは、ケース６の排出口６ｃの下端位置から距離ｄ２だけ離間している。
　このような構成により、定量供給部２は、貯溜部６ａと回転子７との隙間に沿って、排出口６ｃまで移送されてきた粉体１０を該排出口６ｃにおいて分散する際に、粉体１０の流れに偏りが生じることを抑制する。

　また、回転子７は、貯溜部６ａにおける導入口６ｂと排出口６ｃとの間に配置されており、回転子７が回転することによって、回転子７の上方（すなわち、導入口６ｂ側）に堆積している粉体１０を、回転子７の下方（すなわち、排出口６ｃ側）に移送することができる。

　図１および図２に示すように、ならし機構９は、回転子７の上方で山状に堆積している粉体１０をならして、天端を略平面状とするための機構であり、一対のスライドレール９ａ・９ａ、およびならし板９ｂを備える。

　また、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１では、排出口６ｃを網目状に等分割するための部材たるメッシュ体８が、排出口６ｃの下方において、排出口６ｃの全面を覆うように設けられている。メッシュ体８は、回転子７の外周面７ａと距離ｄ２だけ離間するように配置されている。
　排出口６ｃから落下する粉体１０を、メッシュ体８を通過させることによって、移送途中に塊状となりうる粉体１０を確実に分散させて、粉体１０の分布および密度を均等化させることができる。したがって、より確実に、被供給材５の表面に付着した粉体１０の重量を均等化させることができる。

　さらに、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１では、メッシュ体８において目詰まりした粉体１０を除去するための手段である放電電極１１が、メッシュ体８の下方に設けられている。
　放電電極１１は、メッシュ体８に対してコロナ放電をすることができるものであり、排出口６ｃの幅Ｗに対応する範囲に配置されている。
　そして、放電電極１１がメッシュ体８に対して、連続的にあるいは定期的に放電することによって、メッシュ体８に目詰まりした粉体１０を除去することができる。これにより、粉体供給装置１によって供給される粉体１０の量が変動することを防止できるとともに、メッシュ体８を介して供給される粉体１０の分布に偏りが生じることを防止できる。

　このように、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、メッシュ体８の下方において、メッシュ体８に対してコロナ放電するための放電電極１１を有する。
　このような構成により、メッシュ体８の目詰まりによって、被供給材５に供給される粉体１０の分布に偏りが生じることが防止できる。

　図５に示す如く、回転子７の外周面７ａに形成される各溝部７ｂは、回転子７の軸心に直交する断面において円弧状の形状を有している。
　このように、各溝部７ｂを円弧状の形状とすることにより、溝部７ｂ・７ｂ・・・に入り込んだ粉体１０が、貯溜部６ａと溝部７ｂ・７ｂ・・・との間で圧縮されても、溝部７ｂ・７ｂ・・・に付着することなく、粉体１０を溝部７ｂ・７ｂ・・・から容易に離脱させることができる。
　仮に、溝部７ｂの内部に粉体１０が付着するようなことがあると、回転子７の回転に従って排出口６ｃに落とし込まれる粉体１０の量にばらつきが生じることになるため、溝部７ｂのように曲面のみで構成される形状（円弧状等）を採用するのが好適である。

　また、溝部７ｂは、回転子７の軸心に対して平行に形成するのが好適である。
　仮に、溝部７ｂを回転子７の軸心方向に対して傾斜させて形成すると、回転子７の回転に従って、溝部７ｂに入り込んだ粉体１０に、軸心方向に向けて作用する応力を付与することになるため、排出口６ｃの幅方向における粉体１０の分布に偏りが生じて、排出口６ｃから均等に粉体１０を排出することが困難となる。

　粉体補給部３は、定量供給部２に対して、粉体１０を補給するための部位であり、フレーム１２、メッシュ体１３、および振動発生器１４を備える。
　フレーム１２は、上下方向に貫通する開口部を有する略矩形状の枠部材であり、下面の開口を全面的に覆うメッシュ体１３が取り付けられている。

　フレーム１２には、振動発生器１４が取り付けられている。振動発生器１４を作動させることによって、フレーム１２およびメッシュ体１３を任意の方向に所定の振幅で振動させることができる。
　このような構成により、振動発生器１４を作動させて、フレーム１２およびメッシュ体１３を振動させながらフレーム１２内に粉体１０を供給することで、その供給した粉体１０をメッシュ体１３でふるいにかけながら、粉体補給部３の下方に配置した定量供給部２に対して、粉体１０を供給することができる。

　フレーム１２内（すなわち、メッシュ体１３の上方）には、フレーム１２の高さに応じて粉体１０を堆積させておくことができ、振動発生器１４のＯＮ／ＯＦＦに応じて、粉体補給部３から定量供給部２に対する粉体１０の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。

　定量供給部２と粉体補給部３との連動について説明をする。
　例えば、図１および図２に示すように、回転子７の上に堆積している粉体１０の堆積高さ（天端の位置）が、下限レベルＬＬまで下降したことを粉体量検出センサ４により検出したとき、図示しない制御装置により所定の時間だけ振動発生器１４を作動させて、粉体補給部３によって定量供給部２に対して所定量の粉体１０を補給する。

　定量供給部２に粉体１０が補給された直後の状態において、粉体１０は、粉体補給部３の直下において山状に堆積した状態となるため、図示しない制御装置により、振動発生器１４の停止後に続いてならし機構９を作動させ、ならし板９ｂを水平方向に往復させることによって、堆積している粉体１０の天端を略水平にならすようにしている。
　そして、粉体量検出センサ４により、粉体１０の天端レベルが所定の上限レベルＨＬに達したことを確認できたときに、図示しない制御装置により、ならし機構９を停止させるようにしている。

　このようにして、回転子７の上方で堆積する粉体１０の堆積高さを回転子７の全長に亘って所定のレベル（すなわち、上限レベルＨＬから下限レベルＬＬの範囲）に調整するとともに、粉体１０の天端を略水平にならすことによって、粉体１０の自重により粉体１０に作用する圧力が、排出口６ｃに各部において略均等になるようにすることができる。
　これにより、回転子７の回転に従って、排出口６ｃから定量の粉体１０を排出することができる。

　なお、上記のように、略円柱状のローラ部材たる回転子７が定量供給部２に設けられた粉体供給装置１を例示したが、粉体供給装置１に備えられる回転子は、例えば、図６（ａ）に示すような中空の構造を有する回転子１７であってもよい。
　図６（ａ）に示す如く、回転子の別実施形態である回転子１７は、回転軸１７ｃと、回転軸１７ｃの長さ方向における両端部に固定される一対のプレート１７ｂ・１７ｂと、一対のプレート１７ｂ・１７ｂに固定され、回転軸１７ｃ回りに放射状に配置された複数（本実施形態では、７２枚）の羽根部材１７ａ・１７ａ・・・とを有する。

　羽根部材１７ａは、プレート１７ｂの外周部から外側に向けて突出している。
　すなわち、回転子１７の外周部においては、複数の凸部が羽根部材１７ａ・１７ａ・・・によって等間隔で形成されている。

　回転子１７を備える定量供給部は、回転軸１７ｃを軸心として回転子１７が回転するのに従って、羽根部材１７ａ頂部および側部が、貯溜部６ａの内面近傍に存在する粉体１０を掻きとって、粉体１０を移送するように構成されている。

　また、粉体供給装置１における回転子の構成としては、以下に示すようなその他の構成を採用することも可能である。
　例えば、図６（ｂ）に示すように、略長円状の軌道上を周回する無端ベルト状の回転子１８に粉体１０を掻きとるための板部材１８ａ・１８ａ・・・を付設する構成としてもよい。

　また、図６（ｃ）に示すように、回転子を用いて定量の粉体を排出する構成ではなく、櫛状の部材たる振動子１９を水平方向に往復振動させることで、ケース内の粉体１０を排出口６ｃに向けて均等に分散させる構成としてもよい。

　また、本実施形態においては、定量供給部２に対して粉体１０を補給するための部位である粉体補給部３を備える粉体供給装置１を例示したが、例えば、粉体補給部３の代わりに定量供給部２を用いることも可能である。
　すなわち、二つの定量供給部２・２を上下に積み重ねるように配置して、上側の定量供給部２から下側の定量供給部２に対して定量の粉体１０を補給する構成とすることが可能である。斯かる場合、下側の定量供給部２に対する粉体１０の補給量を精度よく制御することにより、被供給材５に対する粉体１０の供給量をより精度よく一定にできるという効果が期待できる。

　すなわち、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、供給対象物たる粉体１０を貯溜するための空隙たる貯溜部６ａと、貯溜部６ａと連通する矩形状の開口部たる排出口６ｃと、を有するケース６を備え、排出口６ｃは、ケース６の下端部に設けられ、排出口６ｃから粉体１０を排出して、排出口６ｃの鉛直下方において、排出口６ｃの長さ方向に対して平行、かつ水平に移動する、粉体１０の被供給対象物たる被供給材５に対して、粉体１０を、排出口６ｃから落下させつつ供給するものであって、粉体１０を排出口６ｃに落とし込むための回転子７（または、回転子１７）と、排出口６ｃの下端を覆い、排出口６ｃに落とし込まれた粉体１０を通過させるためのメッシュ体８と、を備え、回転子７（または、回転子１７）の外周部には、回転子７（または、回転子１７）の軸心方向に平行に、かつ、周方向において等間隔に複数の凹凸部たる外周面７ａおよび溝部７ｂ・７ｂ・・・（または、複数の凸部たる羽根部材１７ａ・１７ａ・・・）が形成され、回転子７は、該回転子７の軸心が、平面視において排出口６ｃの幅方向に対して平行、かつ、水平となるように、貯溜部６ａにおいて回転可能に支持され、回転子７の外周面７ａと貯溜部６ａの内面との間には、それらが距離ｄ１だけ離間するように、粉体１０の移送経路となる隙間が形成され、メッシュ体８は、回転子７の外周面７ａと距離ｄ２をあけて配置されている。

　また、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１は、貯溜部６ａに供給されローラ部材たる回転子７の上部に堆積した粉体１０の上面を略水平にならすためのならし機構９をさらに備えるものである。

　また、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１において、回転子７は、略円柱状のローラ部材であって、複数の凹凸部は、回転子７の外周面７ａと、回転子７の軸心方向に平行に、かつ、周方向において等間隔に、外周面７ａに形成される複数の溝部７ｂ・７ｂ・・・と、により構成される。

　また、本発明の第一の実施形態に係る粉体供給装置１において、溝部７ｂは、ローラ部材たる回転子７の軸心方向に直交する断面において、円弧状に形成される。

　このような構成により、粉体１０の状態（湿り具合や凝集度合等）に関わらず、被供給材５に対して、定量の粉体１０を供給することができる。

　以下では、図７～図９を用いて、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１について説明をする。
　ここで説明をする本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１は、粉体１０の供給系統の数を複数（本実施形態では３系統）とするものであり、被供給材５に供給する粉体１０の層を多層化して、被供給材５に付着させる粉体１０の厚みを確保しつつ、よりムラなく粉体１０を付着させることを可能にするものである。
　なお、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１では、第一の実施形態に係る粉体供給装置１と同様に、所定の送り方向αに、一定の速度で移動する被供給材５を粉体１０の供給対象としている。

　図７に示すように、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１は、粉体１０の供給対象たる被供給材５に対して、粉体１０を定量で供給することができる装置であり、第一の実施形態に係る粉体供給装置１が、被供給材５の送り方向αの方向に向けて、複数個（本実施形態では３個）直列的に配置されている。

　そして、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１では、定量供給部２・２・２における回転子７・７・７の位相が互いに相違している。

　回転子７の位相について、説明をする。
　図８（ａ）に示すように、粉体供給装置２１に備えられる回転子７の外周面７ａには、周方向に向けて、７２個の各溝部７ｂ・７ｂ・・・が等間隔に形成されている。
　すなわち、回転子７において、溝部７ｂ・７ｂ・・・は、５度ずつ角度をずらして形成されている。
　このため、粉体供給装置２１では、この５度の範囲内で、回転子７の位相（回転位置）が同一にならないように、３つの回転子７・７・７の位相が５／３度ずつずれている（図８（ｂ）参照）。

　図９に示すように、被供給材５の点Ｐにおける粉体１０の供給状況を例示すると、被供給材５の送り方向αにおいて最も上流側に位置する第一の定量供給部２における排出口６ｃの直下を、被供給材５の点Ｐが通過するとき、第一の回転子７（以下、回転子７Ｘと記載する）は、図８（ｂ）に示す位相Ｘが鉛直下方に位置するように構成されている。

　そして、被供給材５の送り方向αにおいて中央に位置する第二の定量供給部２における排出口６ｃの直下を、被供給材５の点Ｐが通過するとき、第二の回転子７（以下、回転子７Ｙと記載する）は、図８（ｂ）に示す位相Ｙが鉛直下方に位置し、第一の回転子７Ｘの位相Ｘと相違するように構成されている。

　さらに、被供給材５の送り方向αにおいて最も下流側に位置する第三の定量供給部２における排出口６ｃの直下を、被供給材５の点Ｐが通過するとき、第三の回転子７（以下、回転子７Ｚと記載する）は、図８（ｂ）に示す位相Ｚが鉛直下方に位置し、回転子７Ｘ・７Ｙの位相Ｘ・Ｙと相違するように構成されている。

　このように、被供給材５における同一点Ｐに対する第一から第三の回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚの位相を異ならせることで、回転子７の形状に起因して、粉体１０の供給状態に偏りが生じることが防止でき、被供給材５に対する粉体１０の供給量を増加させた場合であっても、ムラなく粉体１０を供給することができる。

　なお、本実施形態においては、溝部７ｂ・７ｂ・・・が５度ずつ角度をずらして等間隔に形成され、その５度の範囲内で位相を異ならせるようにした回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚを例示しているが、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１における回転子７の構成をこれに限定するものではない。
　すなわち、回転子７に形成される溝部７ｂの個数、および粉体供給装置２１における定量供給部２の個数に応じて、回転子７の位相差を決定することができる。
　また、本実施形態では、回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚの位相差を均等（５／３度）にした場合を例示したが、必ずしも回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚの位相差を均等にする必要はなく、回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚに対応する排出口６ｃ・６ｃ・６ｃの直下を同一点Ｐが通過するときの、回転子７Ｘ・７Ｙ・７Ｚの位相が異なっていればよい。

　以下では、図１０を用いて、本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１を備えた電極体製造装置３１について説明をする。
　ここで説明する本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１は、前述した本発明の第二の実施形態に係る粉体供給装置２１を備えるものであり、粉体供給装置２１を利用して、乾式の手法によって、二次電池を構成する電極体４０（正極あるいは負極）を製造する。

　図１０に示すように、本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１は、二次電池を構成する電極体４０（正極あるいは負極）を製造するための装置であり、粉体供給装置２１、粉体圧縮機構３２、および制御装置３３を備える。
　本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１において用いる被供給材５は、電極箔であり、粉体供給装置２１によって、被供給材５の表面に定量の粉体１０が供給される。

　また、本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１において用いる粉体１０は、電極体４０における合材層４１を形成する活物質（例えば、負極活物質たる黒鉛等）を含むものであり、粉体供給装置２１によって、被供給材５の表面に活物質を含む定量の粉体１０が一定の厚みおよび密度で層状に付着される。

　粉体圧縮機構３２は、被供給材５の表面に層状に付着された粉体１０を圧縮して、電極体４０における合材層４１を形成するための機構であり、一対のローラ３２ａ・３２ａを備える。一対のローラ３２ａ・３２ａは、回転軸３２ｂ・３２ｂによって回転可能に支持されている。

　粉体圧縮機構３２は、回転軸３２ｂ・３２ｂ間の距離を図示しないセンサにより検出して制御装置３３に入力する。制御装置３３は、ローラ３２ａ・３２ａの径および回転軸３２ｂ・３２ｂ間の距離に基づいて、形成された合材層４１の厚みをリアルタイムで算出する。
　電極体製造装置３１においては、制御装置３３が、算出した合材層４１の厚みに基づいて、回転子７・７・７の回転速度および振動発生器１４等の動作を制御し、合材層４１の厚みを所定の規格値内に収めるように調整する。

　すなわち、電極体製造装置３１は、被供給材５の表面に形成された均等な活物質の層を、粉体圧縮機構３２によって圧縮することによって合材層４１を形成するものであり、乾式の手法により、電極体４０を製造する。
　このような電極体製造装置３１を用いれば、電極用ペーストを製造するための種々の工程（混練、脱泡等）、および従来必要であったペーストの乾燥工程等も省略することができるため、乾式の手法で、効率よく電極体を製造することが可能になる。

　すなわち、本発明の一実施形態に係る電極体製造装置３１は、粉体供給装置２１を備え、粉体１０は、二次電池を構成する電極体４０を形成するための活物質を含み、被供給材５は、二次電池を構成する電極体４０を形成するための電極箔であり、被供給材５の表面に供給された粉体１０を、被供給材５の厚み方向に圧縮するための粉体圧縮機構３２をさらに備えるものである。
　このような構成により、乾式の手法によって、効率よく電極体４０を製造することができる。
　またこれにより、二次電池の製造工程の短縮および二次電池の製造コストの低減を実現できる。

　なお、上記のように、粉体供給装置２１（または、粉体供給装置１）は、二次電池用の電極体４０を製造するための電極体製造装置３１を構成するための装置として例示しているが、粉体供給装置２１（または、粉体供給装置１）の用途はこれに限定されず、例えば、食品・化学品・薬品等を製造するために使用することも可能である。

　本発明は、二次電池用粉体供給装置および電極体の製造装置に利用できる。

　１　　粉体供給装置（第一の実施形態）
　２　　定量供給部
　３　　粉体補給部
　４　　粉体量検出センサ
　５　　被供給材
　６　　ケース
　６ａ　貯溜部
　６ｃ　排出口
　７　　回転子
　７ｂ　溝部
　８　　メッシュ体
　９　　ならし機構
　１０　粉体
　２１　粉体供給装置（第二の実施形態）
　３１　電極体製造装置
　３２　粉体圧縮機構

Claims

　供給対象物たる粉体を貯溜するための空隙たる貯溜部と、該貯溜部と連通する矩形状の開口部と、を有するケースを備え、前記開口部は、前記ケースの下端部に設けられ、
　前記開口部から前記粉体を排出して、前記開口部の鉛直下方において水平に変位する、前記粉体の被供給対象物たる被供給材に対して、前記粉体を、前記開口部から落下させつつ供給する粉体供給装置であって、
　前記粉体を前記開口部に落とし込むための回転子と、前記開口部の下端を覆い、前記開口部に落とし込まれた前記粉体を通過させるためのメッシュ体と、を備え、
　前記回転子の外周部には、該回転子の軸心方向に平行に、かつ、周方向において等間隔に複数の凹凸部、または複数の凸部が形成され、
　前記回転子は、該回転子の軸心が、平面視において前記開口部の幅方向に対して平行、かつ、水平となるように、前記貯溜部において回転可能に支持され、
　前記回転子の外周部と前記貯溜部の内面との間には、それらの距離が一定となるように、前記粉体の移送経路となる隙間が形成され、
　前記メッシュ体は、前記回転子の外周部と一定の距離をあけて配置されている、
　ことを特徴とする二次電池用粉体供給装置。
　前記貯溜部に供給され前記回転子の上部に堆積した前記粉体の上面を略水平にならすためのならし機構をさらに備える、
　ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池用粉体供給装置。
　前記回転子は、略円柱状のローラ部材であり、
　前記複数の凹凸部は、前記回転子の外周面と、前記外周面に形成される複数の溝部と、により構成され、
　前記複数の溝部は、前記ローラ部材の軸心方向に平行に、かつ、周方向において等間隔に配置される、
　ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二次電池用粉体供給装置。
　前記溝部は、前記回転子の軸心方向に直交する断面において、円弧状に形成される、
　ことを特徴とする請求項３に記載の二次電池用粉体供給装置。
　前記メッシュ体に対してコロナ放電するための放電電極をさらに備え、
　前記放電電極は、前記メッシュ体の下方に配置される、
　ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の二次電池用粉体供給装置。
　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の前記二次電池用粉体供給装置を備える電極体の製造装置であって、
　前記粉体は、二次電池を構成する電極体を形成するための活物質を含み、
　前記被供給材は、二次電池を構成する電極体を形成するための電極箔であり、
　前記被供給材の表面に供給された前記粉体を、前記被供給材の厚み方向に圧縮するための粉体圧縮手段を備える、
　ことを特徴とする電極体の製造装置。