WO2023167339A1 - 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 - Google Patents

電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法 Download PDF

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current collector
moving belt
electrode
ring
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英明 堀江
健一郎 榎
勇輔 中嶋
浩太郎 那須
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    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method.
  • Lithium-ion batteries are high-capacity secondary batteries that have been used in a variety of applications in recent years.
  • An electrode of a lithium ion battery is composed of an active material layer, a current collector layer, a separator, a frame enclosing the active material layer, and the like (see, for example, Patent Document 1).
  • An active material layer in a lithium ion battery can be formed, for example, by supplying an electrode composition to a strip-shaped base film and compressing it by roll press or the like.
  • Patent Document 2 discloses that a roller is provided near the supply port of the storage chamber and rotated, and the electrode composition held in the storage chamber is applied to the base film.
  • Patent Document 3 discloses a method of supplying an electrode composition held in a storage chamber to a substrate film while rotating an endless belt provided in the storage chamber.
  • the electrode composition is a wet powder that contains an electrolytic solution and has poor fluidity, making it difficult to control its behavior. It is not easy to shape such electrode compositions after application to the substrate film.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method capable of supplying an electrode composition to a base film while adjusting the shape of the electrode composition with high precision. intended to provide
  • the battery electrode manufacturing apparatus includes a supply unit that supplies an electrode composition, which is a wet powder containing an active material and an electrolytic solution, to a strip-shaped base film.
  • the supply unit includes a moving belt having a rotating ring-shaped member, and a member arranged with a predetermined gap from the moving belt.
  • the shape of the electrode composition placed on the base film can be easily and efficiently adjusted.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single cell of a battery manufactured using the battery electrode manufacturing apparatus of the embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the battery electrode manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the electrode composition supply device according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the first embodiment; 4B is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the first embodiment;
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of the electrode composition according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a battery electrode manufacturing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an electrode composition supply device according to a second embodiment.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the second embodiment.
  • FIG. 8B is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the second embodiment.
  • FIG. 9A is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the second embodiment.
  • FIG. 9B is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the second embodiment.
  • FIG. 10A is a diagram showing an example of a cleaner according to the second embodiment;
  • FIG. 10B is a diagram illustrating an example of a cleaner according to the second embodiment;
  • FIG. 11 is a perspective view showing an electrode composition supply device according to a second embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a battery electrode manufacturing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an electrode composition supply device according to the third embodiment.
  • 14A is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the third embodiment;
  • FIG. 14B is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the third embodiment;
  • FIG. 15A is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the third embodiment;
  • 15B is a diagram for explaining the operation of the electrode composition supply device according to the third embodiment;
  • FIG. FIG. 16 is a diagram showing an example of a cleaner according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a cleaner according to the third embodiment;
  • FIG. 18 is a schematic diagram of a battery electrode manufacturing apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing a configuration example near the slit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of a pressing portion according to the fourth embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a pressing portion according to the fourth embodiment;
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a pressing portion according to the fourth embodiment;
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a pressing portion according to the fourth embodiment;
  • FIG. 24A is a diagram showing an example of an intake section according to the fourth embodiment;
  • FIG. 24B is a diagram showing an example of an intake section according to the fourth embodiment;
  • FIG. 25A is a diagram showing an example of an intake section according to the fourth embodiment;
  • FIG. 25B is a diagram showing an example of an intake section according to the fourth embodiment;
  • Lithium ion batteries are assembled batteries that are modularized by combining a plurality of lithium ion single cells (also referred to as single cells or battery cells), or battery packs that are made by combining multiple such assembled batteries and adjusting the voltage and capacity. used in the form.
  • a lithium ion secondary battery is shown below, the type of secondary battery according to the present invention is not limited to the lithium ion secondary battery, and includes other secondary batteries.
  • a lithium-ion battery in this specification refers to a secondary battery that uses lithium ions as charge carriers and is charged and discharged by movement of lithium ions between the positive and negative electrodes.
  • the lithium ion battery (secondary battery) includes a battery using a liquid material for the electrolyte and a battery using a solid material for the electrolyte (so-called all-solid battery).
  • the lithium ion battery in the present embodiment includes a battery having a metal foil (metal current collector foil) as a current collector, and is composed of a resin to which a conductive material is added instead of the metal foil, a so-called resin current collector. Including a battery with a body.
  • the lithium ion battery in the present embodiment includes those in which the positive electrode or negative electrode active material or the like is applied to the positive electrode current collector or the negative electrode current collector using a binder to form an electrode, and in the case of a bipolar battery, is a bipolar electrode having a positive electrode layer formed by applying a positive electrode active material or the like using a binder to one surface of a current collector, and a negative electrode layer formed by applying a negative electrode active material or the like using a binder to the opposite surface of the current collector. including those that consist of
  • the method of stacking the assembled battery is arbitrary.
  • a unit cell having a positive electrode resin current collector on the first surface and a negative electrode resin current collector on the second surface is arranged such that the first surface (positive electrode side) and the first surface (positive electrode side) of a pair of adjacent unit cells are stacked.
  • a laminated battery may be formed by laminating a plurality of layers in series so that the two surfaces (negative electrode side) are adjacent to each other.
  • a single cell in which a positive electrode layer is provided on one side of a single resin current collector and a negative electrode layer is provided on the other side of the resin current collector may be laminated with an electrolyte layer interposed between them to form a laminated battery. good.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single cell 10.
  • the single cell 10 has a positive electrode 20 a and a negative electrode 20 b as two electrodes 20 (battery electrodes) and a separator 30 .
  • the separator 30 is arranged between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b.
  • the plurality of unit cells 10 are stacked with the positive electrode 20a and the negative electrode 20b directed in the same direction.
  • the separator 30 holds an electrolyte. Thereby, the separator 30 functions as an electrolyte layer.
  • the separator 30 is arranged between the electrode active material layers 22 of the positive electrode 20a and the negative electrode 20b to prevent them from coming into contact with each other. Thereby, the separator 30 functions as a partition wall between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b.
  • the electrolyte held in the separator 30 includes, for example, an electrolytic solution or a gel polymer electrolyte. High lithium ion conductivity is ensured by using these electrolytes.
  • Examples of the form of the separator include porous sheet separators and non-woven fabric separators made of polymers or fibers that absorb and retain the electrolyte.
  • the positive electrode 20a and the negative electrode 20b each have a current collector 21, an electrode active material layer 22, and a frame 35.
  • the electrode active material layer 22 and the current collector 21 are arranged in this order from the separator 30 side.
  • the frame 35 is frame-shaped (annular).
  • the frame 35 surrounds the electrode active material layer 22 .
  • the frame 35 of the positive electrode 20a and the frame 35 of the negative electrode 20b are welded together and integrated. In the following description, when distinguishing between the electrode active material layers 22 of the positive electrode 20a and the negative electrode 20b, they are referred to as a positive electrode active material layer 22a and a negative electrode active material layer 22b, respectively.
  • positive electrode current collector constituting the positive electrode current collector layer 21a
  • a known current collector used for a lithium ion single battery can be used.
  • a resin current collector (such as the resin current collector described in JP-A-2012-150905 and WO 2015/005116) can be used.
  • the positive electrode current collector constituting the positive electrode current collector layer 21a is preferably a resin current collector from the viewpoint of battery characteristics and the like.
  • Metal current collectors include, for example, copper, aluminum, titanium, nickel, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, alloys containing one or more of these metals, and the group consisting of stainless alloys. and one or more metal materials selected from These metal materials may be used in the form of thin plates, metal foils, or the like.
  • a metal current collector formed by forming the above metal material on the surface of a base material other than the above metal material by sputtering, electrodeposition, coating, or the like may be used.
  • the resin current collector preferably contains a conductive filler and a matrix resin.
  • the matrix resin include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and the like, but are not particularly limited.
  • the conductive filler is not particularly limited as long as it is selected from materials having conductivity.
  • the conductive filler may be a conductive fiber having a fibrous shape.
  • the resin current collector may contain other components (dispersant, cross-linking accelerator, cross-linking agent, colorant, ultraviolet absorber, plasticizer, etc.) in addition to the matrix resin and the conductive filler. Also, a plurality of resin current collectors may be laminated and used, or a resin current collector and a metal foil may be laminated and used.
  • the thickness of the positive electrode current collector layer 21a is not particularly limited, it is preferably 5 to 150 ⁇ m.
  • the total thickness after lamination is preferably 5 to 150 ⁇ m.
  • the positive electrode current collector layer 21a can be obtained, for example, by molding a conductive resin composition obtained by melt-kneading a matrix resin, a conductive filler, and a dispersing agent for a filler used if necessary into a film by a known method. can be done.
  • the positive electrode active material layer 22a is preferably a non-bound mixture containing a positive electrode active material.
  • the non-bound body means that the position of the positive electrode active material is not fixed in the positive electrode active material layer, and the positive electrode active materials and the positive electrode active material and the current collector are not irreversibly fixed. means When the positive electrode active material layer 22a is a non-bound body, the positive electrode active materials are not irreversibly fixed to each other. Even when stress is applied to the material layer 22a, the positive electrode active material moves, which is preferable because the destruction of the positive electrode active material layer 22a can be prevented.
  • the positive electrode active material layer 22a which is a non-binder, can be obtained by a method such as changing the positive electrode active material layer 22a into a positive electrode active material layer 22a containing a positive electrode active material and an electrolytic solution but not containing a binder. can.
  • the binder means an agent that cannot reversibly fix the positive electrode active materials together and the positive electrode active material and the current collector, and includes starch, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxyl
  • Known solvent-drying type binders for lithium ion batteries such as methylcellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber, polyethylene and polypropylene can be used. These binders are used by dissolving or dispersing them in a solvent, and by volatilizing and distilling off the solvent, the surface solidifies without exhibiting stickiness. cannot be reversibly fixed.
  • Examples of the positive electrode active material include, but are not particularly limited to, a composite oxide of lithium and a transition metal, a composite oxide containing two transition metal elements, and a composite oxide containing three or more metal elements. .
  • the positive electrode active material may be a coated positive electrode active material in which at least part of the surface is coated with a coating material containing a polymer compound. When the positive electrode active material is covered with the coating material, the volume change of the positive electrode is moderated, and the expansion of the positive electrode can be suppressed.
  • those described as active material coating resins in JP-A-2017-054703 and WO 2015/005117 can be suitably used.
  • the covering material may contain a conductive agent.
  • the conductive agent the same conductive filler as contained in the positive electrode current collector layer 21a can be preferably used.
  • the positive electrode active material layer 22a may contain an adhesive resin.
  • an adhesive resin for example, a non-aqueous secondary battery active material coating resin described in JP-A-2017-054703 is mixed with a small amount of an organic solvent to adjust its glass transition temperature to room temperature or lower. Also, those described as adhesives in JP-A-10-255805 can be preferably used.
  • adhesive resin is a resin that does not solidify even if the solvent component is volatilized and dried, and has adhesiveness (the property of adhering by applying a slight pressure without using water, solvent, heat, etc.) means
  • a solution-drying type electrode binder used as a binder is one that dries and solidifies by volatilizing a solvent component, thereby firmly adhering and fixing active materials to each other. Therefore, the binder (solution-drying type electrode binder) and the adhesive resin described above are different materials.
  • the positive electrode active material layer 22a may contain an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent.
  • electrolyte those used in known electrolytic solutions can be used.
  • non-aqueous solvent those used in known electrolytic solutions (eg, phosphate esters, nitrile compounds, mixtures thereof, etc.) can be used.
  • a mixture of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) or a mixture of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) can be used.
  • the positive electrode active material layer 22a may contain a conductive aid.
  • a conductive aid a conductive material similar to the conductive filler contained in the positive electrode current collector layer 21a can be preferably used.
  • the thickness of the positive electrode active material layer 22a is not particularly limited, it is preferably 150 to 600 ⁇ m, more preferably 200 to 450 ⁇ m, from the viewpoint of battery performance.
  • the positive electrode composition supplied to form the positive electrode active material layer 22a is a wet powder containing a positive electrode active material and a non-aqueous electrolyte. Moreover, it is more preferable that the wet powder is in a pendular state or a funicular state.
  • the ratio of the non-aqueous electrolyte in the wet powder is not particularly limited, but in the case of the positive electrode, the ratio of the non-aqueous electrolyte to the entire wet powder is 0.5 to 0.5 to make the pendular state or funicular state. 15% by weight is desirable.
  • the negative electrode current collector layer 21b is preferably a resin current collector from the viewpoint of battery characteristics and the like. Although the thickness of the negative electrode current collector layer 21b is not particularly limited, it is preferably 5 to 150 ⁇ m.
  • the negative electrode active material layer 22b is preferably a non-bonded mixture containing a negative electrode active material.
  • the negative electrode active material for example, a carbon-based material, a silicon-based material, a mixture thereof, or the like can be used, but is not particularly limited.
  • the negative electrode active material may be a coated negative electrode active material in which at least part of the surface is coated with a coating material containing a polymer compound. When the periphery of the negative electrode active material is covered with the coating material, the volume change of the negative electrode is moderated, and the expansion of the negative electrode can be suppressed.
  • the same coating material as that constituting the coated positive electrode active material can be suitably used.
  • the negative electrode active material layer 22b contains an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent.
  • an electrolytic solution similar to the electrolytic solution contained in the positive electrode active material layer 22a can be preferably used.
  • the negative electrode active material layer 22b may contain a conductive aid.
  • a conductive aid a conductive material similar to the conductive filler contained in the positive electrode active material layer 22a can be preferably used.
  • the negative electrode active material layer 22b may contain an adhesive resin.
  • the adhesive resin the same adhesive resin as an optional component of the positive electrode active material layer 22a can be preferably used.
  • the thickness of the negative electrode active material layer 22b is not particularly limited, it is preferably 150 to 600 ⁇ m, more preferably 200 to 450 ⁇ m, from the viewpoint of battery performance.
  • the negative electrode composition supplied to form the negative electrode active material layer 22b is wet powder containing a negative electrode active material and a non-aqueous electrolyte. Moreover, it is more preferable that the wet powder is in a pendular state or a funicular state.
  • the ratio of the non-aqueous electrolyte in the wet powder is not particularly limited, but in the case of the negative electrode, the ratio of the non-aqueous electrolyte to the entire wet powder is 0.5 to 0.5 to make the pendular state or funicular state. 25% by weight is desirable.
  • Examples of the electrolyte held in the separator 30 include an electrolytic solution and a gel polymer electrolyte. By using these electrolytes, the separator 30 ensures high lithium ion conductivity. Examples of the form of the separator 30 include, but are not particularly limited to, polyethylene or polypropylene porous films. As the separator, a sulfide-based or oxide-based inorganic solid electrolyte, or a polymer-based organic solid electrolyte can be used. By applying a solid electrolyte, an all-solid battery can be constructed.
  • the material for the frame 35 is not particularly limited as long as it is a material that is durable against the electrolytic solution.
  • a polymer material is preferable, and a thermosetting polymer material is more preferable.
  • a material for forming the frame 35 any material having insulating properties, sealing properties (liquid-tightness), heat resistance under the battery operating temperature, and the like may be used, and a resin material is preferably employed.
  • examples of the frame 35 include epoxy-based resins, polyolefin-based resins, polyurethane-based resins, and polyvinylidene fluoride resins. preferable.
  • a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method (hereinafter abbreviated as a manufacturing method) of the present embodiment will be described.
  • the electrode composition As described above, it is not easy to supply the electrode composition to the moving base film and at the same time prepare the electrode composition into the desired shape. In particular, it is difficult to control the behavior when the electrode composition is a wet powder containing an electrolytic solution. For example, when an attempt is made to adjust the electrode composition to a predetermined length using conventional techniques, the end portion may collapse or the electrode composition may splatter on the base film.
  • a battery electrode manufacturing apparatus includes a supply unit that supplies an electrode composition, which is a wet powder containing an active material and an electrolytic solution, to a belt-shaped base film.
  • the supply unit includes a moving belt having a rotating ring-shaped member, a fixed guide arranged with a predetermined gap from the moving belt, and a shutter arranged below the fixed guide. and supplying the electrode composition to the base film while being guided by the arc portion positioned below the fixed guide and the arc portion positioned below the moving belt.
  • the positive electrode 20a and the negative electrode 20b are first manufactured.
  • the method of manufacturing the positive electrode 20 a and the method of manufacturing the negative electrode 20 b mainly differ in the electrode active material contained in the electrode active material layer 22 .
  • a method for manufacturing the electrode 20 a method for manufacturing the positive electrode 20a and the negative electrode 20b will be collectively described.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the battery electrode manufacturing apparatus 1000.
  • the battery electrode manufacturing apparatus 1000 includes a chamber 1100 , a conveying device 1200 , an electrode composition supply device 1300 , a frame body supply device 1400 and a press device 1500 .
  • the transport device 1200 is an example of a transport section.
  • the electrode composition supply device 1300 is an example of a supply section.
  • belt-shaped base film is the strip
  • the chamber 1100 is a room whose interior can be kept under a pressure lower than atmospheric pressure.
  • the pressure inside the chamber 1100 is reduced below atmospheric pressure by a decompression pump (not shown).
  • the standard atmospheric pressure is approximately 1013 hPa (approximately 101 kPa).
  • a current collector roll 21R is arranged outside the chamber 1100, and a strip-shaped current collector 21B pulled out from the current collector roll 21R is transported into the chamber 1100 through a slit.
  • the strip-shaped current collector 21B may be referred to as the current collector 21B.
  • the current collector 21B is the current collector 21 before being cut into a predetermined shape.
  • the current collector 21B is transported at a predetermined speed along the transport direction Da.
  • the direction in which the current collector 21B is conveyed will be described as the downstream side Da1, and the opposite direction as the upstream side Da2.
  • the external space of the chamber 1100 in which the current collector roll 21R is arranged may be at normal pressure, or may be evacuated by a chamber different from the chamber 1100 .
  • the upper side in the vertical direction Db is Db1
  • the lower side in the vertical direction Db is Db2.
  • a direction orthogonal to the transport direction Da and the vertical direction Db corresponds to the width direction of the current collector 21B and the electrode composition 22c placed on the current collector 21B.
  • the transport device 1200 transports the current collector 21B to the downstream side Da1 in the transport direction Da.
  • the transport device 1200 is a belt conveyor that supports the current collector 21B from below.
  • the transport device 1200 transports the current collector 21B on which the electrode composition 22c is placed.
  • the frame 35 is supplied by the frame supply device 1400, which will be described later, the transport device 1200 transports the current collector 21B on which the frame 35 and the electrode composition 22c are placed.
  • the transport device 1200 is an example of a transport section.
  • the electrode composition supply device 1300 supplies the electrode composition 22c onto the current collector 21B transported within the chamber 1100, as shown in FIG.
  • the electrode composition 22c (positive electrode composition A material, a negative electrode composition) is a wet powder containing an electrode active material (positive electrode active material, negative electrode active material) and an electrolytic solution (non-aqueous electrolytic solution).
  • the wet powder as the electrode composition 22c is in a pendular state or a funicular state.
  • the electrode active material is a coated electrode active material coated with a coating material containing a polymer compound. Since the electrode active material contained in the electrode composition 22c is a coated electrode active material, it is necessary to keep the electrode composition 22c in a soft state in the step of supplying it onto the current collector 21B.
  • the electrode composition supply device 1300 of the embodiment includes a moving belt 1310, a fixed guide 1320, and a shutter 1330, as shown in FIG.
  • the moving belt 1310 has a rotating ring-shaped member 1311 . A specific operation of the ring-shaped member 1311 will be described later.
  • a moving belt 1310 is an example of a moving belt having a rotating ring-shaped member.
  • the fixed guide 1320 is an example of a member arranged with a predetermined gap from the moving belt.
  • the fixed guide 1320 is located upstream Da2 from the moving belt 1310, as shown in FIG.
  • the fixed guide 1320 includes a first surface 1321 substantially perpendicular to the current collector 21B and an arcuate second surface 1322 continuous with the first surface 1321 .
  • a gap of a predetermined distance is provided between the first surface 1321 and the moving belt 1310 and between the second surface 1322 and the moving belt 1310 . That is, the moving belt 1310 is arranged with a gap of a predetermined distance from the fixed guide 1320 .
  • Electrode composition 22c is held in the gap.
  • the second surface 1322 is an example of an arc portion located at the bottom of the fixed guide.
  • the shutter 1330 is arranged below the fixed guide 1320 as shown in FIG. Also, the shutter 1330 is configured to be movable along the transport direction Da, and opens and closes the lower end of the gap between the moving belt 1310 and the fixed guide 1320 .
  • the electrode composition supply device 1300 controls the supply and stop of the electrode composition 22c to the current collector 21B, and adjusts the shape of the electrode composition 22c with high precision to the current collector. 21B.
  • the operation of the electrode composition supply device 1300 when supplying the electrode composition 22c will be described below with reference to FIG. 4A. Also, the operation of the electrode composition supply device 1300 when the supply of the electrode composition 22c is stopped will be described with reference to FIG. 4B.
  • the electrode composition supply device 1300 When supplying the electrode composition 22c to the current collector 21B, the electrode composition supply device 1300 rotates the ring-shaped member 1311 of the moving belt 1310 in the direction of the arrow shown in FIG. 4A. That is, the electrode composition supply device 1300 rotates the ring-shaped member 1311 in a direction in which the surface facing the fixed guide 1320 moves downward Db2. By rotating the ring-shaped member 1311 in this way, the moving belt 1310 conveys the electrode composition 22c held in the gap between the moving belt 1310 and the fixed guide 1320 to the lower side Db2.
  • the moving belt 1310 rotates the ring-shaped member 1311 at the same speed as the speed at which the current collector 21B is conveyed.
  • the moving belt 1310 includes a plurality of driving rollers such as a driving roller 1312, and rotates the ring-shaped member 1311 by rotating the driving rollers with a driving force generated using a motor or the like.
  • a driving roller 1312 rotates the ring-shaped member 1311 by rotating the driving rollers with a driving force generated using a motor or the like.
  • an arc-shaped surface is formed on the lower portion of the moving belt 1310 by the shape of the drive roller 1312 .
  • Such an arcuate surface is an example of an arcuate portion positioned below the moving belt.
  • the electrode composition supply device 1300 when supplying the electrode composition 22c to the current collector 21B, the electrode composition supply device 1300 places the shutter 1330 at the position shown in FIG. 4A. That is, the electrode composition supply device 1300 arranges the shutter 1330 so as not to close the lower end of the gap between the moving belt 1310 and the fixed guide 1320 . Thereby, the electrode composition 22c is supplied from the lower end of the gap between the moving belt 1310 and the fixed guide 1320 to the current collector 21B. That is, the electrode composition supply device 1300 supplies the electrode composition 22c to the current collector 21B guided by the arc portion positioned below the fixed guide 1320 and the arc portion positioned below the moving belt 1310. do.
  • the electrode composition supply device 1300 stops the rotation of the ring-shaped member 1311 in the moving belt 1310, as shown in FIG. 4B. Also, the electrode composition supply device 1300 places the shutter 1330 at the position shown in FIG. 4B. That is, the electrode composition supply device 1300 moves the shutter 1330 to the downstream side Da to close the lower end of the gap between the moving belt 1310 and the fixed guide 1320 . Here, it is preferable that the electrode composition supply device 1300 moves the shutter 1330 at the same speed as the current collector 21B is conveyed so as to close the lower end of the gap between the moving belt 1310 and the fixed guide 1320. . As a result, the end of the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B in the length direction (conveyance direction Da) can be neatly closed without collapsing.
  • the electrode composition 22c is wet powder containing an active material and an electrolytic solution.
  • the electrode composition 22c is formed by coating active material particles with an adhesive gel polymer impregnated with an electrolytic solution. While the particles of such an electrode composition 22c can adhere to each other to reduce dusting, the wetness and stickiness of the electrode composition 22c make the behavior particularly difficult to control.
  • the electrode composition supply device 1300 described above the electrode composition 22c shown in FIG. 5 can also be supplied to the current collector 21B while adjusting the shape with high accuracy. In other words, the electrode composition supply device 1300 can accurately adjust the shape of the electrode composition 22c while suppressing powder falling and supply it to the current collector 21B.
  • the frame supply device 1400 supplies the frame 35 to the conveyed current collector 21B.
  • the frame supply device 1400 has a robot arm and places the prefabricated frame 35 at a predetermined position on the transported current collector 21B.
  • the frame supply device 1400 may manufacture the frame 35 on the current collector 21B.
  • the current collector 21B is used as a base material, and a predetermined material is discharged or applied in a predetermined shape onto the current collector 21B using a dispenser, a coater, or the like, thereby forming the frame 35 on the current collector 21B. can be formed.
  • the press device 1500 compresses the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B.
  • the press device 1500 has an upper roller 1501 and a lower roller 1502 as shown in FIG.
  • the pressing device 1500 sandwiches and compresses the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B with an upper roller 1501 and a lower roller 1502. As shown in FIG. That is, the press device 1500 roll-presses the electrode composition 22c.
  • each step such as the supply of the electrode composition 22c by the electrode composition supply device 1300 and the compression of the electrode composition 22c by the press device 1500 is performed in the chamber 1100 whose inside pressure is reduced below atmospheric pressure. Run with As a result, air can be prevented from remaining inside the electrode composition 22c, and the uniformity of the electrode active material layer 22 can be improved.
  • the separator 30 shown in FIG. 1 is further supplied to produce the single cell 10.
  • the supply of the separator 30 may be performed continuously with respect to the current collector 21B and the electrode composition 22c transported along the transport direction Da, or the current collector 21B and the electrode composition 22c may be supplied in predetermined units. After dividing, it may be performed on a sheet.
  • the active material layer in the lithium ion battery can be formed, for example, by supplying an electrode composition to a strip-shaped base film and compressing it by roll pressing or the like.
  • Patent Document 3 discloses a method using an endless belt. Specifically, in Patent Document 3, the electrode composition is supplied to a sheet-like substrate positioned below the opening of the hopper by conveying the electrode composition to the opening of the hopper using an endless belt. are doing.
  • Patent Literature 4 describes feeding a paste, which is a raw material of an active material, from a hopper while conveying a current collector on a belt.
  • the electrode composition is a wet powder that contains an electrolytic solution, has poor fluidity, and is characterized by sticking when pressure is applied. It is not easy to adjust the shape of such an electrode composition after it is supplied to the substrate film, partly because of the relationship with the frame and the like.
  • a battery electrode manufacturing apparatus includes a conveying unit that conveys a strip-shaped base film, and supplies an electrode composition that is a wet powder containing an active material and an electrolytic solution to the base film.
  • an electrode composition supply device wherein the electrode composition supply device includes a first moving belt disposed above the base film and including a rotating first ring-shaped member; and above the base film. and a second moving belt disposed downstream in the conveying direction of the first moving belt and including a rotating second ring-shaped member.
  • a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • the method for manufacturing the electrode 20 the method for manufacturing the positive electrode 20a and the negative electrode 20b will be collectively described.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of the battery electrode manufacturing apparatus 2000.
  • the battery electrode manufacturing apparatus 2000 includes a chamber 2100 , a conveying device 2200 , an electrode composition supply device 2300 , a frame body supply device 2400 and a press device 2500 .
  • the transport device 2200 is an example of a transport unit.
  • the electrode composition supply device 2300 is an example of a supply unit.
  • belt-shaped collector 21B is demonstrated as an example.
  • the chamber 2100 is a room whose interior can be kept under a pressure lower than atmospheric pressure.
  • the pressure inside the chamber 2100 is reduced below atmospheric pressure by a decompression pump (not shown).
  • the standard atmospheric pressure is approximately 1013 hPa (approximately 101 kPa).
  • a current collector roll 21R is arranged outside the chamber 2100, and a strip-shaped current collector 21B pulled out from the current collector roll 21R is transported into the chamber 2100 through a slit.
  • the strip-shaped current collector 21B may be referred to as the current collector 21B.
  • the current collector 21B is the current collector 21 before being cut into a predetermined shape.
  • the current collector 21B is transported at a predetermined speed along the transport direction Da.
  • the direction in which the current collector 21B is conveyed will be described as the downstream side Da1, and the opposite direction as the upstream side Da2.
  • the external space of the chamber 2100 in which the current collector roll 21R is arranged may be at normal pressure, or may be evacuated by a chamber different from the chamber 2100 .
  • the upper side in the vertical direction Db is Db1
  • the lower side in the vertical direction Db is Db2.
  • a direction orthogonal to the transport direction Da and the vertical direction Db corresponds to the width direction of the current collector 21B and the electrode composition 22c placed on the current collector 21B.
  • the transport device 2200 transports the current collector 21B to the downstream side Da1 in the transport direction Da.
  • the transport device 2200 is a belt conveyor that supports the current collector 21B from below.
  • the transport device 2200 transports the current collector 21B on which the electrode composition 22c is placed.
  • the frame 35 is supplied by the frame supply device 2400, which will be described later, the transport device 2200 transports the current collector 21B on which the frame 35 and the electrode composition 22c are placed.
  • the transport device 2200 is an example of a transport unit.
  • the electrode composition supply device 2300 supplies the electrode composition 22c onto the current collector 21B transported within the chamber 2100, as shown in FIG.
  • the electrode composition 22c (positive electrode composition A material, a negative electrode composition) is a wet powder containing an electrode active material (positive electrode active material, negative electrode active material) and an electrolytic solution (non-aqueous electrolytic solution).
  • the wet powder as the electrode composition 22c is more preferably in a pendular state or a funicular state.
  • the electrode active material is a coated electrode active material coated with a coating material containing a polymer compound. Since the electrode active material contained in the electrode composition 22c is a coated electrode active material, it is necessary to keep the electrode composition 22c in a soft state in the step of supplying it onto the current collector 21B.
  • the electrode composition supply device 2300 of the second embodiment comprises a first moving belt and a second moving belt, and holds the electrode composition 22c between these two moving belts. Then, the electrode composition supply device 2300 presses and transfers the electrode composition 22c held inside between the first moving belt and the second moving belt. In other words, the electrode composition supply device 2300 controls the rotation of these two moving belts to precisely shape the electrode composition 22c and supply it to the strip-shaped current collector 21B.
  • the first moving belt is an example of a moving belt having a rotating ring-shaped member.
  • the second moving belt is an example of a member arranged with a predetermined gap from the moving belt.
  • the first moving belt described above is composed of a ring-shaped member 2311a shown in FIG. 7 and a plurality of driving rollers for driving the ring-shaped member 2311a.
  • the second moving belt is composed of a ring-shaped member 2312a shown in FIG. 7 and a plurality of driving rollers for driving the ring-shaped member 2312a.
  • the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a are arranged above the conveyed current collector 21B. Also, the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a rotate on a rotation axis parallel to the width direction (the direction orthogonal to the transport direction Da and the vertical direction Db).
  • the ring-shaped member 2312a is arranged downstream Da1 in the transport direction Da from the ring-shaped member 2311a.
  • the ring-shaped member 2311a is an example of a first ring-shaped member.
  • the ring-shaped member 2312a is an example of a second ring-shaped member.
  • the electrode composition supply device 2300 includes a slope guide 2321 .
  • the slope guide 2321 is arranged between the first moving belt including the ring-shaped member 2311a and the transported strip-shaped current collector 21B.
  • the electrode composition supply device 2300 causes the electrode composition 22c held inside to pass through between the first moving belt and the second moving belt, and then onto the current collector 21B via the slope guide 2321. supply.
  • the electrode composition supply device 2300 includes a width pressing tool 2331 and a width pressing tool 2332 .
  • the width pressing tool 2331 and the width pressing tool 2332 control the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B so as not to spread in the width direction.
  • the electrode composition supply device 2300 also includes side plates 2341 and 2342 .
  • the side plates 2341 and 2342 are plates perpendicular to the width direction.
  • the side plates 2341 and 2342 are provided at both ends in the width direction of the internal space between the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a. That is, the side plate 2341 and the side plate 2342 form a space for holding the electrode composition 22c together with the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a.
  • the side plate 2341, the side plate 2342, the ring member 2311a and the ring member 2312a form a hopper.
  • the side plate 2341 may be configured integrally with the width retainer 2331 .
  • the side plate 2342 may be configured integrally with the width retainer 2332 .
  • FIG. 8A shows a state in which the electrode composition 22c is being supplied from the electrode composition supply device 2300 to the current collector 21B.
  • FIG. 8B shows a state in which the supply of the electrode composition 22c from the electrode composition supply device 2300 to the current collector 21B is stopped.
  • rollers 2311b and 2311c are shown as drive rollers for driving the ring-shaped member 2311a.
  • the ring-shaped member 2311a By rotating the rollers 2311b and 2311c, the ring-shaped member 2311a can be rotationally moved in the direction indicated by the arrow in FIG. 8A. That is, the ring-shaped member 2311a rotates in the first direction in which the surface facing the ring-shaped member 2312a moves downward. In FIG. 8A, the first direction is clockwise.
  • FIGS. 8A and 8B show a roller 2312b and a roller 2312c as drive rollers for driving the ring-shaped member 2312a.
  • the ring-shaped member 2312a By rotating the rollers 2312b and 2312c, the ring-shaped member 2312a can be rotationally moved in the direction indicated by the arrow in FIG. 8A. That is, the ring-shaped member 2312a rotates in the second direction in which the surface facing the ring-shaped member 2311a moves downward. In FIG. 8A, the second direction is counterclockwise.
  • the electrode composition 22c held between the ring-shaped members 2311a and 2312a is transported downward. Specifically, as shown in FIG. 8A, the movement of the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a causes the electrode composition 22c to be conveyed toward the lower side Db2 in the vertical direction Db.
  • the slope guide 2321 is provided with an inclined portion 2321a inclined downward toward the downstream side Da1 in the transport direction Da.
  • the inclined portion 2321a has a curved shape as shown in FIGS. 8A and 8B.
  • the inclined portion 2321a is an example of an inclined portion and an example of a curved surface portion having a curved surface shape.
  • the electrode composition 22c that has passed between the first moving belt and the second moving belt is supplied to the current collector 21B via the curved surface portion.
  • the slope guide 2321 receives the electrode composition 22c conveyed by the first moving belt and the second moving belt at the inclined portion 2321a, and the direction in which the electrode composition 22c is conveyed is the conveying direction Da. is controlled to go to the downstream side Da1 of .
  • the electrode composition 22c after contacting the inclined portion 2321a is conveyed substantially parallel to the current collector 21B. That is, the slope guide 2321 gradually changes the supply direction of the electrode composition 22c supplied from above to the direction along the transport direction Da, thereby supplying the electrode composition 22c to the current collector 21B. Thereby, the electrode composition supply device 2300 can smoothly place the electrode composition 22c on the current collector 21B.
  • the thickness of the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B depends on the distance between the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a. Therefore, by controlling the distance between the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a, it is possible to adjust the thickness of the electrode composition 22c and supply it to the current collector 21B.
  • the first moving belt and the second moving belt are ring-shaped so that the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a rotate at the same speed as the current collector 21B conveyed by the conveying device 2200.
  • member 2311a and ring-shaped member 2312a are rotated. That is, it is preferable that the transportation of the current collector 21B by the transportation device 2200 and the supply of the electrode composition 22c by the electrode composition supply device 2300 be synchronized. Accordingly, the electrode composition supply device 2300 can more smoothly place the electrode composition 22c on the current collector 21B.
  • the electrode composition supply device 2300 can stop the supply of the electrode composition 22c by stopping the rotation of the ring-shaped members 2311a and 2312a.
  • the supply of the electrode composition 22c can also be stopped by reversely rotating the ring-shaped members 2311a and 2312a instead of stopping the rotation of the ring-shaped members 2311a and 2312a. That is, the electrode composition supply device 2300 may stop supplying the electrode composition 22c by rotating the ring-shaped member 2311a in the second direction and rotating the ring-shaped member 2312a in the first direction.
  • the lower end of the sloped portion 2321a of the slope guide 2321 is preferably thin. Thereby, the step between the slope guide 2321 and the current collector 21B can be reduced, and the electrode composition 22c can be placed smoothly on the current collector 21B.
  • the slope guide 2321 may have a blade 2321b at the lower end of the inclined portion 2321a.
  • the inclined portion 2321a of the slope guide 2321 is made of a material that does not easily cause friction with the electrode composition 22c
  • the blade 2321b is made of a thin material that is strong and resistant to wear.
  • the step between the slope guide 2321 and the current collector 21B can be made smaller, and the electrode composition 22c can be placed smoothly on the current collector 21B.
  • the blade 2321b can be replaced when it is worn or chipped.
  • ceramic is used as the material of the blade 2321b, it is advantageous in that the broken pieces from the blade do not become harmful contamination.
  • the electrode composition supply device 2300 may further include a cleaner for removing the electrode composition 22c adhering to the ring-shaped members 2311a and 2312a.
  • FIG. 10A A wiper 2351 and a roller 2352 are shown in FIG. 10A as an example of a cleaner. Note that FIG. 10A illustrates an example of removing the electrode composition 22c adhering to the ring-shaped member 2312a.
  • the wiper 2351 and the roller 2352 are provided at arbitrary positions on the surface of the ring-shaped member 2312a that contacts the electrode composition 22c.
  • the roller 2352 adsorbs and removes the electrode composition 22c.
  • the wiper 2351 scrapes off the electrode composition 22c adhered to the roller 2352.
  • FIG. A receiver may also be provided to receive the electrode composition 22c scraped off by the wiper 2351.
  • FIG. 10A illustrates an example of removing the electrode composition 22c adhering to the ring-shaped member 2312a.
  • the wiper 2351 and the roller 2352 are provided at arbitrary positions on the surface of the ring-shaped member 2312a that contacts the electrode composition 22c.
  • the roller 2352 adsorb
  • a brush 2353 is shown in FIG. 10B as another example of a cleaner. Note that FIG. 10B illustrates an example of removing the electrode composition 22c adhering to the ring-shaped member 2312a.
  • the brush 2353 is provided at an arbitrary position on the surface of the ring-shaped member 2312a that is in contact with the electrode composition 22c.
  • the brush 2353 scrapes off the electrode composition 22c adhering to the ring-shaped member 2312a.
  • a receiver may also be provided to receive the electrode composition 22c scraped off by the brush 2353. FIG.
  • the sides of the first moving belt and the second moving belt are open. Therefore, it is conceivable that the electrode composition 22c that scatters or floats up may adhere to the inner surfaces of the ring-shaped members 2311a and 2312a and to the driving rollers that drive the ring-shaped members 2311a and 2312a. Therefore, the cleaners shown in FIGS. 10A and 10B may be provided on the inner surfaces of the ring-shaped members 2311a and 2312a. Further, a wiper similar to the wiper 2351 in FIG. 10A may be provided for the drive rollers that drive the ring-shaped members 2311a and 2312a to remove the electrode composition 22c adhered to the drive rollers.
  • the electrode composition supply device 2300 may include side plates 2343 and 2344 shown in FIG. 11 instead of the side plates 2341 and 2342 shown in FIG.
  • the side plates 2343 and 2344 are plates orthogonal to the width direction, and sandwich the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a in the width direction.
  • the side surfaces of the first moving belt and the second moving belt can be blocked, and the electrode composition 22c can be prevented from adhering to the inner surfaces of the ring-shaped members 2311a and 2312a and the drive roller.
  • the electrode composition supply device 2300 includes a first moving belt, a second moving belt, and a slope guide 2321.
  • the first moving belt is arranged above the current collector 21B and includes a ring-shaped member 2311a that rotates on a rotation axis parallel to the width direction.
  • the second moving belt is arranged above the current collector 21B and downstream Da1 in the conveying direction Da from the first moving belt, and includes a ring-shaped member 2312a that rotates on a rotation axis parallel to the width direction.
  • the slope guide 2321 is arranged between the first moving belt and the current collector 21B, and is provided with a sloped portion 2321a that slopes downward toward the downstream side Da1 in the transport direction Da.
  • the first moving belt and the second moving belt hold the electrode composition 22c between the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a, rotate the ring-shaped member 2311a in the first direction, and rotate the ring-shaped member 2312a in the second direction. , the electrode composition 22c held between the ring-shaped member 2311a and the ring-shaped member 2312a is conveyed downward.
  • the slope guide 2321 receives the electrode composition 22c conveyed by the first moving belt and the second moving belt at the inclined portion 2321a, and the direction in which the electrode composition 22c is conveyed is toward the downstream side Da1 in the conveying direction Da. It is supplied to the current collector 21B while controlling as follows. With such a configuration, the electrode composition supply device 2300 can supply the electrode composition 22c to the current collector 21B while adjusting the shape of the electrode composition 22c with high accuracy.
  • the frame supply device 2400 supplies the frame 35 to the conveyed current collector 21B.
  • the frame supply device 2400 has a robot arm and places the prefabricated frame 35 at a predetermined position on the transported current collector 21B.
  • the frame supply device 2400 may manufacture the frame 35 on the current collector 21B.
  • the current collector 21B is used as a base material, and a predetermined material is discharged or applied in a predetermined shape onto the current collector 21B using a dispenser, a coater, or the like, thereby forming the frame 35 on the current collector 21B. can be formed.
  • the press device 2500 compresses the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B.
  • the press device 2500 has an upper roller 2501 and a lower roller 2502 as shown in FIG.
  • the press device 2500 sandwiches and compresses the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B with an upper roller 2501 and a lower roller 2502 . That is, the press device 2500 roll-presses the electrode composition 22c.
  • the second embodiment is not limited to this.
  • the electrode composition 22 c may be supplied by the electrode composition supply device 2300 to a position inside the frame 35 .
  • FIG. 6 shows the case where the frame supply device 2400 is arranged inside the chamber 2100 , the frame supply device 2400 may be arranged outside the chamber 2100 .
  • each step of supplying the electrode composition 22c by the electrode composition supply device 2300 and compressing the electrode composition 22c by the pressing device 2500 is performed while the internal pressure is reduced below atmospheric pressure. Runs in chamber 2100 . As a result, air can be prevented from remaining inside the electrode composition 22c, and the uniformity of the electrode active material layer 22 can be improved.
  • the separator 30 shown in FIG. 1 is further supplied to produce the single cell 10.
  • the supply of the separator 30 may be performed continuously with respect to the current collector 21B and the electrode composition 22c transported along the transport direction Da, or the current collector 21B and the electrode composition 22c may be supplied in predetermined units. After dividing, it may be performed on a sheet.
  • the electrode composition is a wet powder containing an electrolytic solution and has poor fluidity, and is characterized by sticking when pressure is applied. It is not easy to adjust the shape of such an electrode composition after it is supplied to the substrate film, partly because of the relationship with the frame and the like.
  • the third embodiment another example of a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method capable of supplying the electrode composition to the base film while adjusting the shape of the electrode composition with high accuracy will be described.
  • a battery electrode manufacturing apparatus includes an electrode composition supply apparatus that supplies a wet powder containing an active material and an electrolytic solution to a strip-shaped base film, and a downstream of the base film in the conveying direction and a moving belt disposed above the inclined plate and including a rotating ring-shaped member, wherein the wet powder is moved between the ring-shaped member and the inclined plate.
  • the ring-shaped member has a smoothing portion that rotates above the inclined plate along the inclination direction of the inclined plate, and the electrode composition supply device moves the lower surface of the wet powder to the inclined plate.
  • the wet powder is supported by a plate and supplied to the substrate film in a state where the upper surface of the wet powder is leveled by the leveling unit.
  • a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method according to the third embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • the method for manufacturing the electrode 20 the method for manufacturing the positive electrode 20a and the negative electrode 20b will be collectively described.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a battery electrode manufacturing apparatus 3000.
  • a battery electrode manufacturing apparatus 3000 includes a chamber 3100 , a conveying device 3200 , an electrode composition supply device 3300 , a frame body supply device 3400 and a press device 3500 .
  • the transport device 3200 is an example of a transport section.
  • the electrode composition supply device 3300 is an example of a supply unit.
  • belt-shaped collector 21B is demonstrated as an example.
  • the chamber 3100 is a room whose interior can be kept in a state of being reduced in pressure below atmospheric pressure.
  • the pressure inside the chamber 3100 is reduced below atmospheric pressure by a decompression pump (not shown).
  • the standard atmospheric pressure is approximately 1013 hPa (approximately 101 kPa).
  • a current collector roll 21R is arranged outside the chamber 3100, and a strip-shaped current collector 21B pulled out from the current collector roll 21R is transported into the chamber 3100 through a slit.
  • the strip-shaped current collector 21B may be referred to as the current collector 21B.
  • the current collector 21B is the current collector 21 before being cut into a predetermined shape.
  • the current collector 21B is transported at a predetermined speed along the transport direction Da.
  • the direction in which the current collector 21B is conveyed will be described as the downstream side Da1, and the opposite direction as the upstream side Da2.
  • the external space of the chamber 3100 in which the current collector roll 21R is arranged may be at normal pressure, or may be evacuated by a chamber different from the chamber 3100 .
  • the upper side in the vertical direction Db is Db1
  • the lower side in the vertical direction Db is Db2.
  • a direction orthogonal to the transport direction Da and the vertical direction Db corresponds to the width direction of the current collector 21B and the electrode composition 22c placed on the current collector 21B.
  • the transport device 3200 transports the current collector 21B to the downstream side Da1 in the transport direction Da.
  • the transport device 3200 is a belt conveyor that supports the current collector 21B from below.
  • the transport device 3200 transports the current collector 21B on which the electrode composition 22c is placed.
  • the frame 35 is supplied by the frame supply device 3400, which will be described later, the transport device 3200 transports the current collector 21B on which the frame 35 and the electrode composition 22c are placed.
  • the transport device 3200 is an example of a transport unit.
  • the electrode composition supply device 3300 supplies the electrode composition 22c onto the current collector 21B transported within the chamber 3100, as shown in FIG. That is, wet powder containing an active material and an electrolytic solution is supplied to the strip-shaped current collector 21B.
  • the electrode composition 22c supplied from the electrode composition supply device 3300 is used to form the electrode active material layers 22 (positive electrode active material layer 22a, negative electrode active material layer 22b).
  • (Positive electrode composition, negative electrode composition) is a wet powder containing an electrode active material (positive electrode active material, negative electrode active material) and an electrolytic solution (non-aqueous electrolytic solution).
  • the wet powder as the electrode composition 22c is more preferably in a pendular state or a funicular state.
  • the electrode active material is a coated electrode active material coated with a coating material containing a polymer compound. Since the electrode active material contained in the electrode composition 22c is a coated electrode active material, it is necessary to keep the electrode composition 22c in a soft state in the step of supplying it onto the current collector 21B.
  • the electrode composition supply device 3300 of the third embodiment includes an inclined plate and a moving belt. By controlling the operation of the moving belt, the electrode composition supply device 3300 conveys the electrode composition 22c placed on the inclined plate and supplies it to the strip-shaped current collector 21B.
  • An electrode composition supply device 3300 of FIG. 13 includes an inclined plate 3310 and a moving belt 3320 .
  • the inclined plate 3310 is a plate inclined downward toward the downstream side Da1 in the conveying direction Da of the current collector 21B.
  • the moving belt 3320 includes a ring-shaped member 3321 and a plurality of rollers that drive the ring-shaped member 3321 .
  • the ring-shaped member 3321 is arranged above the inclined plate 3310 and rotates on a rotation axis parallel to the width direction (the direction perpendicular to the transport direction Da and the vertical direction Db).
  • the ring-shaped member 3321 has a leveling portion as shown in FIG.
  • the leveling unit levels the upper surface of the electrode composition 22c placed on the inclined plate 3310 and conveys the electrode composition 22c toward the downstream side Da1.
  • the leveling unit rotates above the inclined plate 3310 along the inclination direction of the inclined plate 3310 . That is, the electrode composition supply device 3300 supports the lower surface of the electrode composition 22c by the inclined plate 3310, and supplies the electrode composition 22c to the current collector 21B in a state where the upper surface of the electrode composition 22c is leveled by the leveling unit.
  • a moving belt 3320 is an example of a moving belt having a rotating ring-shaped member.
  • the inclined plate 3310 is an example of a member arranged with a predetermined gap from the moving belt.
  • rollers 3322a, 3322b, 3322c, 3322d, 3322e, 3322f, 3322g, 3322h and 3322i are shown as a plurality of rollers for driving the ring-shaped member 3321.
  • the rollers 3322c and 3322i transmit power generated by a motor or the like to the ring-shaped member 3321 to rotate it.
  • roller 3322d, roller 3322e, roller 3322f, roller 3322g, and roller 3322h are arranged such that the surface (lower surface) of ring-shaped member 3321 facing inclined plate 3310 has a shape along inclined plate 3310. .
  • rollers 3322d, 3322e, 3322f, 3322g, and 3322h are arranged so that the distance between the lower surface of the ring-shaped member 3321 and the inclined plate 3310 is constant.
  • the rollers 3322a and 3322b apply tension so that the ring-shaped member 3321 does not slack.
  • FIG. 14A shows a state in which the electrode composition 22c is being supplied from the electrode composition supply device 3300 to the current collector 21B.
  • FIG. 14B shows a state in which the supply of the electrode composition 22c from the electrode composition supply device 3300 to the current collector 21B is stopped.
  • the electrode composition 22c is placed on the inclined plate 3310 at a position above the position where the moving belt 3320 is arranged.
  • the placed electrode composition 22 c slides down the inclined plate 3310 and is sandwiched between the inclined plate 3310 and the moving belt 3320 .
  • the method of placing the electrode composition 22c on the inclined plate 3310 is not particularly limited.
  • a hopper (not shown) holds the electrode composition 22c, and a predetermined amount of the electrode composition 22c is placed on the inclined plate 3310 by opening and closing the opening of the hopper with a shutter.
  • the ring-shaped member 3321 rotates in the direction indicated by the arrow in FIG. 14A. That is, the ring-shaped member 3321 rotates in the first direction in which the surface facing the inclined plate 3310 moves downstream Da1 in the transport direction Da. In FIG. 14A, the first direction is counterclockwise. As a result, the electrode composition 22c sandwiched between the inclined plate 3310 and the ring-shaped member 3321 is conveyed downstream Da1 in the conveying direction Da and supplied to the current collector 21B.
  • the thickness of the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B depends on the distance between the inclined plate 3310 and the moving belt 3320.
  • the lower end of the surface of the ring member 3321 facing the inclined plate 3310 and the lower end of the inclined plate 3310 are arranged at substantially the same position in the transport direction Da.
  • the electrode composition 22c is sandwiched between the inclined plate 3310 and the moving belt 3320 until or immediately before the supply to the current collector 21B.
  • the thickness of the electrode composition 22c is controlled by the moving belt 3320 at the moment when the electrode composition 22c is supplied to the current collector 21B, or until just before that, so that the shape of the electrode composition 22c is accurately adjusted. It becomes possible to supply to the current collector 21B.
  • the moving belt 3320 preferably rotates the ring-shaped member 3321 so that the ring-shaped member 3321 rotates at the same speed as the current collector 21B conveyed by the conveying device 3200 . That is, it is preferable that the transportation of the current collector 21B by the transportation device 3200 and the supply of the electrode composition 22c by the electrode composition supply device 3300 be synchronized. Thereby, the electrode composition supply device 3300 can smoothly place the electrode composition 22c on the current collector 21B.
  • the electrode composition supply device 3300 can stop the supply of the electrode composition 22c by stopping the rotation of the ring-shaped member 3321, as shown in FIG. 14B.
  • the supply of the electrode composition 22c can also be stopped not by stopping the rotation of the ring-shaped member 3321 but by rotating the ring-shaped member 3321 in the reverse direction. That is, the electrode composition supply device 3300 may stop the supply of the electrode composition 22c by rotating the ring-shaped member 3321 in the second direction opposite to the first direction.
  • the inclined plate 3310 may have rails (not shown) on both edges in the width direction. That is, the slanted plate 3310 may be configured so that the edges thereof are raised to guide the placed electrode composition 22c to a predetermined width.
  • the inclined plate 3310 is preferably configured so as to become thinner toward the lower end. As a result, the step between the inclined plate 3310 and the current collector 21B can be reduced, and the electrode composition 22c can be placed smoothly on the current collector 21B.
  • a blade 3330 thinner than the inclined plate 3310 may be provided at the lower end of the inclined plate 3310 .
  • the inclined plate 3310 is made of a material that does not easily cause friction with the electrode composition 22c
  • the blade 3330 is made of a strong and wear-resistant material and thin.
  • the step between the inclined plate 3310 and the current collector 21B can be made smaller, and the electrode composition 22c can be placed smoothly on the current collector 21B.
  • the blade 3330 can be replaced if there is wear, chipping, or the like.
  • the use of ceramic as the material for the blade 3330 is advantageous in that chipped blade fragments do not become harmful contamination.
  • the electrode composition supply device 3300 may further include a cleaner for removing the electrode composition 22c adhering to the ring-shaped member 3321.
  • cleaners 3341 and 3342 are shown in FIG.
  • the cleaner 3341 and the cleaner 3342 are configured to be degassed inside, and suck and remove the electrode composition 22c adhering to the ring-shaped member 3321 .
  • two cleaners are shown in FIG. 16, the number of cleaners is not particularly limited.
  • cleaner 3341 includes suction device 3341a and brush 3341b.
  • the brush 3341b scrapes off the electrode composition 22c adhering to the ring-shaped member 3321.
  • the suction device 3341a sucks and removes the electrode composition 22c scraped off by the brush 3341b.
  • the electrode composition supply device 3300 includes an inclined plate 3310 inclined downward toward the downstream side Da1 in the conveying direction Da of the current collector 21B, and a ring-shaped member 3321 rotating on a rotation axis parallel to the width direction. and a moving belt 3320 disposed above the inclined plate 3310 .
  • the moving belt 3320 is arranged such that the lower end of the surface of the ring-shaped member 3321 facing the inclined plate 3310 and the lower end of the inclined plate 3310 are at approximately the same position in the conveying direction Da.
  • the frame supply device 3400 supplies the frame 35 to the conveyed current collector 21B.
  • the frame supply device 3400 has a robot arm and places the prefabricated frame 35 at a predetermined position on the transported current collector 21B.
  • the frame supply device 3400 may manufacture the frame 35 on the current collector 21B.
  • the current collector 21B is used as a base material, and a predetermined material is discharged or applied in a predetermined shape onto the current collector 21B using a dispenser, a coater, or the like, thereby forming the frame 35 on the current collector 21B. can be formed.
  • the pressing device 3500 compresses the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B.
  • the press device 3500 has an upper roller 3501 and a lower roller 3502 as shown in FIG.
  • the pressing device 3500 sandwiches and compresses the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B with an upper roller 3501 and a lower roller 3502. As shown in FIG. That is, the press device 3500 roll-presses the electrode composition 22c.
  • the third embodiment is not limited to this.
  • the electrode composition 22 c may be supplied by the electrode composition supply device 3300 to a position inside the frame 35 .
  • FIG. 12 shows the case where the frame supply device 3400 is arranged inside the chamber 3100 , the frame supply device 3400 may be arranged outside the chamber 3100 .
  • each step of supplying the electrode composition 22c by the electrode composition supply device 3300 and compressing the electrode composition 22c by the pressing device 3500 is performed while the internal pressure is reduced below atmospheric pressure. Executes in chamber 3100 . As a result, air can be prevented from remaining inside the electrode composition 22c, and the uniformity of the electrode active material layer 22 can be improved.
  • the separator 30 shown in FIG. 1 is further supplied to produce the single cell 10.
  • the supply of the separator 30 may be performed continuously with respect to the current collector 21B and the electrode composition 22c transported along the transport direction Da, or the current collector 21B and the electrode composition 22c may be supplied in predetermined units. After dividing, it may be performed on a sheet.
  • the active material layer in the lithium ion battery can be formed, for example, by supplying the electrode composition to a strip-shaped base film and compressing it by roll pressing or the like.
  • Patent Literature 5 describes, as a technique for maintaining a reduced pressure state in a chamber, successively reducing the pressure to a high vacuum in multiple steps.
  • Karman vortices are generated by the inflowing air, and the substrate film may vibrate.
  • the battery electrode manufacturing apparatus includes a chamber whose interior is evacuated below atmospheric pressure, and two rollers provided outside the chamber that sandwich a belt-shaped base film while rotating the rollers.
  • a conveying unit that conveys a belt-shaped base film into the chamber through a slit provided in the chamber, and a pressing portion that presses the base film against the curved surface at a location where air flows into the chamber.
  • a battery electrode manufacturing apparatus and a battery electrode manufacturing method according to the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • the method for manufacturing the electrode 20 the method for manufacturing the positive electrode 20a and the negative electrode 20b will be collectively described.
  • FIG. 18 is a schematic diagram of a battery electrode manufacturing apparatus 4000.
  • the battery electrode manufacturing apparatus 4000 includes a chamber 4100 , a conveying device 4200 , an electrode composition supply device 4300 , a frame body supply device 4400 and a press device 4500 .
  • the transport device 4200 is an example of a transport unit.
  • the electrode composition supply device 4300 is an example of a supply unit.
  • belt-shaped base film is the strip
  • the chamber 4100 is a room whose inside can be kept in a state of being reduced in pressure below atmospheric pressure.
  • the pressure inside the chamber 4100 is reduced below atmospheric pressure by a decompression pump (not shown).
  • the standard atmospheric pressure is approximately 1013 hPa (approximately 101 kPa).
  • a current collector roll 21R is arranged outside the chamber 4100, and a strip-shaped current collector 21B pulled out from the current collector roll 21R is transported into the chamber 4100 through a slit.
  • the strip-shaped current collector 21B may be referred to as the current collector 21B.
  • the current collector 21B is the current collector 21 before being cut into a predetermined shape.
  • the current collector 21B is transported at a predetermined speed along the transport direction Da.
  • the direction in which the current collector 21B is conveyed will be described as the downstream side Da1, and the opposite direction as the upstream side Da2.
  • the external space of the chamber 4100 in which the current collector roll 21R is arranged may be at normal pressure, or may be evacuated by a chamber different from the chamber 4100 .
  • the upper side in the vertical direction Db is Db1
  • the lower side in the vertical direction Db is Db2.
  • a direction orthogonal to the transport direction Da and the vertical direction Db corresponds to the width direction of the current collector 21B and the electrode composition 22c placed on the current collector 21B.
  • the transport device 4200 transports the current collector 21B to the downstream side Da1 in the transport direction Da.
  • the transport device 4200 transports the current collector 21B to the downstream side Da1 in the transport direction Da by rotating the two rollers while sandwiching the current collector 21B. Thereby, the transport device 4200 transports the current collector 21B into the chamber 4100 through the slit. Further, inside the chamber 4100, the transport device 4200 transports the current collector 21B to the downstream side Da1 in the transport direction Da by a belt conveyor that supports the current collector 21B from below.
  • the electrode composition 22c is supplied by the electrode composition supply device 4300, which will be described later
  • the transport device 4200 transports the current collector 21B on which the electrode composition 22c is placed.
  • the frame 35 is supplied by the frame supply device 4400, which will be described later, the transport device 4200 transports the current collector 21B on which the frame 35 and the electrode composition 22c are placed.
  • the transport device 4200 is an example of a transport unit.
  • the electrode composition supply device 4300 supplies the electrode composition 22c onto the current collector 21B transported within the chamber 4100, as shown in FIG.
  • the electrode composition supply device 4300 is composed of a hopper and a shutter.
  • the electrode composition supply device 4300 holds the electrode composition 22c inside the hopper 1 having an opening on the lower side Db2 in the vertical direction Db, and by opening and closing the opening of the hopper with a shutter, a predetermined supply is performed.
  • a predetermined amount of electrode composition 22c can be applied to the location.
  • the electrode composition supply device 4300 may be the electrode composition supply device 1300 described in the first embodiment, the electrode composition supply device 2300 described in the second embodiment, or the electrode composition supply device 2300 described in the third embodiment. It may be implemented by the object supply device 3300 or the like.
  • the electrode composition 22c (positive electrode composition, negative electrode composition ) is a wet powder containing an electrode active material (positive electrode active material, negative electrode active material) and an electrolytic solution (non-aqueous electrolytic solution). Moreover, in the embodiment, it is more preferable that the wet powder as the electrode composition 22c is in a pendular state or a funicular state. Moreover, the electrode active material is a coated electrode active material coated with a coating material containing a polymer compound. Since the electrode active material contained in the electrode composition 22c is a coated electrode active material, it is necessary to keep the electrode composition 22c in a soft state in the step of supplying it onto the current collector 21B.
  • the frame supply device 4400 supplies the frame 35 to the conveyed current collector 21B.
  • the frame supply device 4400 has a robot arm and places the pre-manufactured frame 35 at a predetermined position on the conveyed current collector 21B.
  • the frame supply device 4400 may manufacture the frame 35 on the current collector 21B.
  • the current collector 21B is used as a base material, and a predetermined material is discharged or applied in a predetermined shape onto the current collector 21B using a dispenser, a coater, or the like, thereby forming the frame 35 on the current collector 21B. can be formed.
  • the press device 4500 compresses the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B.
  • the press device 4500 has an upper roller 4501 and a lower roller 4502 as shown in FIG.
  • the press device 4500 sandwiches and compresses the electrode composition 22c supplied to the current collector 21B with an upper roller 4501 and a lower roller 4502. As shown in FIG. That is, the press device 4500 roll-presses the electrode composition 22c.
  • the separator 30 shown in FIG. 1 is further supplied to produce the single cell 10.
  • the supply of the separator 30 may be performed continuously with respect to the current collector 21B and the electrode composition 22c transported along the transport direction Da, or the current collector 21B and the electrode composition 22c may be supplied in predetermined units. After dividing, it may be performed on a sheet.
  • the frame 35 is supplied by the frame supply device 4400 after the electrode composition 22c is supplied by the electrode composition supply device 4300 has been described.
  • the electrode composition 22 c may be supplied by the electrode composition supply device 4300 to a position inside the frame 35 .
  • the upstream side Da2 from the slit indicates the outside of the chamber 4100
  • the downstream side Da1 from the slit indicates the inside of the chamber 4100. As shown in FIG. 19, the upstream side Da2 from the slit indicates the outside of the chamber 4100, and the downstream side Da1 from the slit indicates the inside of the chamber 4100. As shown in FIG. 19, the upstream side Da2 from the slit indicates the outside of the chamber 4100, and the downstream side Da1 from the slit indicates the inside of the chamber 4100. As shown in FIG.
  • rollers 4711 and 4712 are provided in the vicinity of the slit.
  • the rollers 4711 and 4712 convey the current collector 21B by rotating. That is, the conveying device 4200 conveys the current collector 21B into the chamber 4100 through the slit by rotating the rollers 4711 and 4712 provided outside the chamber 4100 while sandwiching the current collector 21B.
  • members 4611 and 4612 are provided in the gaps between the rollers 4711 and 4712 and the outer surface of the chamber 4100 to suppress the inflow of air into the chamber 4100 .
  • the members 4611 and 4612 are an example of an air inflow suppressing portion. That is, the current collector 21B, rollers 4711, 4712, members 4611, and 4612 cover the slits of the chamber 4100, and the inflow of air into the chamber 4100 is suppressed.
  • the Karman vortices may be generated by the air passing through the gap between the roller 4711 and the member 4611, the air passing through the gap between the roller 4712 and the member 4612, the air passing through the gap between the slit and the current collector 21B, and the like. be.
  • the vicinity of such a gap that serves as an air passage will be referred to as a location where air flows into the chamber 4100 .
  • a Karman vortex is a row of vortices that alternates behind an obstacle placed in the flow.
  • Such vortices have an exciting force that causes objects in the flow field to vibrate. That is, the current collector 21B vibrates due to the Karman vortices, and the current collector 21B may be damaged. Vibration caused by the Karman vortices can be reduced by applying tension to the current collector 21B. However, there is a limit to the tension that can be applied to the current collector 21B, and vibration cannot be sufficiently suppressed in some cases.
  • vibration of the current collector 21B is suppressed by a pressing portion that presses the current collector 21B against a curved surface at a location where air flows into the chamber 4100 .
  • An example of the pressing portion will be described below with reference to FIG. 20 .
  • rollers 4721 and 4722 sandwich the current collector 21B and rotate to transport the current collector 21B to the downstream side Da1 in the transport direction Da.
  • member 4611 is positioned to fill the gap between roller 4721 and the outer surface of chamber 4100 .
  • Member 4612 is also positioned to fill the gap between roller 4722 and the outer surface of chamber 4100 .
  • the roller 4723 presses the current collector 21B against the portion of the side surface of the roller 4722 corresponding to the angle ⁇ by applying a force in the direction crossing the transport direction Da to the current collector 21B. That is, the roller 4723 is an example of a pressing portion, and presses the current collector 21B against the curved surface at a location where air flows into the chamber 4100 . As a result, even if a Karman vortex is generated by the air passing through the gap between the roller 4721 and the member 4611, the current collector 21B where the Karman vortex is generated is in a state of being pressed against the roller 4722, so vibration is suppressed. be done.
  • roller 4722 is illustrated as having a larger radius than the roller 4721 .
  • rollers 4721 and 4722 may be the same size.
  • the radius of the roller 4722 is large.
  • rollers 4731 and 4732 sandwich the current collector 21B and rotate to transport the current collector 21B to the downstream side Da1 in the transport direction Da.
  • member 4611 is positioned to fill the gap between roller 4731 and the outer surface of chamber 4100 .
  • Member 4612 is also positioned to fill the gap between roller 4732 and the outer surface of chamber 4100 .
  • the roller 4733 applies a force in a direction intersecting the conveying direction Da to the current collector 21B, thereby pressing the current collector 21B against the curved reinforcing member 4734.
  • a reinforcement 4734 is provided inside the slit as shown in FIG.
  • the material of the reinforcing member 4734 is not particularly limited, it is preferably made of a material that hardly causes friction with the current collector 21B. That is, the roller 4733 is an example of a pressing portion, and presses the current collector 21B against the curved surface at a location where air flows into the chamber 4100 .
  • FIG. 21 is merely an example, and various modifications are possible for the specific configuration in the vicinity of the slit.
  • One of the modifications is shown in FIG. In FIG. 22, the rollers 4741 and 4742 press the current collector 21B against the curved reinforcing member 4743 by applying a force of the lower side Db2 to the strip-shaped current collector 21B.
  • the slit is configured to be thin, it is difficult to block the inflow of air, and the air that has flowed through the slit may cause a Karman vortex.
  • the current collector 21B in the slit is pressed against the reinforcing member 4743, and vibration due to the Karman vortices is suppressed. That is, in the example shown in FIG. 22, the vibration due to the Karman vortices can be suppressed by pressing the current collector 21B against the reinforcing member 4743 at the location where air flows into the chamber 4100 .
  • FIG. 23 Another modification is shown in FIG. In FIG. 23, the rollers 4751 and 4752 press the current collector 21B against the curved reinforcing member 4753 by applying a force of the lower side Db2 to the strip-shaped current collector 21B.
  • the reinforcing body 4753 has a shape projecting from the inside of the slit of the chamber 4100 to the downstream side Da1.
  • a Karman vortex may occur not only inside the slit but also downstream Da1 of the slit.
  • the current collector 21B can also be protected from the Karman vortices generated on the downstream side Da1 of such a slit.
  • the battery electrode manufacturing apparatus 4000 of the embodiment may be provided with an intake section for sucking the air passing through the inside of the slit.
  • the intake section will be described with reference to FIGS. 24A and 24B.
  • the rollers 4761 and 4762 press the current collector 21B against the curved reinforcing body 4763 by applying a force of the lower side Db2 to the strip-shaped current collector 21B.
  • a groove 4764 is provided inside the slit.
  • the groove 4764 is provided along the width direction (direction orthogonal to the transport direction Da and the vertical direction Db) and connected to the vacuum tank 4765, as shown in FIG. 24B. A part of the air passing through the slit is sucked into the vacuum tank 4765 through the groove 4764 . That is, the air flowing into the chamber 4100 can be reduced by the groove 4764 and the vacuum tank 4765 .
  • Groove 4764 and vacuum tank 4765 are examples of an air intake.
  • FIGS. 25A and 25B Another example of the intake part is shown in FIGS. 25A and 25B.
  • the rollers 4771 and 4772 press the strip-shaped current collector 21B against the curved reinforcing body 4773 by applying the force of the lower side Db2 to the strip-shaped current collector 21B.
  • a groove 4774 is provided inside the slit.
  • the groove 4774 is composed of a plurality of holes provided inside the slit and a duct connecting the plurality of holes, as shown in FIG. 25B. Some of the air passing through the slit is sucked into the vacuum tank 4775 through these multiple holes and ducts. That is, the air flowing into the chamber 4100 can be reduced by the groove 4774 and the vacuum tank 4775 .
  • Groove 4774 and vacuum tank 4775 are examples of an air intake.
  • the battery electrode manufacturing apparatus 4000 includes a chamber whose interior is evacuated below atmospheric pressure, and two rollers provided outside the chamber that sandwich a belt-shaped base film. By rotating the roller, the base film is conveyed into the chamber through a slit provided in the chamber and at a location where air flows into the chamber. and a pressing portion for pressing against a curved surface. With such a configuration, the battery electrode manufacturing apparatus 4000 can suppress vibration of the base film caused by the air flowing into the chamber.
  • the current collector 21B is a sheet containing fine grains and is easily damaged by Karman vortices. According to the battery electrode manufacturing apparatus 4000 of the embodiment, it is possible to protect the current collector 21B from vibrations caused by the Karman vortices even when the current collector 21B is transported into the chamber through the slit.
  • the strip-shaped base film on which the electrode composition 22c is placed is described as the strip-shaped current collector 21B, but it is not limited to this.
  • a strip-shaped separator sheet or a strip-shaped release film may be used as the base film.
  • the strip-shaped separator sheet can be trimmed later to form the separator 30 shown in FIG.
  • the electrode composition 22c is supplied on the separator sheet, the current collector 21B is supplied to the surface of the electrode composition 22c opposite to the separator sheet, and the separator sheet and the current collector are supplied.
  • the positive electrode 20a or the negative electrode 20b can be manufactured by trimming the body 21B into a predetermined shape and further supplying the frame 35. FIG.
  • the electrode composition 22c is supplied on the release film, the current collector 21B is supplied to the surface of the electrode composition 22c opposite to the release film, and the release film is After collecting the film, a separator sheet is supplied to the surface opposite to the current collector 21B, the current collector 21B and the separator sheet are trimmed into a predetermined shape, and a frame 35 is supplied to obtain the positive electrode 20a.
  • the negative electrode 20b can be manufactured.
  • the separator 30 may be supplied to the electrode composition 22c.
  • the electrode composition 22c is supplied on the release film, the separator sheet is supplied to the surface of the electrode composition 22c opposite to the release film, the release film is recovered, and then the surface opposite to the separator sheet
  • the positive electrode 20a or the negative electrode 20b can be produced by supplying the current collector 21B to , trimming the separator sheet and the current collector 21B into a predetermined shape, and further supplying the frame 35 .
  • the current collector 21 trimmed into a predetermined shape may be supplied to the electrode composition 22c.

Abstract

電池用電極製造装置（１０００、２０００、３０００）は、帯状の基材フィルム（２１Ｂ）に対して、活物質及び電解液を含んだ湿潤粉体である電極組成物（２２ｃ）を供給する供給部（１３００、２３００、３３００）を備えた電池用電極製造装置であって、前記供給部は、回転する輪状部材を備えたムービングベルト（１３１０、２３１１ａを備えた第１のムービングベルト、３３２０）と、前記ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される部材（１３２０、２３１２ａを備えた第２のムービングベルト、３３１０）とを備える。

Description

電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法
　本発明は、電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法に関する。
　リチウムイオン電池は高容量の二次電池であり、近年様々な用途で使用されている。リチウムイオン電池の電極は、活物質層、集電体層、セパレータ、及び、活物質層を封入する枠体等によって構成される（例えば、特許文献１参照）。リチウムイオン電池における活物質層は、例えば、帯状の基材フィルムに対して電極組成物を供給し、ロールプレス等によって圧縮することで形成することができる。
　基材フィルムに対して電極組成物を供給する手法として、特許文献２には、貯留室の供給口近傍にローラを設けて回転させつつ、貯留室内に保持した電極組成物を基材フィルムに対して供給する方法が開示されている。また、特許文献３には、貯留室内に設けた無端ベルトを回転させつつ、貯留室内に保持した電極組成物を基材フィルムに対して供給する方法が開示されている。
特許第６６３３８６６号公報 特開２０２１－４４１５４号公報 特開２０２０－１６１３０３号公報 特開２００２－２３１２３１号公報 特開２０１０－１７４２６４号公報
　電極組成物は、電解液を含んだ湿潤粉体であって流動性が悪く、挙動の制御が難しい。このような電極組成物について基材フィルムへの供給後に形を整えることは容易でない。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、電極組成物の形を精度良く整えつつ基材フィルムに対して供給することができる電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る電池用電極製造装置は、帯状の基材フィルムに対して、活物質及び電解液を含んだ湿潤粉体である電極組成物を供給する供給部を備えた電池用電極製造装置であって、前記供給部は、回転する輪状部材を備えたムービングベルトと、前記ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される部材とを備える。
　本発明の電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法によれば、基材フィルムに載置される電極組成物の形を、簡易且つ効率的に整えることができる。
図１は、実施形態の電池用電極製造装置を用いて製造される電池の単セルの断面模式図である。 図２は、第１の実施形態に係る電池用電極製造装置の概略図である。 図３は、第１の実施形態に係る電極組成物供給装置を示す斜視図である。 図４Ａは、第１の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図４Ｂは、第１の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る電極組成物の一例を示す図である。 図６は、第２の実施形態に係る電池用電極製造装置の概略図である。 図７は、第２の実施形態に係る電極組成物供給装置を示す斜視図である。 図８Ａは、第２の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図８Ｂは、第２の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図９Ａは、第２の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図９Ｂは、第２の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図１０Ａは、第２の実施形態に係るクリーナの一例を示す図である。 図１０Ｂは、第２の実施形態に係るクリーナの一例を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係る電極組成物供給装置を示す斜視図である。 図１２は、第３の実施形態に係る電池用電極製造装置の概略図である。 図１３は、第３の実施形態に係る電極組成物供給装置を示す斜視図である。 図１４Ａは、第３の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図１４Ｂは、第３の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図１５Ａは、第３の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図１５Ｂは、第３の実施形態に係る電極組成物供給装置の動作について説明するための図である。 図１６は、第３の実施形態に係るクリーナの一例を示す図である。 図１７は、第３の実施形態に係るクリーナの一例を示す図である。 図１８は、第４の実施形態に係る電池用電極製造装置の概略図である。 図１９は、第４の実施形態に係るスリット近傍の構成例を示す図である。 図２０は、第４の実施形態に係る押当部の一例を示す図である。 図２１は、第４の実施形態に係る押当部の一例を示す図である。 図２２は、第４の実施形態に係る押当部の一例を示す図である。 図２３は、第４の実施形態に係る押当部の一例を示す図である。 図２４Ａは、第４の実施形態に係る吸気部の一例を示す図である。 図２４Ｂは、第４の実施形態に係る吸気部の一例を示す図である。 図２５Ａは、第４の実施形態に係る吸気部の一例を示す図である。 図２５Ｂは、第４の実施形態に係る吸気部の一例を示す図である。
（第１の実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明を適用した実施形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、一部を省略して図示している場合がある。
　＜組電池（二次電池）＞
　実施形態の電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法は、例えば、リチウムイオン電池の製造に適用される。リチウムイオン電池は、複数のリチウムイオン単電池（単セル又は電池セルとも記載する）を組み合わせてモジュール化した組電池、或いは、このような組電池を複数組み合わせて電圧及び容量を調整した電池パックの形態で使用される。以下では、リチウムイオン二次電池の例を示すが、本発明に係る二次電池の種類としてリチウムイオン二次電池に限定されず、他の二次電池を含む。
　本明細書におけるリチウムイオン電池は、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間のリチウムイオンの移動により充放電が行われる二次電池をいう。当該リチウムイオン電池（二次電池）は、電解質に液体材料を使用した電池を含み、電解質に固体材料を使用した電池（いわゆる全固体電池）を含む。また本実施形態におけるリチウムイオン電池は、集電体として金属箔（金属集電箔）を有する電池を含み、金属箔に代わって導電性材料が添加された樹脂から構成される、いわゆる樹脂集電体を有する電池を含む。当該樹脂集電体を、後述するバイポーラ電極用樹脂集電体として用いる場合には、当該樹脂集電体の一方の面に正極を形成し、もう一方の面に負極を形成して双極型電極を構成したものであってもよい。なお、本実施形態におけるリチウムイオン電池は、バインダを用いて正極または負極活物質等を正極用または負極用集電体にそれぞれ塗布して電極を構成したものを含み、双極型の電池の場合には、集電体の一方の面にバインダを用いて正極活物質等を塗布して正極層を、反対側の面にバインダを用いて負極活物質等を塗布して負極層を有する双極型電極を構成したものを含む。
　組電池の積層方法は、任意である。積層方法の一例として、第１面に正極樹脂集電体を有し、第２面に負極樹脂集電体を有する単セルを、隣り合う一対の単セルの第１面（正極側）と第２面（負極側）とが隣接するように直列に複数積層した積層電池としても良い。別の一例として、一枚の樹脂集電体の片面に正極層を設け、樹脂集電体の他方の面に負極層を設けた単セルを、電解質層を介して複数積層した積層電池としても良い。
　＜単セル（電池セル）＞
　図１は、単セル１０の断面模式図である。単セル１０を複数組み合わせることで上記の組電池を作製することが可能である。例えば、単セル１０は、２つの電極２０（電池用電極）としての正極２０ａ及び負極２０ｂと、セパレータ３０とを有する。
　セパレータ３０は、正極２０ａと負極２０ｂとの間に配置される。組電池において、複数の単セル１０は、正極２０ａと負極２０ｂとを同方向に向けて積層される。
　セパレータ３０には、電解質が保持される。これにより、セパレータ３０は、電解質層として機能する。セパレータ３０は、正極２０ａ及び負極２０ｂの電極活物質層２２の間に配置され、これらが互いに接触することを抑制する。これにより、セパレータ３０は、正極２０ａと負極２０ｂとの間の隔壁として機能する。
　セパレータ３０に保持される電解質としては、例えば、電解液またはゲルポリマ電解質等が挙げられる。これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保される。セパレータの形態としては、例えば、上記電解質を吸収保持するポリマや繊維からなる多孔性シートのセパレータや不織布セパレータ等を挙げることができる。
　正極２０ａ及び負極２０ｂは、それぞれ、集電体２１と、電極活物質層２２と、枠体３５とを有する。電極活物質層２２と集電体２１とは、セパレータ３０側からこの順に並ぶ。枠体３５は、額縁状（環状）である。枠体３５は、電極活物質層２２の周囲を囲む。正極２０ａの枠体３５と負極２０ｂの枠体３５とは、互いに溶着され一体化されている。以下の説明において、正極２０ａ及び負極２０ｂの電極活物質層２２を互いに区別する場合、これらをそれぞれ正極活物質層２２ａ、負極活物質層２２ｂと呼ぶ。
＜正極集電体の具体例＞
　正極集電体層２１ａを構成する正極集電体としては、公知のリチウムイオン単電池に用いられる集電体を用いることができ、例えば、公知の金属集電体及び導電材料と樹脂とから構成されてなる樹脂集電体（特開２０１２－１５０９０５号公報及び国際公開第２０１５／００５１１６号等に記載の樹脂集電体等）を用いることができる。正極集電体層２１ａを構成する正極集電体は、電池特性等の観点から、樹脂集電体であることが好ましい。
　金属集電体としては、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、タンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン及びこれらの金属を１種以上含む合金、並びに、ステンレス合金からなる群から選択される一種以上の金属材料が挙げられる。これらの金属材料は、薄板や金属箔等の形態で用いてもよい。また、上記金属材料以外で構成される基材表面にスパッタリング、電着、塗布等の方法により上記金属材料を形成したものを金属集電体として用いてもよい。
　樹脂集電体としては、導電性フィラーとマトリックス樹脂とを含むことが好ましい。マトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）等が挙げられるが、特に限定されない。また、導電性フィラーは、導電性を有する材料から選択されれば特に限定されない。導電性フィラーは、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。
　樹脂集電体は、マトリックス樹脂及び導電性フィラーのほかに、その他の成分（分散剤、架橋促進剤、架橋剤、着色剤、紫外線吸収剤、可塑剤等）を含んでいてもよい。また、複数の樹脂集電体を積層して用いてもよく、樹脂集電体と金属箔とを積層して用いても良い。
　正極集電体層２１ａの厚さは、特に限定されないが、５～１５０μｍであることが好ましい。複数の樹脂集電体を積層して正極集電体層２１ａとして用いる場合には、積層後の全体の厚さが５～１５０μｍであることが好ましい。正極集電体層２１ａは、例えば、マトリックス樹脂、導電性フィラー及び必要により用いるフィラー用分散剤を溶融混練して得られる導電性樹脂組成物を公知の方法でフィルム状に成形することにより得ることができる。
＜正極活物質の具体例＞
　正極活物質層２２ａは、正極活物質を含む混合物の非結着体であることが好ましい。ここで、非結着体とは、正極活物質層中において正極活物質の位置が固定されておらず、正極活物質同士及び正極活物質と集電体とが不可逆的に固定されていないことを意味する。正極活物質層２２ａが非結着体である場合、正極活物質同士は不可逆的に固定されていないため、正極活物質同士の界面を機械的に破壊することなく分離することができ、正極活物質層２２ａに応力がかかった場合でも正極活物質が移動することで正極活物質層２２ａの破壊を防止することができ好ましい。非結着体である正極活物質層２２ａは、正極活物質層２２ａを、正極活物質と電解液とを含みかつ結着剤を含まない正極活物質層２２ａにする等の方法で得ることができる。なお、本明細書において、結着剤とは、正極活物質同士及び正極活物質と集電体とを可逆的に固定することができない薬剤を意味し、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン－ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等の公知の溶剤乾燥型のリチウムイオン電池用結着剤等が挙げられる。これらの結着剤は、溶剤に溶解又は分散して用いられ、溶剤を揮発、留去することで表面が粘着性を示すことなく固体化するので正極活物質同士及び正極活物質と集電体とを可逆的に固定することができない。
　正極活物質としては、例えば、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属元素が２種である複合酸化物、金属元素が３種類以上である複合酸化物等が挙げられるが、特に限定されない。
　正極活物質は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆正極活物質であってもよい。正極活物質の周囲が被覆材で被覆されていると、正極の体積変化が緩和され、正極の膨張を抑制することができる。
　被覆材を構成する高分子化合物としては、特開２０１７－０５４７０３号公報及び国際公開第２０１５／００５１１７号等に活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。
　被覆材には、導電剤が含まれていてもよい。導電剤としては、正極集電体層２１ａに含まれる導電性フィラーと同様のものを好適に用いることができる。
　正極活物質層２２ａには、粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、例えば、特開２０１７－０５４７０３号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調節したもの、及び、特開平１０－２５５８０５号公報に粘着剤として記載されたもの等を好適に用いることができる。なお、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性（水、溶剤、熱等を使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質）を有する樹脂を意味する。一方、結着剤として用いられる溶液乾燥型の電極用バインダーは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質同士を強固に接着固定するものを意味する。したがって、上述した結着剤（溶液乾燥型の電極バインダー）と粘着性樹脂とは、異なる材料である。
　正極活物質層２２ａには、電解質と非水溶媒を含む電解液が含まれていてもよい。電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用できる。非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの（例えば、リン酸エステル、ニトリル化合物等及びこれらの混合物等）等が使用できる。例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）の混合液、又は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）の混合液を用いることができる。
　正極活物質層２２ａには、導電助剤が含まれていてもよい。導電助剤としては、正極集電体層２１ａに含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。
　正極活物質層２２ａの厚さは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、１５０～６００μｍであることが好ましく、２００～４５０μｍであることがより好ましい。
　実施形態において、正極活物質層２２ａを形成するために供給される正極組成物は、正極活物質と非水電解液を含んでなる湿潤粉体である。また、湿潤粉体はペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。
　湿潤粉体における非水電解液の割合は、特に限定されないが、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態とするためには、正極の場合には非水電解液の割合を湿潤粉体全体の０．５～１５重量％とすることが望ましい。
＜負極集電体の具体例＞
　負極集電体層２１ｂを構成する負極集電体としては、正極集電体で記載した構成と同様のものを適宜選択して用いることができ、同様の方法により得ることができる。負極集電体層２１ｂは、電池特性等の観点から、樹脂集電体であることが好ましい。負極集電体層２１ｂの厚さは、特に限定されないが、５～１５０μｍであることが好ましい。
＜負極活物質の具体例＞
　負極活物質層２２ｂは、負極活物質を含む混合物の非結着体であることが好ましい。負極活物質層が非結着体であることが好ましい理由、及び非結着体である負極活物質層２２ｂを得る方法等は、正極活物質層２２ａが非結着体であることが好ましい理由、及び非結着体である正極活物質層２２ａを得る方法と同様である。
　負極活物質としては、例えば、炭素系材料、珪素系材料及びこれらの混合物等を用いることができるが、特に限定されない。
　負極活物質は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆負極活物質であってもよい。負極活物質の周囲が被覆材で被覆されていると、負極の体積変化が緩和され、負極の膨張を抑制することができる。
　被覆材としては、被覆正極活物質を構成する被覆材と同様のものを好適に用いることができる。
　負極活物質層２２ｂは、電解質と非水溶媒を含む電解液を含有する。電解液の組成は、正極活物質層２２ａに含まれる電解液と同様の電解液を好適に用いることができる。
　負極活物質層２２ｂには、導電助剤が含まれていてもよい。導電助剤としては、正極活物質層２２ａに含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。
　負極活物質層２２ｂには、粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、正極活物質層２２ａの任意成分である粘着性樹脂と同様のものを好適に用いることができる。
　負極活物質層２２ｂの厚さは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、１５０～６００μｍであることが好ましく、２００～４５０μｍであることがより好ましい。
　実施形態において、負極活物質層２２ｂを形成するために供給される負極組成物は、負極活物質と非水電解液を含んでなる湿潤粉体である。また、湿潤粉体はペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。
　湿潤粉体における非水電解液の割合は、特に限定されないが、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態とするためには、負極の場合には非水電解液の割合を湿潤粉体全体の０．５～２５重量％とすることが望ましい。
＜セパレータの具体例＞
　セパレータ３０に保持される電解質としては、例えば、電解液又はゲルポリマ電解質等が挙げられる。セパレータ３０は、これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保される。セパレータ３０の形態としては、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン製の多孔性フィルム等が挙げられるが、特に限定されない。セパレータとして、硫化物系、酸化物系の無機系固体電解質、または高分子系の有機系固体電解質などを適用することもできる。固体電解質の適用により、全固体電池を構成することができる。
＜枠体の具体例＞
　枠体３５としては、電解液に対して耐久性のある材料であれば特に限定されないが、例えば、高分子材料が好ましく、熱硬化性高分子材料がより好ましい。枠体３５を構成する材料としては、絶縁性、シール性（液密性）、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよく、樹脂材料が好適に採用される。より具体的には、枠体３５としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びポリフッ化ビニリデン樹脂等が挙げられ、耐久性が高く取り扱いが容易であることからエポキシ系樹脂が好ましい。
＜電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法＞
　次に、本実施形態の電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法（以下、製造方法と略して呼ぶ）について説明する。
　上述した通り、移動する基材フィルムに対して電極組成物を供給すると同時に電極組成物を所望の形状に整えることは容易ではない。特に、電極組成物が電解液を含んだ湿潤粉体である場合には挙動の制御が難しい。例えば、従来技術によって電極組成物を所定の長さに整えようとすると、終わりの部分が崩れたり、電極組成物が基材フィルム上に飛び散ったりする場合があった。
　そこで、第１の実施形態では、電極組成物の形を精度良く整えつつ基材フィルムに対して供給することができる電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法について説明する。第１の実施形態に係る電池用電極製造装置は、帯状の基材フィルムに対して、活物質及び電解液を含んだ湿潤粉体である電極組成物を供給する供給部を備えた電池用電極製造装置であって、前記供給部は、回転する輪状部材を備えたムービングベルトと、前記ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される固定ガイドと、前記固定ガイドの下方に配置されるシャッタとを備え、前記固定ガイドの下部に位置する円弧部と、前記ムービングベルトの下部に位置する円弧部と、によって案内して前記基材フィルムに前記電極組成物を供給する。
　例えば、電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法では、まず正極２０ａ及び負極２０ｂが製造される。正極２０ａの製造方法と負極２０ｂの製造方法とは、主に電極活物質層２２に含まれる電極活物質が異なる。ここでは、電極２０の製造方法として、正極２０ａ及び負極２０ｂの製造方法をまとめて説明する。
　以下、第１の実施形態に係る電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２は、電池用電極製造装置１０００の概略図である。例えば、電池用電極製造装置１０００は、チャンバ１１００、搬送装置１２００、電極組成物供給装置１３００、枠体供給装置１４００及びプレス装置１５００を含む。搬送装置１２００は、搬送部の一例である。電極組成物供給装置１３００は、供給部の一例である。なお、以下では、帯状の基材フィルムが帯状の集電体２１Ｂである場合を一例として説明する。
　チャンバ１１００は、内部を大気圧よりも減圧された状態に保持できる部屋である。チャンバ１１００の内部は、図示しない減圧ポンプにより大気圧よりも減圧される。なお、標準大気圧は、約１０１３ｈＰａ（約１０１ｋＰａ）である。
　例えば、チャンバ１１００の外部に集電体ロール２１Ｒが配置され、集電体ロール２１Ｒから引き出された帯状の集電体２１Ｂが、スリットを通してチャンバ１１００の内部に搬送される。以下、帯状の集電体２１Ｂを集電体２１Ｂと記載する場合がある。なお、集電体２１Ｂは、上述した集電体２１が所定の形状に切り出される前のものである。集電体２１Ｂは、搬送方向Ｄａに沿って所定の速度で搬送される。以下では、集電体２１Ｂが搬送される方向を下流側Ｄａ１、その反対方向を上流側Ｄａ２として説明する。なお、集電体ロール２１Ｒが配置されるチャンバ１１００の外部空間は、常圧であってもよいし、チャンバ１１００と異なるチャンバによって減圧されていてもよい。
　なお、図２に示す通り、鉛直方向Ｄｂにおける上側をＤｂ１、鉛直方向Ｄｂにおける下側をＤｂ２とする。搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに対して直交する方向は、集電体２１Ｂ、及び、集電体２１Ｂに載置される電極組成物２２ｃの幅方向に対応する。
　搬送装置１２００は、集電体２１Ｂを、搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。例えば、搬送装置１２００は、集電体２１Ｂを下側から支持するベルトコンベアである。なお、後述の電極組成物供給装置１３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれた後、搬送装置１２００は、電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。また、後述の枠体供給装置１４００による枠体３５の供給が行なわれた後、搬送装置１２００は、枠体３５及び電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。搬送装置１２００は、搬送部の一例である。
　電極組成物供給装置１３００は、図２に示す通り、チャンバ１１００内で搬送される集電体２１Ｂ上に電極組成物２２ｃを供給する。上述したように、実施形態において、電極活物質層２２（正極活物質層２２ａ、負極活物質層２２ｂ）を形成するために、電極組成物供給装置１３００から供給される電極組成物２２ｃ（正極組成物、負極組成物）は、電極活物質（正極活物質、負極活物質）と電解液（非水電解液）を含んでなる湿潤粉体である。また、実施形態において、電極組成物２２ｃとしての湿潤粉体は、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。また、電極活物質は、高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆電極活物質である。電極組成物２２ｃに含まれる電極活物質は、被覆電極活物質であるため、集電体２１Ｂ上に供給する工程では、電極組成物２２ｃを柔らかい状態にしておくことが必要となる。
　実施形態の電極組成物供給装置１３００は、図３に示す通り、ムービングベルト１３１０と、固定ガイド１３２０と、シャッタ１３３０とを備える。ムービングベルト１３１０は、回転する輪状部材１３１１を備える。輪状部材１３１１の具体的な動作については後述する。
　ムービングベルト１３１０は、回転する輪状部材を備えたムービングベルトの一例である。固定ガイド１３２０は、ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される部材の一例である。
　固定ガイド１３２０は、図３に示す通り、ムービングベルト１３１０よりも上流側Ｄａ２に位置する。また、固定ガイド１３２０は、集電体２１Ｂに対して略垂直な第１面１３２１と、第１面１３２１と連続した円弧状の第２面１３２２とを備える。ここで、第１面１３２１とムービングベルト１３１０との間、及び、第２面１３２２とムービングベルト１３１０との間には、所定距離の隙間が設けられる。即ち、ムービングベルト１３１０は、固定ガイド１３２０と所定距離の隙間を設けて配置される。電極組成物２２ｃは、当該隙間に保持される。第２面１３２２は、固定ガイドの下部に位置する円弧部の一例である。
　シャッタ１３３０は、図３に示す通り、固定ガイド１３２０の下方に配置される。また、シャッタ１３３０は、搬送方向Ｄａに沿って移動可能に構成され、ムービングベルト１３１０と固定ガイド１３２０との隙間の下端を開閉する。
　図３に示した構成の下、電極組成物供給装置１３００は、集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給及び停止を制御して、電極組成物２２ｃの形を精度良く整えつつ集電体２１Ｂに対して供給する。以下、電極組成物２２ｃの供給時における電極組成物供給装置１３００の動作について図４Ａを用いて説明する。また、電極組成物２２ｃの供給停止時における電極組成物供給装置１３００の動作について図４Ｂを用いて説明する。
　集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給時において、電極組成物供給装置１３００は、ムービングベルト１３１０における輪状部材１３１１を、図４Ａに示す矢印の方向に回転させる。即ち、電極組成物供給装置１３００は、輪状部材１３１１を、固定ガイド１３２０に対向する面が下側Ｄｂ２に移動する方向に回転させる。このようにして輪状部材１３１１を回転させることにより、ムービングベルト１３１０は、固定ガイド１３２０との間の隙間に保持した電極組成物２２ｃを、下側Ｄｂ２に搬送する。ここで、ムービングベルト１３１０は、集電体２１Ｂを搬送する速度と同じ速度で、輪状部材１３１１を回転させることが好ましい。例えば、ムービングベルト１３１０は、駆動ローラ１３１２等の複数の駆動ローラを含み、モータ等を用いて発生させた駆動力で駆動ローラを回転させることにより、輪状部材１３１１を回転させる。なお、図４Ａに示す通り、ムービングベルト１３１０の下部には、駆動ローラ１３１２の形状によって円弧状の面が形成される。かかる円弧状の面は、ムービングベルトの下部に位置する円弧部の一例である。
　また、集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給時において、電極組成物供給装置１３００は、シャッタ１３３０を図４Ａに示す位置に配置する。即ち、電極組成物供給装置１３００は、ムービングベルト１３１０と固定ガイド１３２０との隙間の下端を閉じないように、シャッタ１３３０を配置する。これにより、ムービングベルト１３１０と固定ガイド１３２０との隙間の下端から、集電体２１Ｂに対して、電極組成物２２ｃが供給される。即ち、電極組成物供給装置１３００は、固定ガイド１３２０の下部に位置する円弧部と、ムービングベルト１３１０の下部に位置する円弧部と、によって案内して、集電体２１Ｂに電極組成物２２ｃを供給する。
　集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給を停止する際、電極組成物供給装置１３００は、図４Ｂに示す通り、ムービングベルト１３１０における輪状部材１３１１の回転を停止させる。また、電極組成物供給装置１３００は、シャッタ１３３０を図４Ｂに示す位置に配置する。即ち、電極組成物供給装置１３００は、シャッタ１３３０を下流側Ｄａに移動させて、ムービングベルト１３１０と固定ガイド１３２０との隙間の下端を閉じる。ここで、電極組成物供給装置１３００は、集電体２１Ｂを搬送する速度と同じ速度でシャッタ１３３０を移動させて、ムービングベルト１３１０と固定ガイド１３２０との隙間の下端を閉じるようにすることが好ましい。これにより、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃの長さ方向（搬送方向Ｄａ）の端部を崩すことなく、きれいに閉止することができる。
　ここで、電極組成物２２ｃは、活物質及び電解液を含んだ湿潤粉体である。例えば、電極組成物２２ｃは、図５に示すように、電解液を含侵した粘着性を持つゲル状のポリマで活物質粒子を被覆したものである。このような電極組成物２２ｃは、粒子同士が相互に粘着して粉落ちを減少させることができる一方で、湿り気及び粘着性を有することにより、挙動の制御が特に難しくなる。これに対し、上述した電極組成物供給装置１３００によれば、図５に示す電極組成物２２ｃについても、形を精度良く整えつつ集電体２１Ｂに対して供給することができる。即ち、電極組成物供給装置１３００は、粉落ちを抑制しつつ電極組成物２２ｃの形を精度良く整えて、集電体２１Ｂに対して供給することができる。
　図２に戻って説明を続ける。枠体供給装置１４００は、搬送される集電体２１Ｂに対して枠体３５を供給する。例えば、枠体供給装置１４００は、ロボットアームを有し、事前に製造された枠体３５を、搬送される集電体２１Ｂ上の所定の位置に配置する。或いは、枠体供給装置１４００は、集電体２１Ｂの上で枠体３５を製造してもよい。一例を挙げると、集電体２１Ｂを基材とし、ディスペンサーやコーター等によって集電体２１Ｂ上に所定の材料を所定の形状に吐出又は塗布することで、集電体２１Ｂ上に枠体３５を形成することができる。
　プレス装置１５００は、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを圧縮する。例えば、プレス装置１５００は、図２に示す通り、上部ローラ１５０１及び下部ローラ１５０２を有する。プレス装置１５００は、上部ローラ１５０１及び下部ローラ１５０２により、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを挟み込んで圧縮する。即ち、プレス装置１５００は、電極組成物２２ｃに対するロールプレスを実行する。
　上述した通り、実施形態では、電極組成物供給装置１３００による電極組成物２２ｃの供給や、プレス装置１５００による電極組成物２２ｃの圧縮といった各工程を、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ１１００内で実行する。これにより、電極組成物２２ｃの内部に空気が残留することが防止でき、電極活物質層２２の均一性を向上することができる。
　プレス装置１５００による圧縮工程の後、図１に示したセパレータ３０が更に供給され、単セル１０が作製される。セパレータ３０の供給は、搬送方向Ｄａに沿って搬送される集電体２１Ｂ及び電極組成物２２ｃに対して連続的に行なわれてもよいし、集電体２１Ｂや電極組成物２２ｃを所定単位に分割した後、枚葉に行なってもよい。
（第２の実施形態）
　第１の実施形態でも説明した通り、リチウムイオン電池における活物質層は、例えば、帯状の基材フィルムに対して電極組成物を供給し、ロールプレス等によって圧縮することで形成することができる。電極組成物を供給する手法として、特許文献３には、無端ベルトを用いた方法が開示されている。具体的には、特許文献３では、無端ベルトを用いて電極組成物をホッパの開口まで搬送することにより、ホッパの開口の下方に位置するシート状の基材に対して、電極組成物を供給している。また、他の例として、特許文献４には、集電体をベルト上で搬送させながら、活物質原料となるペーストをホッパから押し出して供給することについて記載されている。
　電極組成物は、電解液を含んだ湿潤粉体であって流動性が悪く、また、圧力が加わると固着してしまう特徴を有する。このような電極組成物について基材フィルムへの供給後に形を整えることは、枠体等との関係もあって容易でない。
　そこで、第２の実施形態では、電極組成物の形を精度良く整えつつ基材フィルムに対して供給することができる電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法について説明する。第２の実施形態に係る電池用電極製造装置は、帯状の基材フィルムを搬送する搬送部と、前記基材フィルムに、活物質及び電解液を含む湿潤粉体である電極組成物を供給する電極組成物供給装置と、を備え、前記電極組成物供給装置は、前記基材フィルムの上方に配置され、回転する第１の輪状部材を含む第１のムービングベルトと、前記基材フィルムの上方、且つ、前記第１のムービングベルトよりも前記搬送方向の下流側に配置され、回転する第２の輪状部材を含む第２のムービングベルトと、を有する。
　以下、第２の実施形態に係る電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様、電極２０の製造方法として、正極２０ａ及び負極２０ｂの製造方法をまとめて説明する。
　図６は、電池用電極製造装置２０００の概略図である。例えば、電池用電極製造装置２０００は、チャンバ２１００、搬送装置２２００、電極組成物供給装置２３００、枠体供給装置２４００及びプレス装置２５００を含む。搬送装置２２００は、搬送部の一例である。電極組成物供給装置２３００は、供給部の一例である。なお、以下では、帯状の基材フィルムが帯状の集電体２１Ｂである場合を一例として説明する。
　チャンバ２１００は、内部を大気圧よりも減圧された状態に保持できる部屋である。チャンバ２１００の内部は、図示しない減圧ポンプにより大気圧よりも減圧される。なお、標準大気圧は、約１０１３ｈＰａ（約１０１ｋＰａ）である。
　例えば、チャンバ２１００の外部に集電体ロール２１Ｒが配置され、集電体ロール２１Ｒから引き出された帯状の集電体２１Ｂが、スリットを通してチャンバ２１００の内部に搬送される。以下、帯状の集電体２１Ｂを集電体２１Ｂと記載する場合がある。なお、集電体２１Ｂは、上述した集電体２１が所定の形状に切り出される前のものである。集電体２１Ｂは、搬送方向Ｄａに沿って所定の速度で搬送される。以下では、集電体２１Ｂが搬送される方向を下流側Ｄａ１、その反対方向を上流側Ｄａ２として説明する。なお、集電体ロール２１Ｒが配置されるチャンバ２１００の外部空間は、常圧であってもよいし、チャンバ２１００と異なるチャンバによって減圧されていてもよい。
　なお、図６に示す通り、鉛直方向Ｄｂにおける上側をＤｂ１、鉛直方向Ｄｂにおける下側をＤｂ２とする。搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに対して直交する方向は、集電体２１Ｂ、及び、集電体２１Ｂに載置される電極組成物２２ｃの幅方向に対応する。
　搬送装置２２００は、集電体２１Ｂを、搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。例えば、搬送装置２２００は、集電体２１Ｂを下側から支持するベルトコンベアである。なお、後述の電極組成物供給装置２３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれた後、搬送装置２２００は、電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。また、後述の枠体供給装置２４００による枠体３５の供給が行なわれた後、搬送装置２２００は、枠体３５及び電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。搬送装置２２００は、搬送部の一例である。
　電極組成物供給装置２３００は、図６に示す通り、チャンバ２１００内で搬送される集電体２１Ｂ上に電極組成物２２ｃを供給する。上述したように、実施形態において、電極活物質層２２（正極活物質層２２ａ、負極活物質層２２ｂ）を形成するために、電極組成物供給装置２３００から供給される電極組成物２２ｃ（正極組成物、負極組成物）は、電極活物質（正極活物質、負極活物質）と電解液（非水電解液）を含んでなる湿潤粉体である。また、第２の実施形態において、電極組成物２２ｃとしての湿潤粉体は、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。また、電極活物質は、高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆電極活物質である。電極組成物２２ｃに含まれる電極活物質は、被覆電極活物質であるため、集電体２１Ｂ上に供給する工程では、電極組成物２２ｃを柔らかい状態にしておくことが必要となる。
　第２の実施形態の電極組成物供給装置２３００は、第１のムービングベルトと、第２のムービングベルトとを備え、これら２つのムービングベルトの間に電極組成物２２ｃを保持する。そして、電極組成物供給装置２３００は、内部に保持した電極組成物２２ｃを、第１のムービングベルトと第２のムービングベルトとの間で押圧移送させる。即ち、電極組成物供給装置２３００は、これら２つのムービングベルトの回転を制御することで、電極組成物２２ｃの形を精度良く整えつつ、帯状の集電体２１Ｂに対して供給する。
　第１のムービングベルトは、回転する輪状部材を備えたムービングベルトの一例である。第２のムービングベルトは、ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される部材の一例である。
　電極組成物供給装置２３００の一例を図７の斜視図に示す。上述の第１のムービングベルトは、図７に示す輪状部材２３１１ａと、当該輪状部材２３１１ａを駆動させる複数の駆動ローラとから構成される。また、第２のムービングベルトは、図７に示す輪状部材２３１２ａと、当該輪状部材２３１２ａを駆動させる複数の駆動ローラとから構成される。輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａは、搬送される集電体２１Ｂの上方に配置される。また、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａは、幅方向（搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに対し直交する方向）に平行な回転軸で回転する。また、輪状部材２３１２ａは、輪状部材２３１１ａよりも搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に配置される。輪状部材２３１１ａは、第１の輪状部材の一例である。輪状部材２３１２ａは、第２の輪状部材の一例である。
　また、電極組成物供給装置２３００は、スロープガイド２３２１を備える。スロープガイド２３２１は、輪状部材２３１１ａを含んだ第１のムービングベルトと、搬送される帯状の集電体２１Ｂとの間に配置される。電極組成物供給装置２３００は、内部に保持した電極組成物２２ｃを、第１のムービングベルトと第２のムービングベルトとの間を通過させた後、スロープガイド２３２１を介して集電体２１Ｂ上に供給する。
　また、電極組成物供給装置２３００は、幅押さえ具２３３１及び幅押さえ具２３３２を備える。幅押さえ具２３３１及び幅押さえ具２３３２は、集電体２１Ｂに対して供給された電極組成物２２ｃが幅方向に広がらないように制御する。
　また、電極組成物供給装置２３００は、側板２３４１及び側板２３４２を備える。図７に示す通り、側板２３４１及び側板２３４２は、幅方向に対して直交する板である。側板２３４１及び側板２３４２は、輪状部材２３１１ａと輪状部材２３１２ａとの間の内部空間のうち幅方向の両端に設けられる。即ち、側板２３４１及び側板２３４２は、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａとともに、電極組成物２２ｃを保持する空間を形成する。言い換えると、側板２３４１、側板２３４２、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａにより、ホッパが形成される。なお、側板２３４１は、幅押さえ具２３３１と一体的に構成されてもよい。同様に、側板２３４２は、幅押さえ具２３３２と一体的に構成されてもよい。
　図７に示した電極組成物供給装置２３００の動作について、図８Ａ及び図８Ｂを用いてより詳細に説明する。図８Ａは、電極組成物供給装置２３００から集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給が実行されている状態を示す。図８Ｂは、電極組成物供給装置２３００から集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給が停止している状態を示す。図８Ａ及び図８Ｂに示すように電極組成物２２ｃの供給及び停止を制御することで、集電体２１Ｂに対して供給される電極組成物２２ｃの長さ（搬送方向Ｄａの寸法）を制御することができる。
　図８Ａ及び図８Ｂにおいては、輪状部材２３１１ａを駆動させる駆動ローラとして、ローラ２３１１ｂ及びローラ２３１１ｃを示している。ローラ２３１１ｂ及びローラ２３１１ｃが回転することにより、輪状部材２３１１ａは、図８Ａの矢印で示す方向に回転移動することができる。即ち、輪状部材２３１１ａは、輪状部材２３１２ａと対向する面が下方に移動する第１方向に回転する。図８Ａにおいては、第１方向は時計回りである。
　同様に、図８Ａ及び図８Ｂにおいては、輪状部材２３１２ａを駆動させる駆動ローラとして、ローラ２３１２ｂ及びローラ２３１２ｃを示している。ローラ２３１２ｂ及びローラ２３１２ｃが回転することにより、輪状部材２３１２ａは、図８Ａの矢印で示す方向に回転移動することができる。即ち、輪状部材２３１２ａは、輪状部材２３１１ａと対向する面が下方に移動する第２方向に回転する。図８Ａにおいては、第２方向は反時計回りである。
　輪状部材２３１１ａが第１方向に回転し、輪状部材２３１２ａが第２方向に回転することによって、輪状部材２３１１ａと輪状部材２３１２ａとの間に保持される電極組成物２２ｃは下方に搬送される。具体的には、図８Ａに示す通り、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａの動作によって、電極組成物２２ｃは鉛直方向Ｄｂの下側Ｄｂ２に向けて搬送される。
　ここで、図８Ａ及び図８Ｂに示す通り、スロープガイド２３２１には、搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に向けて下方に傾斜する傾斜部２３２１ａが設けられる。また、傾斜部２３２１ａは、図８Ａ及び図８Ｂに示す通り、曲面形状を有する。傾斜部２３２１ａは、傾斜部の一例であり、且つ、曲面形状を有する曲面部の一例である。第１のムービングベルトと第２のムービングベルトとの間を通過した電極組成物２２ｃは、曲面部を介して集電体２１Ｂに供給される。
　より具体的には、スロープガイド２３２１は、第１のムービングベルト及び第２のムービングベルトにより搬送された電極組成物２２ｃを傾斜部２３２１ａで受け取り、電極組成物２２ｃが搬送される方向が搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に向かうように制御する。傾斜部２３２１ａに接触した後の電極組成物２２ｃは、集電体２１Ｂと略平行に搬送される。即ち、スロープガイド２３２１は、上方側から供給される電極組成物２２ｃの供給方向を、搬送方向Ｄａに沿う方向に漸次変更させて、電極組成物２２ｃを集電体２１Ｂに供給する。これにより、電極組成物供給装置２３００は、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。
　集電体２１Ｂに対して供給される電極組成物２２ｃの厚みは、輪状部材２３１１ａと輪状部材２３１２ａとの間隔に依存する。従って、輪状部材２３１１ａと輪状部材２３１２ａとの間隔を制御することにより、電極組成物２２ｃの厚さを整えつつ、集電体２１Ｂに対して供給することができる。
　また、図８Ａにおいて、第１のムービングベルト及び第２のムービングベルトは、搬送装置２２００により搬送される集電体２１Ｂと同じ速さで輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａが回転移動するように、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａを回転させることが好ましい。即ち、搬送装置２２００による集電体２１Ｂの搬送と、電極組成物供給装置２３００による電極組成物２２ｃの供給とは同期して行なわれることが好ましい。これにより、電極組成物供給装置２３００は、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃをより滑らかに載置することができる。
　電極組成物供給装置２３００は、図８Ｂに示す通り、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａの回転を停止させることで、電極組成物２２ｃの供給を停止することができる。なお、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａの回転を停止させるのではなく、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａを逆回転させることによっても、電極組成物２２ｃの供給を停止することが可能である。即ち、電極組成物供給装置２３００は、輪状部材２３１１ａを第２方向に回転させ、輪状部材２３１２ａを第１方向に回転させることによって、電極組成物２２ｃの供給を停止してもよい。
　図８Ａ及び図８Ｂに示した通り、スロープガイド２３２１における傾斜部２３２１ａの下端は薄く構成することが好ましい。これにより、スロープガイド２３２１と集電体２１Ｂとの間に生じる段差を小さくし、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。
　ここで、スロープガイド２３２１は、図９Ａ及び図９Ｂに示す通り、傾斜部２３２１ａの下端にブレード２３２１ｂを備えてもよい。例えば、スロープガイド２３２１における傾斜部２３２１ａは電極組成物２２ｃとの摩擦が生じにくい材料とし、ブレード２３２１ｂについては丈夫で摩耗に強い材料によって薄く構成する。これにより、スロープガイド２３２１と集電体２１Ｂとの間に生じる段差をより小さくし、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。ブレード２３２１ｂについては、摩耗や刃こぼれ等があった場合、交換することができる。また、ブレード２３２１ｂの材料としてセラミックを使用する場合、刃こぼれした欠片が有害なコンタミとならない点で有利である。
　上述した通り輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａによって電極組成物２２ｃの搬送を行なう場合、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａに電極組成物２２ｃが付着することが想定される。そこで、電極組成物供給装置２３００は、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａに付着した電極組成物２２ｃを除去するクリーナを更に備えることとしてもよい。
　クリーナの一例として、図１０Ａにワイパ２３５１及びローラ２３５２を示す。なお、図１０Ａでは、輪状部材２３１２ａに付着した電極組成物２２ｃを除去する例について説明する。ワイパ２３５１及びローラ２３５２は、輪状部材２３１２ａにおいて電極組成物２２ｃと接する側の面における任意の位置に設けられる。ローラ２３５２は、電極組成物２２ｃを吸着して除去する。ワイパ２３５１は、ローラ２３５２に吸着した電極組成物２２ｃをこそぎ落とす。ワイパ２３５１によりこそぎ落とされた電極組成物２２ｃを受ける受け皿を更に設けることとしてもよい。
　クリーナの他の例として、図１０Ｂにブラシ２３５３を示す。なお、図１０Ｂでは、輪状部材２３１２ａに付着した電極組成物２２ｃを除去する例について説明する。ブラシ２３５３は、輪状部材２３１２ａにおいて電極組成物２２ｃと接する側の面における任意の位置に設けられる。ブラシ２３５３は、輪状部材２３１２ａに付着した電極組成物２２ｃをこそぎ落とす。ブラシ２３５３によりこそぎ落とされた電極組成物２２ｃを受ける受け皿を更に設けることとしてもよい。
　なお、図７に示した通り、第１のムービングベルト及び第２のムービングベルトの側面は開口状態となっている。従って、飛び散ったり舞い上がったりした電極組成物２２ｃが、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａの内側の面や、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａを駆動させる駆動ローラに付着するケースも想定される。そこで、図１０Ａ及び図１０Ｂに示したクリーナを、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａの内側の面に設けることとしてもよい。また、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａを駆動させる駆動ローラに対して、図１０Ａのワイパ２３５１と同様のワイパを設け、駆動ローラに吸着した電極組成物２２ｃを除去することとしてもよい。
　或いは、電極組成物供給装置２３００は、図７に示した側板２３４１及び側板２３４２に代えて、図１１に示す側板２３４３及び側板２３４４を備えてもよい。側板２３４３及び側板２３４４は、幅方向に対して直交する板であって、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａを幅方向に挟み込む。これにより、第１のムービングベルト及び第２のムービングベルトの側面を塞ぎ、輪状部材２３１１ａ及び輪状部材２３１２ａの内側の面や駆動ローラに電極組成物２２ｃが付着しないようにすることができる。
　上述した通り、電極組成物供給装置２３００は、第１のムービングベルトと、第２のムービングベルトと、スロープガイド２３２１とを備える。第１のムービングベルトは、集電体２１Ｂの上方に配置され、幅方向に平行な回転軸で回転する輪状部材２３１１ａを含む。第２のムービングベルトは、集電体２１Ｂの上方、且つ、第１のムービングベルトよりも搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に配置され、幅方向に平行な回転軸で回転する輪状部材２３１２ａを含む。スロープガイド２３２１は、第１のムービングベルトと集電体２１Ｂとの間に配置され、搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に向けて下方に傾斜する傾斜部２３２１ａが設けられる。第１のムービングベルト及び第２のムービングベルトは、輪状部材２３１１ａと輪状部材２３１２ａとの間において電極組成物２２ｃを保持し、輪状部材２３１１ａを第１方向に回転させ、輪状部材２３１２ａを第２方向に回転させることで、輪状部材２３１１ａと輪状部材２３１２ａとの間に保持される電極組成物２２ｃを下方に搬送する。スロープガイド２３２１は、第１のムービングベルト及び第２のムービングベルトにより搬送された電極組成物２２ｃを傾斜部２３２１ａで受け取り、電極組成物２２ｃが搬送される方向が搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に向かうように制御しつつ、集電体２１Ｂに対して供給する。かかる構成により、電極組成物供給装置２３００は、電極組成物２２ｃの形を精度良く整えつつ、集電体２１Ｂに対して供給することができる。
　図６に戻って説明を続ける。枠体供給装置２４００は、搬送される集電体２１Ｂに対して枠体３５を供給する。例えば、枠体供給装置２４００は、ロボットアームを有し、事前に製造された枠体３５を、搬送される集電体２１Ｂ上の所定の位置に配置する。或いは、枠体供給装置２４００は、集電体２１Ｂの上で枠体３５を製造してもよい。一例を挙げると、集電体２１Ｂを基材とし、ディスペンサーやコーター等によって集電体２１Ｂ上に所定の材料を所定の形状に吐出又は塗布することで、集電体２１Ｂ上に枠体３５を形成することができる。
　プレス装置２５００は、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを圧縮する。例えば、プレス装置２５００は、図６に示す通り、上部ローラ２５０１及び下部ローラ２５０２を有する。プレス装置２５００は、上部ローラ２５０１及び下部ローラ２５０２により、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを挟み込んで圧縮する。即ち、プレス装置２５００は、電極組成物２２ｃに対するロールプレスを実行する。
　図６においては、電極組成物供給装置２３００による電極組成物２２ｃの供給後に、枠体供給装置２４００による枠体３５の供給が行なわれる例を説明した。しかしながら、第２の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、枠体供給装置２４００による枠体３５の供給が行なわれた後、枠体３５の内部の位置に対して、電極組成物供給装置２３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれてもよい。また、図６では枠体供給装置２４００がチャンバ２１００の内部に配置される場合を示すが、枠体供給装置２４００はチャンバ２１００の外部に配置されてもよい。
　上述した通り、第２の実施形態では、電極組成物供給装置２３００による電極組成物２２ｃの供給や、プレス装置２５００による電極組成物２２ｃの圧縮といった各工程を、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ２１００内で実行する。これにより、電極組成物２２ｃの内部に空気が残留することが防止でき、電極活物質層２２の均一性を向上することができる。
　プレス装置２５００による圧縮工程の後、図１に示したセパレータ３０が更に供給され、単セル１０が作製される。セパレータ３０の供給は、搬送方向Ｄａに沿って搬送される集電体２１Ｂ及び電極組成物２２ｃに対して連続的に行なわれてもよいし、集電体２１Ｂや電極組成物２２ｃを所定単位に分割した後、枚葉に行なってもよい。
（第３の実施形態）
　第２の実施形態でも説明した通り、電極組成物は、電解液を含んだ湿潤粉体であって流動性が悪く、また、圧力が加わると固着してしまう特徴を有する。このような電極組成物について基材フィルムへの供給後に形を整えることは、枠体等との関係もあって容易でない。第３の実施形態では、電極組成物の形を精度良く整えつつ基材フィルムに対して供給することができる電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法の別の例を説明する。
　第３の実施形態に係る電池用電極製造装置は、帯状の基材フィルムに活物質及び電解液を含む湿潤粉体を供給する電極組成物供給装置を備え、前記基材フィルムの搬送方向の下流側に向けて下方に傾斜した傾斜板と、前記傾斜板の上方に配置され、回転する輪状部材を含むムービングベルトと、を備え、前記輪状部材と前記傾斜板との間において前記湿潤粉体を保持し、前記輪状部材は、前記傾斜板の上方を前記傾斜板の傾斜方向に沿って回転移動する均し部を有し、前記電極組成物供給装置は、前記湿潤粉体の下面を前記傾斜板により支持し、前記湿潤粉体の上面を前記均し部で均した状態で前記基材フィルムに供給する。
　以下、第３の実施形態に係る電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、第１～第２の実施形態と同様、電極２０の製造方法として、正極２０ａ及び負極２０ｂの製造方法をまとめて説明する。
　図１２は、電池用電極製造装置３０００の概略図である。例えば、電池用電極製造装置３０００は、チャンバ３１００、搬送装置３２００、電極組成物供給装置３３００、枠体供給装置３４００及びプレス装置３５００を含む。搬送装置３２００は、搬送部の一例である。電極組成物供給装置３３００は、供給部の一例である。なお、以下では、帯状の基材フィルムが帯状の集電体２１Ｂである場合を一例として説明する。
　チャンバ３１００は、内部を大気圧よりも減圧された状態に保持できる部屋である。チャンバ３１００の内部は、図示しない減圧ポンプにより大気圧よりも減圧される。なお、標準大気圧は、約１０１３ｈＰａ（約１０１ｋＰａ）である。
　例えば、チャンバ３１００の外部に集電体ロール２１Ｒが配置され、集電体ロール２１Ｒから引き出された帯状の集電体２１Ｂが、スリットを通してチャンバ３１００の内部に搬送される。以下、帯状の集電体２１Ｂを集電体２１Ｂと記載する場合がある。なお、集電体２１Ｂは、上述した集電体２１が所定の形状に切り出される前のものである。集電体２１Ｂは、搬送方向Ｄａに沿って所定の速度で搬送される。以下では、集電体２１Ｂが搬送される方向を下流側Ｄａ１、その反対方向を上流側Ｄａ２として説明する。なお、集電体ロール２１Ｒが配置されるチャンバ３１００の外部空間は、常圧であってもよいし、チャンバ３１００と異なるチャンバによって減圧されていてもよい。
　なお、図１２に示す通り、鉛直方向Ｄｂにおける上側をＤｂ１、鉛直方向Ｄｂにおける下側をＤｂ２とする。搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに対して直交する方向は、集電体２１Ｂ、及び、集電体２１Ｂに載置される電極組成物２２ｃの幅方向に対応する。
　搬送装置３２００は、集電体２１Ｂを、搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。例えば、搬送装置３２００は、集電体２１Ｂを下側から支持するベルトコンベアである。なお、後述の電極組成物供給装置３３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれた後、搬送装置３２００は、電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。また、後述の枠体供給装置３４００による枠体３５の供給が行なわれた後、搬送装置３２００は、枠体３５及び電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。搬送装置３２００は、搬送部の一例である。
　電極組成物供給装置３３００は、図１２に示す通り、チャンバ３１００内で搬送される集電体２１Ｂ上に電極組成物２２ｃを供給する。即ち、帯状の集電体２１Ｂに、活物質及び電解液を含む湿潤粉体を供給する。上述したように、第３の実施形態において、電極活物質層２２（正極活物質層２２ａ、負極活物質層２２ｂ）を形成するために、電極組成物供給装置３３００から供給される電極組成物２２ｃ（正極組成物、負極組成物）は、電極活物質（正極活物質、負極活物質）と電解液（非水電解液）を含んでなる湿潤粉体である。また、第３の実施形態において、電極組成物２２ｃとしての湿潤粉体は、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。また、電極活物質は、高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆電極活物質である。電極組成物２２ｃに含まれる電極活物質は、被覆電極活物質であるため、集電体２１Ｂ上に供給する工程では、電極組成物２２ｃを柔らかい状態にしておくことが必要となる。
　第３の実施形態の電極組成物供給装置３３００は、傾斜板とムービングベルトとを備える。電極組成物供給装置３３００は、ムービングベルトの動作を制御することによって、傾斜板の上に載置された電極組成物２２ｃを搬送し、帯状の集電体２１Ｂに対して供給する。
　電極組成物供給装置３３００の一例を図１３の斜視図に示す。図１３の電極組成物供給装置３３００は、傾斜板３３１０及びムービングベルト３３２０を備える。図１３に示す通り、傾斜板３３１０は、集電体２１Ｂの搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に向けて下方に傾斜した板である。また、ムービングベルト３３２０は、輪状部材３３２１、及び、輪状部材３３２１を駆動する複数のローラを備える。輪状部材３３２１は、傾斜板３３１０の上方に配置され、幅方向（搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに対し直交する方向）に平行な回転軸で回転する。ここで、輪状部材３３２１は、図１３に示す通り、均し部を有する。均し部は、傾斜板３３１０に載置された電極組成物２２ｃの上面を均しつつ、下流側Ｄａ１に向けて電極組成物２２ｃを搬送する。均し部は、傾斜板３３１０の上方を、傾斜板３３１０の傾斜方向に沿って回転移動する。即ち、電極組成物供給装置３３００は、電極組成物２２ｃの下面を傾斜板３３１０により支持し、電極組成物２２ｃの上面を均し部で均した状態で集電体２１Ｂに供給する。
　ムービングベルト３３２０は、回転する輪状部材を備えたムービングベルトの一例である。傾斜板３３１０は、ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される部材の一例である。
　図１３においては、輪状部材３３２１を駆動する複数のローラとして、ローラ３３２２ａ、ローラ３３２２ｂ、ローラ３３２２ｃ、ローラ３３２２ｄ、ローラ３３２２ｅ、ローラ３３２２ｆ、ローラ３３２２ｇ、ローラ３３２２ｈ及びローラ３３２２ｉを示している。例えば、ローラ３３２２ｃ及びローラ３３２２ｉは、モータ等を用いて発生させた動力を輪状部材３３２１に伝え、回転させる。また、例えば、ローラ３３２２ｄ、ローラ３３２２ｅ、ローラ３３２２ｆ、ローラ３３２２ｇ及びローラ３３２２ｈは、輪状部材３３２１のうち傾斜板３３１０に対向する面（下面）が傾斜板３３１０に沿った形状となるように配置される。即ち、ローラ３３２２ｄ、ローラ３３２２ｅ、ローラ３３２２ｆ、ローラ３３２２ｇ及びローラ３３２２ｈは、輪状部材３３２１の下面と傾斜板３３１０との間隔が一定となるように配置される。ローラ３３２２ａ及びローラ３３２２ｂは、輪状部材３３２１にたるみが生じないようテンションを加える。
　図１３に示した電極組成物供給装置３３００の動作について、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いてより詳細に説明する。図１４Ａは、電極組成物供給装置３３００から集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給が実行されている状態を示す。図１４Ｂは、電極組成物供給装置３３００から集電体２１Ｂへの電極組成物２２ｃの供給が停止している状態を示す。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように電極組成物２２ｃの供給及び停止を制御することで、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを間隔を空けつつ供給し、また、その長さ（搬送方向Ｄａの寸法）を制御することができる。
　まず、ムービングベルト３３２０が配置される位置よりも上方の位置において、傾斜板３３１０に対して電極組成物２２ｃが載置される。載置された電極組成物２２ｃは、傾斜板３３１０を滑り降りて、傾斜板３３１０とムービングベルト３３２０とにより挟み込まれる。
　傾斜板３３１０に対して電極組成物２２ｃを載置する手法については特に限定されるものではない。一例を挙げると、図示しないホッパにより電極組成物２２ｃが保持され、当該ホッパの開口をシャッタにより開閉することで、所定量の電極組成物２２ｃが傾斜板３３１０に載置される。
　例えば、ローラ３３２２ｉ等のローラが回転することにより、輪状部材３３２１は、図１４Ａの矢印で示す方向に回転移動する。即ち、輪状部材３３２１は、傾斜板３３１０に対向する面が搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に移動する第１方向に回転する。図１４Ａにおいては、第１方向は反時計回りである。これにより、傾斜板３３１０と輪状部材３３２１とにより挟み込まれた電極組成物２２ｃが搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送され、集電体２１Ｂに対して供給される。
　集電体２１Ｂに対して供給される電極組成物２２ｃの厚みは、傾斜板３３１０とムービングベルト３３２０との間隔に依存する。ここで、図１４Ａに示す通り、輪状部材３３２１のうち傾斜板３３１０に対向する面の下端と、傾斜板３３１０の下端とは、搬送方向Ｄａにおける略同じ位置に配置される。これにより、集電体２１Ｂへの供給が行なわれる瞬間、或いはその直前まで、傾斜板３３１０及びムービングベルト３３２０に電極組成物２２ｃが挟み込まれた状態となる。このように、集電体２１Ｂへの供給が行なわれる瞬間、或いはその直前まで、ムービングベルト３３２０による電極組成物２２ｃの厚さ制御が行なわれることにより、電極組成物２２ｃの形を精度良く整えつつ集電体２１Ｂに対して供給することが可能となる。
　図１４Ａにおいて、ムービングベルト３３２０は、搬送装置３２００により搬送される集電体２１Ｂと同じ速さで輪状部材３３２１が回転移動するように、輪状部材３３２１を回転させることが好ましい。即ち、搬送装置３２００による集電体２１Ｂの搬送と、電極組成物供給装置３３００による電極組成物２２ｃの供給とは同期して行なわれることが好ましい。これにより、電極組成物供給装置３３００は、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。
　電極組成物供給装置３３００は、図１４Ｂに示す通り、輪状部材３３２１の回転を停止させることで、電極組成物２２ｃの供給を停止することができる。なお、輪状部材３３２１の回転を停止させるのではなく、輪状部材３３２１を逆回転させることによっても、電極組成物２２ｃの供給を停止することが可能である。即ち、電極組成物供給装置３３００は、輪状部材３３２１を、第１方向と反対の第２方向に回転させることによって、電極組成物２２ｃの供給を停止してもよい。
　傾斜板３３１０は、幅方向における両端の縁部に、図示しない柵を備えていてもよい。即ち、傾斜板３３１０は、縁部が一段高くなるように構成され、載置された電極組成物２２ｃが所定の幅となるようにガイドすることとしてもよい。
　図１４Ａ及び図１４Ｂに示した通り、傾斜板３３１０は下端に向けて薄くなるように構成することが好ましい。これにより、傾斜板３３１０と集電体２１Ｂとの間に生じる段差を小さくし、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。
　或いは、図１５Ａ及び図１５Ｂに示す通り、傾斜板３３１０の下端に、傾斜板３３１０より薄く構成されたブレード３３３０を設けることとしてもよい。例えば、傾斜板３３１０は電極組成物２２ｃとの摩擦が生じにくい材料とし、ブレード３３３０については丈夫で摩耗に強い材料によって薄く構成する。これにより、傾斜板３３１０と集電体２１Ｂとの間に生じる段差をより小さくし、集電体２１Ｂに対して電極組成物２２ｃを滑らかに載置することができる。ブレード３３３０については、摩耗や刃こぼれ等があった場合、交換することができる。ブレード３３３０の材料としてセラミックを使用する場合、刃こぼれした欠片が有害なコンタミとならない点で有利である。
　上述した通り輪状部材３３２１を回転させることによって電極組成物２２ｃの搬送を行なう場合、輪状部材３３２１に電極組成物２２ｃが付着することが想定される。そこで、電極組成物供給装置３３００は、輪状部材３３２１に付着した電極組成物２２ｃを除去するクリーナを更に備えることとしてもよい。
　クリーナの一例として、図１６にクリーナ３３４１及びクリーナ３３４２を示す。クリーナ３３４１及びクリーナ３３４２は、内部が脱気されるように構成され、輪状部材３３２１に付着した電極組成物２２ｃを吸引して除去する。なお、図１６には２つのクリーナを示したが、クリーナの数について特に限定されるものではない。
　クリーナについて図１７を用いてより詳細に説明する。例えば、クリーナ３３４１は、吸引装置３３４１ａ及びブラシ３３４１ｂを備える。ブラシ３３４１ｂは、輪状部材３３２１に付着した電極組成物２２ｃをこそぎ落とす。吸引装置３３４１ａは、ブラシ３３４１ｂによりこそぎ落とされた電極組成物２２ｃを吸引して除去する。
　上述した通り、電極組成物供給装置３３００は、集電体２１Ｂの搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に向けて下方に傾斜した傾斜板３３１０と、幅方向に平行な回転軸で回転する輪状部材３３２１を含み、傾斜板３３１０の上方に配置されるムービングベルト３３２０とを備える。ムービングベルト３３２０は、輪状部材３３２１のうち傾斜板３３１０に対向する面の下端と傾斜板３３１０の下端とが搬送方向Ｄａにおける略同じ位置となるように配置され、輪状部材３３２１と傾斜板３３１０との間において電極組成物２２ｃを保持し、輪状部材３３２１の回転を制御することで電極組成物２２ｃを集電体２１Ｂに対して供給する。かかる構成により、電極組成物供給装置３３００は、電極組成物２２ｃの形を精度良く整えつつ、集電体２１Ｂに対して供給することができる。
　図１２に戻って説明を続ける。枠体供給装置３４００は、搬送される集電体２１Ｂに対して枠体３５を供給する。例えば、枠体供給装置３４００は、ロボットアームを有し、事前に製造された枠体３５を、搬送される集電体２１Ｂ上の所定の位置に配置する。或いは、枠体供給装置３４００は、集電体２１Ｂの上で枠体３５を製造してもよい。一例を挙げると、集電体２１Ｂを基材とし、ディスペンサーやコーター等によって集電体２１Ｂ上に所定の材料を所定の形状に吐出又は塗布することで、集電体２１Ｂ上に枠体３５を形成することができる。
　プレス装置３５００は、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを圧縮する。例えば、プレス装置３５００は、図１２に示す通り、上部ローラ３５０１及び下部ローラ３５０２を有する。プレス装置３５００は、上部ローラ３５０１及び下部ローラ３５０２により、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを挟み込んで圧縮する。即ち、プレス装置３５００は、電極組成物２２ｃに対するロールプレスを実行する。
　図１２においては、電極組成物供給装置３３００による電極組成物２２ｃの供給後に、枠体供給装置３４００による枠体３５の供給が行なわれる例を説明した。しかしながら、第３の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、枠体供給装置３４００による枠体３５の供給が行なわれた後、枠体３５の内部の位置に対して、電極組成物供給装置３３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれてもよい。また、図１２では枠体供給装置３４００がチャンバ３１００の内部に配置される場合を示すが、枠体供給装置３４００はチャンバ３１００の外部に配置されてもよい。
　上述した通り、第３の実施形態では、電極組成物供給装置３３００による電極組成物２２ｃの供給や、プレス装置３５００による電極組成物２２ｃの圧縮といった各工程を、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ３１００内で実行する。これにより、電極組成物２２ｃの内部に空気が残留することが防止でき、電極活物質層２２の均一性を向上することができる。
　プレス装置３５００による圧縮工程の後、図１に示したセパレータ３０が更に供給され、単セル１０が作製される。セパレータ３０の供給は、搬送方向Ｄａに沿って搬送される集電体２１Ｂ及び電極組成物２２ｃに対して連続的に行なわれてもよいし、集電体２１Ｂや電極組成物２２ｃを所定単位に分割した後、枚葉に行なってもよい。
（第４の実施形態）
　上述の実施形態でも説明した通り、リチウムイオン電池における活物質層は、例えば、帯状の基材フィルムに対して電極組成物を供給し、ロールプレス等によって圧縮することで形成することができる。
　ここで、基材フィルムへの電極組成物の供給、ロールプレスといった各種の工程を、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ内で実行することにより、電極組成物の内部に空気が残留することを防止し、活物質層の均一性を向上させることができる。このため、チャンバにはスリットが設けられ、基材フィルムは当該スリットを通してチャンバ内に搬送される。
　チャンバ内の減圧状態を維持するため、例えばスリットを細く構成する等して、空気の流入を抑制することが考えられる。例えば、特許文献５には、チャンバ内の減圧状態を維持するための技術として、高真空へ順次複数段階的に減圧させることについて記載されている。しかしながら、空気の流入を完全に遮断することは難しく、例えばスリットと基材フィルムとの隙間から、いくらかの空気は流入してしまう。この際、流入する空気によってカルマン渦が生じ、基材フィルムが振動してしまう場合がある。
　そこで、第４の実施形態では、チャンバ内に流入する空気に起因する基材フィルムの振動を抑制することができる電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法について説明する。第４の実施形態に係る電池用電極製造装置は、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバと、前記チャンバの外部に設けられた２つのローラで帯状の基材フィルムを挟み込みつつ当該ローラを回転させることで、前記チャンバに設けられたスリットを通して帯状の基材フィルムを前記チャンバ内に搬送する搬送部と、前記チャンバへの空気の流入が生じる箇所において、前記基材フィルムを曲面に押し当てる押当部とを備える。
　以下、第４の実施形態に係る電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、第１～第３の実施形態と同様、電極２０の製造方法として、正極２０ａ及び負極２０ｂの製造方法をまとめて説明する。
　図１８は、電池用電極製造装置４０００の概略図である。例えば、電池用電極製造装置４０００は、チャンバ４１００、搬送装置４２００、電極組成物供給装置４３００、枠体供給装置４４００及びプレス装置４５００を含む。搬送装置４２００は、搬送部の一例である。電極組成物供給装置４３００は、供給部の一例である。なお、以下では、帯状の基材フィルムが帯状の集電体２１Ｂである場合を一例として説明する。
　チャンバ４１００は、内部を大気圧よりも減圧された状態に保持できる部屋である。チャンバ４１００の内部は、図示しない減圧ポンプにより大気圧よりも減圧される。なお、標準大気圧は、約１０１３ｈＰａ（約１０１ｋＰａ）である。
　例えば、チャンバ４１００の外部に集電体ロール２１Ｒが配置され、集電体ロール２１Ｒから引き出された帯状の集電体２１Ｂが、スリットを通してチャンバ４１００の内部に搬送される。以下、帯状の集電体２１Ｂを集電体２１Ｂと記載する場合がある。なお、集電体２１Ｂは、上述した集電体２１が所定の形状に切り出される前のものである。集電体２１Ｂは、搬送方向Ｄａに沿って所定の速度で搬送される。以下では、集電体２１Ｂが搬送される方向を下流側Ｄａ１、その反対方向を上流側Ｄａ２として説明する。なお、集電体ロール２１Ｒが配置されるチャンバ４１００の外部空間は、常圧であってもよいし、チャンバ４１００と異なるチャンバによって減圧されていてもよい。
　なお、図１８に示す通り、鉛直方向Ｄｂにおける上側をＤｂ１、鉛直方向Ｄｂにおける下側をＤｂ２とする。搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに対して直交する方向は、集電体２１Ｂ、及び、集電体２１Ｂに載置される電極組成物２２ｃの幅方向に対応する。
　搬送装置４２００は、集電体２１Ｂを、搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。例えば、チャンバ４１００の外部において、搬送装置４２００は、２つのローラで集電体２１Ｂを挟み込みつつ当該ローラを回転させることで、集電体２１Ｂを搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。これにより、搬送装置４２００は、スリットを通して集電体２１Ｂをチャンバ４１００内に搬送する。また、チャンバ４１００の内部において、搬送装置４２００は、集電体２１Ｂを下側から支持するベルトコンベアにより、集電体２１Ｂを搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。なお、後述の電極組成物供給装置４３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれた後、搬送装置４２００は、電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。また、後述の枠体供給装置４４００による枠体３５の供給が行なわれた後、搬送装置４２００は、枠体３５及び電極組成物２２ｃを載せた集電体２１Ｂを搬送することとなる。搬送装置４２００は、搬送部の一例である。
　電極組成物供給装置４３００は、図１８に示す通り、チャンバ４１００内で搬送される集電体２１Ｂ上に電極組成物２２ｃを供給する。一例を挙げると、電極組成物供給装置４３００は、ホッパ及びシャッタから構成される。この場合、電極組成物供給装置４３００は、鉛直方向Ｄｂの下側Ｄｂ２に開口を有するホッパ１の内部に電極組成物２２ｃを保持するとともに、ホッパの開口をシャッタで開閉することにより、所定の供給位置に対して所定量の電極組成物２２ｃを供給することができる。或いは、電極組成物供給装置４３００は、第１の実施形態で説明した電極組成物供給装置１３００、第２の実施形態で説明した電極組成物供給装置２３００、第３の実施形態で説明した電極組成物供給装置３３００等によって実現されてもよい。
　実施形態において、電極活物質層２２（正極活物質層２２ａ、負極活物質層２２ｂ）を形成するために、電極組成物供給装置４３００から供給される電極組成物２２ｃ（正極組成物、負極組成物）は、電極活物質（正極活物質、負極活物質）と電解液（非水電解液）を含んでなる湿潤粉体である。また、実施形態において、電極組成物２２ｃとしての湿潤粉体は、ペンデュラー状態又はファニキュラー状態であることがより好ましい。また、電極活物質は、高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆電極活物質である。電極組成物２２ｃに含まれる電極活物質は、被覆電極活物質であるため、集電体２１Ｂ上に供給する工程では、電極組成物２２ｃを柔らかい状態にしておくことが必要となる。
　枠体供給装置４４００は、搬送される集電体２１Ｂに対して枠体３５を供給する。例えば、枠体供給装置４４００は、ロボットアームを有し、事前に製造された枠体３５を、搬送される集電体２１Ｂ上の所定の位置に配置する。或いは、枠体供給装置４４００は、集電体２１Ｂの上で枠体３５を製造してもよい。一例を挙げると、集電体２１Ｂを基材とし、ディスペンサーやコーター等によって集電体２１Ｂ上に所定の材料を所定の形状に吐出又は塗布することで、集電体２１Ｂ上に枠体３５を形成することができる。
　プレス装置４５００は、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを圧縮する。例えば、プレス装置４５００は、図１８に示す通り、上部ローラ４５０１及び下部ローラ４５０２を有する。プレス装置４５００は、上部ローラ４５０１及び下部ローラ４５０２により、集電体２１Ｂに供給された電極組成物２２ｃを挟み込んで圧縮する。即ち、プレス装置４５００は、電極組成物２２ｃに対するロールプレスを実行する。
　プレス装置４５００による圧縮工程の後、図１に示したセパレータ３０が更に供給され、単セル１０が作製される。セパレータ３０の供給は、搬送方向Ｄａに沿って搬送される集電体２１Ｂ及び電極組成物２２ｃに対して連続的に行なわれてもよいし、集電体２１Ｂや電極組成物２２ｃを所定単位に分割した後、枚葉に行なってもよい。
　図１８においては、電極組成物供給装置４３００による電極組成物２２ｃの供給後に、枠体供給装置４４００による枠体３５の供給が行なわれる例を説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、枠体供給装置４４００による枠体３５の供給が行なわれた後、枠体３５の内部の位置に対して、電極組成物供給装置４３００による電極組成物２２ｃの供給が行なわれてもよい。
　次に、チャンバ４１００に設けられたスリットの近傍の構成について、図１９を用いて説明する。なお、図１９において、スリットより上流側Ｄａ２はチャンバ４１００の外部を示し、スリットより下流側Ｄａ１はチャンバ４１００の内部を示す。
　図１９に示す通り、スリットの近傍には、ローラ４７１１及びローラ４７１２が設けられる。ローラ４７１１及びローラ４７１２は、回転することによって集電体２１Ｂを搬送する。即ち、搬送装置４２００は、チャンバ４１００の外部に設けられたローラ４７１１及びローラ４７１２で集電体２１Ｂを挟み込みつつ当該ローラを回転させることで、スリットを通して集電体２１Ｂをチャンバ４１００内に搬送する。
　更に、スリットの近傍には、ローラ４７１１及びローラ４７１２と、チャンバ４１００の外面との間の隙間に設けられ、チャンバ４１００への空気の流入を抑制する部材４６１１及び部材４６１２が設けられる。部材４６１１及び部材４６１２は、空気流入抑制部の一例である。即ち、集電体２１Ｂ、ローラ４７１１、ローラ４７１２、部材４６１１及び部材４６１２によってチャンバ４１００のスリットが覆われ、チャンバ４１００への空気の流入が抑制される。
　しかしながら、図１９に示す構成においても、チャンバ４１００内への空気の流入を完全に遮断することは困難である。例えば、図１９に示す通り、ローラ４７１１と部材４６１１との間、及び、ローラ４７１２と部材４６１２との間には、隙間が空いている。かかる隙間は、ローラ４７１１及びローラ４７１２が回転するためのクリアランスである。また、チャンバ４１００におけるスリットと集電体２１Ｂとの間にも隙間が空いている。かかる隙間は、集電体２１Ｂが引っかかることなくスリット内を通過するためのクリアランスである。例えば、ローラ４７１１と部材４６１１との間、或いはローラ４７１２と部材４６１２との間から流入した空気は、スリットと集電体２１Ｂとの隙間を通って、チャンバ４１００内に流入する。
　ここで、ローラ４７１１と部材４６１１との隙間を通る空気、ローラ４７１２と部材４６１２との隙間を通る空気、スリットと集電体２１Ｂとの隙間を通る空気などによって、カルマン渦が生じてしまう場合がある。以下、このような空気の通り道となる隙間の近傍を、チャンバ４１００への空気の流入が生じる箇所と記載する。カルマン渦とは、流れのなかに障害物を置いた時、その後方に交互にできる渦の列である。このような渦は励振力を持ち、流れ場の中にある物体を振動させる。即ち、カルマン渦が生じることによって集電体２１Ｂが振動し、集電体２１Ｂが損傷しまう場合があった。カルマン渦による振動については、集電体２１Ｂにテンションを付加することによって軽減することが可能である。但し、集電体２１Ｂに付加できるテンションには限りがあり、振動を十分には抑制できない場合があった。
　そこで、実施形態の電池用電極製造装置４０００は、チャンバ４１００への空気の流入が生じる箇所において集電体２１Ｂを曲面に押し当てる押当部により、集電体２１Ｂの振動を抑制する。以下、押当部の一例について、図２０を用いて説明する。
　図２０において、ローラ４７２１及びローラ４７２２は、集電体２１Ｂを挟み込んで回転することにより、集電体２１Ｂを搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。また、図２０において、部材４６１１は、ローラ４７２１とチャンバ４１００の外面との間の隙間を埋めるように配置される。また、部材４６１２は、ローラ４７２２とチャンバ４１００の外面との間の隙間を埋めるように配置される。
　また、ローラ４７２３は、集電体２１Ｂに対し、搬送方向Ｄａに交差する方向の力を付加することで、集電体２１Ｂを、ローラ４７２２の側面における角度θに対応する部分に押し当てる。即ち、ローラ４７２３は、押当部の一例であり、チャンバ４１００への空気の流入が生じる箇所において集電体２１Ｂを曲面に押し当てる。これにより、ローラ４７２１と部材４６１１との隙間を通る空気によってカルマン渦が生じるとしても、カルマン渦が生じる箇所の集電体２１Ｂはローラ４７２２に押し当てられた状態となっているため、振動は抑制される。
　なお、図２０では、ローラ４７２１に対して、ローラ４７２２の半径が大きいものとして図示している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、ローラ４７２１とローラ４７２２とは同じサイズであってもよい。但し、局面に押し当てられた集電体２１Ｂの曲率が大きくなり過ぎると、集電体２１Ｂの損傷が生じるおそれがある。集電体２１Ｂの損傷を回避する観点からは、ローラ４７２２の半径は大きい方が好ましい。なお、図２０に示す例では、チャンバ４１００のスリット部分でのカルマン渦の発生を防ぐため、スリットを広めに設定することが好ましい。
　以下、押当部の別の例について、図２１を用いて説明する。図２１において、ローラ４７３１及びローラ４７３２は、集電体２１Ｂを挟み込んで回転することにより、集電体２１Ｂを搬送方向Ｄａの下流側Ｄａ１に搬送する。また、図２１において、部材４６１１は、ローラ４７３１とチャンバ４１００の外面との間の隙間を埋めるように配置される。また、部材４６１２は、ローラ４７３２とチャンバ４１００の外面との間の隙間を埋めるように配置される。
　また、ローラ４７３３は、集電体２１Ｂに対し、搬送方向Ｄａに交差する方向の力を付加することで、集電体２１Ｂを、曲面状の補強体４７３４に押し当てる。補強体４７３４は、図２１に示す通り、スリットの内部に設けられる。補強体４７３４の材料について特に限定されるものではないが、集電体２１Ｂとの摩擦が生じにくい材料で構成することが好ましい。即ち、ローラ４７３３は、押当部の一例であり、チャンバ４１００への空気の流入が生じる箇所において集電体２１Ｂを曲面に押し当てる。これにより、ローラ４７３１と部材４６１１との隙間を通る空気、チャンバ４１００のスリットを通る空気などによってカルマン渦が生じるとしても、カルマン渦が生じる箇所の集電体２１Ｂはローラ４７２２に押し当てられた状態となっているため、振動は抑制される。
　なお、図２１はあくまで一例であり、スリット近傍の具体的な構成については種々の変形が可能である。変形例の１つを図２２に示す。図２２において、ローラ４７４１及びローラ４７４２は、帯状の集電体２１Ｂに対して下側Ｄｂ２の力を付加することにより、集電体２１Ｂを、曲面状の補強体４７４３に押し当てる。
　図２２においては、図２１に示した部材４６１１及び部材４６１２に相当する部材が省略されている。即ち、図２２においては、部材４６１１及び部材４６１２によって空気の流入を抑制することなく、スリットを細く構成することによって、チャンバ４１００内への空気の流入を抑制している。このようにスリットを細く構成する場合、集電体２１Ｂのような長尺物をスリットの中空において保持しようとすると不安定な状態となる場合がある。例えば、長尺物をスリットの中空に保持しようとしても、わずかな振動等によって、長尺物がスリットの内壁に接触してしまう場合がある。これに対し、図２２に示す例では、集電体２１Ｂを予め補強体４７３４に押し当てた状態として安定させることができる。
　また、図２２においては、スリットを細く構成しているものの空気の流入を遮断することは難しく、スリットを通って流入した空気によってカルマン渦が生じる場合がある。しかしながら、図２２に示す例では、スリット内の集電体２１Ｂは補強体４７４３に押し当てられており、カルマン渦による振動は抑制される。即ち、図２２に示す例では、チャンバ４１００への空気の流入が生じる箇所において、集電体２１Ｂを補強体４７４３に押し当てることにより、カルマン渦による振動を抑制することができる。
　他の変形例を図２３に示す。図２３において、ローラ４７５１及びローラ４７５２は、帯状の集電体２１Ｂに対して下側Ｄｂ２の力を付加することにより、集電体２１Ｂを、曲面状の補強体４７５３に押し当てている。ここで、補強体４７５３は、図２２に示した補強体４７４３と異なり、チャンバ４１００のスリット内部から下流側Ｄａ１に突出した形状を有する。カルマン渦は、スリットの内部のみならず、スリットの下流側Ｄａ１にも発生する場合がある。図２３に示す例では、このようなスリットの下流側Ｄａ１に発生するカルマン渦からも、集電体２１Ｂを保護することができる。
　ところで、スリットを通してチャンバ４１００内へ流入する空気については、可能な限り低減することが好ましい。チャンバ４１００内へ流入する空気を低減することによって、チャンバ４１００内の減圧状態を安定して維持することができるとともに、スリット近傍におけるカルマン渦についても抑制することができる。
　そこで、実施形態の電池用電極製造装置４０００は、当該スリットの内部を通る空気を吸引する吸気部を備えることとしてもよい。吸気部について、図２４Ａ及び図２４Ｂを用いて説明する。
　図２４Ａにおいて、ローラ４７６１及びローラ４７６２は、帯状の集電体２１Ｂに対して下側Ｄｂ２の力を付加することにより、集電体２１Ｂを、曲面状の補強体４７６３に押し当てている。また、図２４Ａにおいて、スリットの内部には、溝４７６４が設けられている。溝４７６４は、図２４Ｂに示す通り、幅方向（搬送方向Ｄａ及び鉛直方向Ｄｂに直交する方向）に沿って設けられており、真空タンク４７６５に接続されている。スリットの内部を通る空気の一部は、溝４７６４を通して真空タンク４７６５に吸引される。即ち、溝４７６４及び真空タンク４７６５により、チャンバ４１００内へ流入する空気を低減することができる。溝４７６４及び真空タンク４７６５は、吸気部の一例である。
　図２５Ａ及び図２５Ｂに吸気部の他の例を示す。図２５Ａにおいて、ローラ４７７１及びローラ４７７２は、帯状の集電体２１Ｂに対して下側Ｄｂ２の力を付加することにより、集電体２１Ｂを、曲面状の補強体４７７３に押し当てている。また、図２５Ａにおいて、スリットの内部には、溝４７７４が設けられている。溝４７７４は、図２５Ｂに示す通り、スリット内部に設けられた複数の穴と、これら複数の穴を接続するダクトとから構成される。スリットの内部を通る空気の一部は、これら複数の穴及びダクトを通して、真空タンク４７７５に吸引される。即ち、溝４７７４及び真空タンク４７７５により、チャンバ４１００内へ流入する空気を低減することができる。溝４７７４及び真空タンク４７７５は、吸気部の一例である。
　上述した通り、第４の実施形態に係る電池用電極製造装置４０００は、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバと、前記チャンバの外部に設けられた２つのローラで帯状の基材フィルムを挟み込みつつ当該ローラを回転させることで、前記チャンバに設けられたスリットを通して帯状の基材フィルムを前記チャンバ内に搬送する搬送部と、前記チャンバへの空気の流入が生じる箇所において、前記基材フィルムを曲面に押し当てる押当部とを備える。かかる構成により、電池用電極製造装置４０００は、チャンバ内に流入する空気に起因する基材フィルムの振動を抑制することができる。
　特に、基材フィルムが集電体２１Ｂである場合、集電体２１Ｂは細かな粒が含まれるシートであるところ、カルマン渦による損傷を受けやすい。実施形態の電池用電極製造装置４０００によれば、スリットを通して集電体２１Ｂをチャンバ内に搬送するケースにおいても、カルマン渦による振動から集電体２１Ｂを保護することができる。
　上述した実施形態では、電極組成物２２ｃが載置される帯状の基材フィルムが帯状の集電体２１Ｂであるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２、図６、図１２及び図１８に示した帯状の集電体２１Ｂに代えて、帯状のセパレータシートや、帯状の離形フィルムを基材フィルムとしてもよい。なお、帯状のセパレータシートは、後にトリミングすることで、図１に示したセパレータ３０を形成することができる。
　例えば、セパレータシートを基材フィルムとする場合、セパレータシート上に電極組成物２２ｃを供給し、電極組成物２２ｃにおけるセパレータシートと反対側の面に集電体２１Ｂを供給し、セパレータシート及び集電体２１Ｂを所定の形状にトリミングし、更に、枠体３５を供給することで、正極２０ａ又は負極２０ｂを作製することができる。
　また、離形フィルムを基材フィルムとする場合、離形フィルム上に電極組成物２２ｃを供給し、電極組成物２２ｃにおける離形フィルムと反対側の面に集電体２１Ｂを供給し、離形フィルムを回収した後、集電体２１Ｂと反対側の面にセパレータシートを供給し、集電体２１Ｂ及びセパレータシートを所定の形状にトリミングし、更に、枠体３５を供給することで、正極２０ａ又は負極２０ｂを作製することができる。なお、セパレータシートを供給して後にトリミングすることに代え、電極組成物２２ｃに対してセパレータ３０を供給することとしても構わない。
　或いは、離形フィルム上に電極組成物２２ｃを供給し、電極組成物２２ｃにおける離形フィルムと反対側の面にセパレータシートを供給し、離形フィルムを回収した後、セパレータシートと反対側の面に集電体２１Ｂを供給し、セパレータシート及び集電体２１Ｂを所定の形状にトリミングし、更に、枠体３５を供給することで、正極２０ａ又は負極２０ｂを作製することができる。なお、集電体２１Ｂを供給して後にトリミングすることに代え、所定の形状にトリミングされた集電体２１を電極組成物２２ｃに対して供給することとしても構わない。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。更に、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。

Claims (15)

  1. 　帯状の基材フィルムに対して、活物質及び電解液を含んだ湿潤粉体である電極組成物を供給する供給部を備えた電池用電極製造装置であって、
    　前記供給部は、回転する輪状部材を備えたムービングベルトと、前記ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される部材と、
    　を備える、電池用電極製造装置。
  2. 　前記基材フィルムを、内部が大気圧よりも減圧されたチャンバ内において搬送する搬送部を備え、
    　前記供給部は、前記チャンバ内で前記電極組成物を供給する、
    　請求項１に記載の電池用電極製造装置。
  3. 　前記電極組成物は、前記電解液を含侵した粘着性を持つゲル状のポリマで活物質粒子を被覆したものである、請求項１に記載の電池用電極製造装置。
  4. 　前記ムービングベルトは、前記基材フィルムを搬送する速度と同じ速度で前記輪状部材を回転させる、請求項１に記載の電池用電極製造装置。
  5. 　前記供給部は、
    　前記ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される固定ガイドを前記部材として備え、
    　前記固定ガイドの下部に位置する円弧部と、前記ムービングベルトの下部に位置する円弧部とによって案内することで、搬送部によって搬送される前記基材フィルムに前記電極組成物を供給する、請求項１に記載の電池用電極製造装置。
  6. 　前記固定ガイドは、第１面と、当該第１面と連続した円弧状の第２面とを備え、
    　前記ムービングベルトは、前記隙間において前記電極組成物を保持し、前記輪状部材を回転させることによって当該隙間に保持する前記電極組成物を下方に搬送する、
    　請求項５に記載の電池用電極製造装置。
  7. 　前記固定ガイドの下方に配置されるシャッタを備え、
    　前記シャッタが前記隙間の下端を開閉するとともに前記輪状部材の回転を制御することにより、前記基材フィルムへの前記電極組成物の供給及び停止を制御する、
    　請求項５に記載の電池用電極製造装置。
  8. 　前記シャッタは、前記基材フィルムを搬送する速度と同じ速度で移動して前記隙間の下端を閉じる、請求項７に記載の電池用電極製造装置。
  9. 　前記供給部は、
    　前記基材フィルムの上方に配置され、回転する第１の輪状部材を含む第１のムービングベルトを前記ムービングベルトとして備え、
    　前記基材フィルムの上方、且つ、前記第１のムービングベルトよりも搬送方向の下流側に配置され、回転する第２の輪状部材を含む第２のムービングベルトを前記部材として備える、請求項１に記載の電池用電極製造装置。
  10. 　前記供給部は、前記基材フィルムの搬送方向の下流側に向けて下方に傾斜した傾斜板を前記部材として備え、
    　前記ムービングベルトは、前記傾斜板の上方に配置され、
    　前記供給部は、前記輪状部材と前記傾斜板との間において前記湿潤粉体を保持し、
    　前記輪状部材は、前記傾斜板の上方を前記傾斜板の傾斜方向に沿って回転移動する均し部を有し、
    　前記供給部は、前記電極組成物の下面を前記傾斜板により支持し、前記湿潤粉体の上面を前記均し部で均した状態で前記基材フィルムに供給する、請求項１に記載の電池用電極製造装置。
  11. 　内部が大気圧よりも減圧されたチャンバと、
    　前記チャンバの外部に設けられた２つのローラで前記基材フィルムを挟み込みつつ当該ローラを回転させることで、前記チャンバに設けられたスリットを通して前記基材フィルムを前記チャンバ内に搬送する搬送部と、
    　前記チャンバへの空気の流入が生じる箇所において、前記基材フィルムを曲面に押し当てる押当部とを更に備えを備える、請求項１に記載の電池用電極製造装置。
  12. 　前記第１のムービングベルトと前記基材フィルムとの間に配置され、前記搬送方向の下流側に向けて下方に傾斜する傾斜部が設けられたスロープガイドを更に有する、
    　請求項９に記載の電池用電極製造装置。
  13. 　前記供給部は、内部に保持した前記電極組成物を、前記第１のムービングベルトと前記第２のムービングベルトとの間で押圧移送させる、
    　請求項９に記載の電池用電極製造装置。
  14. 　前記供給部は、内部に保持した前記電極組成物を、前記第１のムービングベルトと前記第２のムービングベルトとの間を通過させた後、前記スロープガイドを介して前記基材フィルム上に供給する、
    　請求項１２に記載の電池用電極製造装置。
  15. 　回転する輪状部材を備えたムービングベルトと、前記ムービングベルトと所定距離の隙間を設けて配置される部材とを備えた供給部により、帯状の基材フィルムに対して、活物質及び電解液を含んだ湿潤粉体である電極組成物を供給する、電池用電極製造方法。
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