WO2024048026A1 - 粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置 - Google Patents

粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024048026A1
WO2024048026A1 PCT/JP2023/022810 JP2023022810W WO2024048026A1 WO 2024048026 A1 WO2024048026 A1 WO 2024048026A1 JP 2023022810 W JP2023022810 W JP 2023022810W WO 2024048026 A1 WO2024048026 A1 WO 2024048026A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
squeegee
vibrator
sheet
layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/022810
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊之 小島
修三 土田
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Publication of WO2024048026A1 publication Critical patent/WO2024048026A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/04—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/12—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation being performed after the application

Definitions

  • the present disclosure relates to a powder amount adjustment unit and a powder coating device.
  • dry coating methods that directly apply powder have attracted attention as a method that can form a powder layer with higher performance and less environmental impact than wet coating methods that disperse powder in a solvent and apply the coating. has been done. According to the dry coating method, (i) there is less damage to the powder by the solvent and high performance can be maintained, and (ii) there is no need to dry the solvent, which can significantly reduce energy consumption. can be obtained.
  • Patent Document 1 discloses a technique of coating powder on the surface of a long metal foil.
  • Patent Document 1 describes that the thickness of the powder is adjusted to be uniform by supplying the powder onto the surface of a metal foil and then flattening the powder with a vibrating squeegee.
  • a mechanism that includes a squeegee and adjusts the amount of powder by leveling the powder supplied onto a base material such as metal foil will be referred to as a powder amount adjustment unit.
  • a powder amount adjustment unit is a powder amount adjustment unit that adjusts the amount of powder by leveling the powder supplied onto a base material, and includes a first end portion and a second end portion of the powder amount adjustment unit.
  • a squeegee having two ends; a first vibrator disposed at the first end of the squeegee to excite waves at the first end; and a first vibrator disposed at the second end of the squeegee; a second vibrator that absorbs the waves at two ends, and the squeegee vibrates due to a traveling wave traveling from the first end to the second end.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a powder coating apparatus.
  • FIG. 2A is a front view of the squeegee included in the powder coating apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 2B is a front view of the powder layer coated by the powder coating apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the powder amount adjustment unit according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing the powder amount adjustment unit according to the embodiment viewed from the front.
  • FIG. 5 is a diagram showing the vicinity of the powder amount adjustment unit of the powder coating apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a front view of the powder coating apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a powder coating device 30.
  • FIG. 2A is a diagram showing the squeegee 21 included in the powder coating apparatus 30 shown in FIG. 1 viewed from the front in the direction in which the sheet 25 travels.
  • FIG. 2B is a front view of the powder layer 28 coated by the powder coating apparatus 30 shown in FIG. 1.
  • FIG. 2A schematically shows a vibration waveform when the squeegee 21 resonates (natural vibration) with a sinusoidal standing wave when the squeegee 21 is viewed from the front.
  • the squeegee 21 is supplied onto the sheet 25 while vibrating at a high frequency near the ultrasonic band (for example, a frequency of 2 kHz to 300 kHz) by a vibration generator such as a vibrator (not shown).
  • the powder 24 is leveled to form a powder layer 28.
  • the powder coating device 30 for example, by moving the sheet 25 in the direction indicated by the white arrow, the powder 24 passes through the gap between the sheet 25 and the squeegee 21, and a powder layer 28 is formed. Ru. At this time, the vibration is transmitted to the powder 24 and improves the fluidity of the powder 24, thereby realizing coating without powder clogging.
  • the present inventors found that when vibrating a squeegee to improve the fluidity of powder in forming a powder layer, variations in the basis weight of the powder layer may occur due to the vibration of the squeegee. I focused on this. In a powder layer formed by a dry coating method, uniformity in basis weight may be required in order to improve the quality of the powder layer. Therefore, the present disclosure provides a powder amount adjustment unit and the like that can form a powder layer with reduced basis weight variation even when the squeegee is vibrated.
  • a powder amount adjustment unit is a powder amount adjustment unit that adjusts the amount of powder by smoothing the powder supplied onto a base material, and includes a first end portion and a first end portion of the powder amount adjustment unit.
  • a squeegee having a second end; a first vibrator disposed at the first end of the squeegee and exciting waves at the first end; and a first vibrator disposed at the second end of the squeegee; a second vibrator that absorbs the waves at a second end, and the squeegee vibrates due to a traveling wave traveling from the first end to the second end.
  • the first vibrator that excites waves and the second vibrator that absorbs waves are placed at both ends of the squeegee, so a traveling wave that travels from the first vibrator to the second vibrator is generated in the squeegee. do. Therefore, antinodes and nodes of vibration like a standing sine wave do not occur in the squeegee. Therefore, unevenness due to vibration of the squeegee is less likely to occur in the powder layer formed by leveling the powder, and a powder layer with reduced variation in area weight can be formed.
  • the powder amount adjustment unit according to the second aspect of the present disclosure is the powder amount adjustment unit according to the first aspect, and the squeegee is made of a metal material.
  • the powder amount adjusting unit according to the third aspect of the present disclosure is the powder amount adjusting unit according to the first aspect or the second aspect, and the squeegee vibrates at a frequency of 2 kHz or more and 300 kHz or less.
  • the squeegee vibrates at high frequency, and the vibrations are transmitted to the powder, improving the fluidity of the powder. This eliminates powder clogging when leveling the powder with the squeegee, and allows for stable powder amount adjustment. It can be realized.
  • a powder coating apparatus includes a powder supply section that supplies powder onto the surface of a base material, and a powder coating apparatus according to any one of the first to third aspects.
  • a powder amount adjustment unit arranged such that a gap is formed between the squeegee and the base material; and a powder amount adjustment unit that moves the base material relative to the squeegee in a predetermined direction.
  • a drive unit arranged such that a gap is formed between the squeegee and the base material.
  • the powder coating apparatus is equipped with the above-mentioned powder amount adjustment unit, it is possible to form a powder layer with reduced variation in basis weight.
  • a powder coating apparatus is a powder coating apparatus according to a fourth aspect, and includes a pair of columns supporting the squeegee, and the pair of columns support the squeegee. It is arranged outside the first vibrator and the second vibrator so as to sandwich the first vibrator and the second vibrator.
  • the support can support the squeegee while suppressing attenuation of the traveling waves of the squeegee.
  • each figure is a schematic diagram with emphasis, omission, or ratio adjustment as appropriate to illustrate the present disclosure, and the actual shape, positional relationship, and ratio are not necessarily strictly illustrated. It may be different.
  • substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping explanations may be omitted or simplified.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the powder amount adjustment unit 11 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing the powder amount adjustment unit 11 according to the present embodiment viewed from the front.
  • FIG. 4 schematically shows a vibration waveform when the squeegee 1 is vibrated by a traveling wave when the squeegee 1 is viewed from the front.
  • FIG. 4 temporal changes in the vibration waveform are shown by waveforms shown with different line types.
  • the case seen from the front is the case seen from the front in the relative moving direction of the powder 4 with respect to the squeegee 1.
  • the powder amount adjustment unit 11 is arranged at the squeegee 1 having a first end and a second end, and at the first end of the squeegee 1. It includes a first vibrator 2 that excites waves, and a second vibrator 3 that is disposed at a second end of the squeegee 1 and absorbs waves at the second end.
  • the powder amount adjustment unit 11 adjusts the amount of the powder 4 by leveling the powder 4 supplied onto the sheet 5 using the squeegee 1, and forms a powder layer 8.
  • the squeegee 1 is elongated, and the first vibrator 2 and the second vibrator 3 are arranged at both longitudinal ends of the squeegee 1 (the first end and the second end). ).
  • the "end" of the squeegee 1 does not mean only the tip of the squeegee 1 in a certain direction, but refers to a predetermined area from the tip of the squeegee 1 in a certain direction.
  • the "end” is a region outside the region of the squeegee 1 through which the powder 4 passes.
  • the "end” may be a region within a range of 25% or less of the length of the squeegee 1 in a certain direction from the tip of the squeegee 1 in a certain direction.
  • “long” means that the length in a certain direction is twice or more the length in any direction orthogonal to the certain direction.
  • the squeegee 1 is vibrated by a traveling wave caused by the first vibrator 2 and the second vibrator 3, which travels from the first end to the second end of the squeegee 1. Therefore, the position where the amplitude is maximum on the squeegee 1 moves over time. In the example shown in FIGS. 3 and 4, this traveling wave travels in the longitudinal direction of the squeegee 1.
  • the longitudinal direction of the squeegee 1 is, for example, a direction that intersects (specifically, perpendicularly intersects) the relative advancing direction of the squeegee 1 with respect to the sheet 5 when viewed from above of the sheet 5. . That is, in the squeegee 1, the traveling direction of the traveling wave intersects (specifically, perpendicularly) the relative traveling direction of the squeegee 1 with respect to the sheet 5.
  • a mask 6 with openings is placed on the sheet 5.
  • Powder 4 is deposited onto sheet 5 through openings in mask 6 .
  • the powder amount adjustment unit 11 (squeegee 1) adjusts the film thickness and filling rate of the powder 4 by moving relative to the sheet 5.
  • a powder layer 8 containing a desired amount (hereinafter referred to as basis weight) of powder 4 and with little variation in basis weight is formed.
  • the sheet 5 is an example of a base material.
  • the basis weight is a value indicating the amount of powder per unit area by weight, and the unit of the basis weight is, for example, g/cm 2 .
  • the powder amount adjustment unit 11 and both the sheet 5 and the mask 6 may be moved.
  • the means for moving these is not particularly limited, and a drive device may be used or it may be manual.
  • a predetermined gap is formed between the squeegee 1 and the sheet 5. For example, by bringing the squeegee 1 into contact with the upper surface of the mask 6, a gap is formed between the squeegee 1 and the sheet 5. In other words, the gap is adjusted depending on the thickness of the mask 6.
  • the powder 4 supplied onto the sheet 5 passes through this gap.
  • the squeegee 1 adjusts the film thickness and filling rate of the powder 4 supplied to the surface of the sheet 5, thereby reducing variations in the basis weight of the powder layer 8.
  • the sheet 5 is, for example, a current collector containing metal foil, but the material and shape of the base material to which the powder 4 is supplied are not particularly limited.
  • the powder 4 may be any powdery substance. That is, the raw material of the powder 4, the composition of the powder 4, and the particle shape of the powder 4 are not particularly limited.
  • the powder 4 is a particle group containing at least one of an active material and a solid electrolyte.
  • the particle diameter (D50) of the powder 4 is, for example, 0.005 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the particle diameter (D50) is a volume-based median diameter calculated from a measured value of particle size distribution by a laser diffraction/scattering method or the like. This particle diameter (D50) can be measured using a commercially available laser analysis/scattering type particle size distribution measuring device.
  • the powder 4 may contain only one type of powder, or may contain two or more types of powder.
  • the first vibrator 2 and the second vibrator 3 are arranged at the first end and the second end of the squeegee 1, respectively, and are connected to the first end and the second end. .
  • the first vibrator 2 is attached to a first end of the squeegee 1 in the longitudinal direction of the squeegee 1.
  • the second vibrator 3 is attached to the second end of the squeegee 1 in the longitudinal direction of the squeegee 1.
  • the first oscillator 2 is an excitation oscillator that excites waves.
  • the second oscillator 3 is an absorption oscillator that absorbs waves.
  • a wave is oscillated from the first vibrator 2, which is an excitation vibrator, and the wave is absorbed by the second vibrator 3, which is an absorption vibrator, so that a traveling wave is propagated to the squeegee 1. . That is, the first vibrator 2 and the second vibrator 3 cause the squeegee 1 to generate a traveling wave. Since the squeegee 1 smoothes the powder 4 using vibration of a traveling wave, it is possible to suppress variations in the powder basis weight in the width direction of the powder layer 8 caused by the antinode and node portions of the standing wave. In other words, the powder amount adjustment unit 11 can form the powder layer 8 with less variation in the basis weight in the width direction.
  • the width direction of the powder layer 8 is a direction perpendicular to the thickness direction of the powder layer 8 and the direction in which the squeegee 1 moves relative to the powder 4.
  • the squeegee 1 is made of, for example, a metal material.
  • a metal material as the material of the squeegee 1
  • attenuation of high frequency waves propagating through the squeegee 1 can be suppressed. This is because high frequencies with short wavelengths are easily attenuated, but waves can easily propagate through metal materials, so attenuation can be suppressed. Therefore, the amplitude is suppressed from increasing on the side of the first vibrator 2 that excites the waves, and the vibration state is kept to the same level in the portion of the squeegee 1 near the first vibrator 2 and the portion near the second vibrator 3. can be approached. Therefore, variations in powder basis weight in the width direction of the powder layer 8 are further reduced.
  • the squeegee 1 may contain materials other than metal materials.
  • the squeegee 1 may be a composite member made of a resin material and a metal material, in which the portion through which the traveling wave propagates is formed of a metal material.
  • the squeegee 1 may be made of a ceramic material.
  • metal material for example, stainless steel, titanium, aluminum, copper, iron, nickel, etc. are used.
  • stainless steel or titanium may be used from the viewpoint of high corrosion resistance and rust resistance.
  • titanium when titanium is used as the metal material, it is easy to vibrate at high frequencies because titanium is light.
  • the first vibrator 2 and the second vibrator 3 each include, for example, a plurality of piezoelectric bodies and an electrode provided on each end surface of the plurality of piezoelectric bodies.
  • a plurality of piezoelectric bodies are each sandwiched between electrodes, and the first vibrator 2 and the second vibrator 3 each have a sandwich structure of a piezoelectric body and an electrode.
  • the number of piezoelectric bodies included in the first vibrator 2 and the second vibrator 3 is an even number such as 2, 4, or 6, for example.
  • the electrode is a thin metal plate made of copper or phosphor bronze, for example.
  • the first vibrator 2 and the second vibrator 3 are, for example, directly attached to the squeegee 1.
  • the first vibrator 2 and the second vibrator 3 are arranged with a distance equal to or greater than the width of the powder layer 8 to be formed.
  • piezoelectric materials include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PbTiO 3 -PbZrO 3 system, commonly known as PZT) and barium titanate (BaTiO 3 ), and piezoelectric single crystals such as quartz and LiNbO 3 . Can be mentioned.
  • PZT lead zirconate titanate
  • BaTiO 3 barium titanate
  • piezoelectric single crystals such as quartz and LiNbO 3 .
  • the thickness of each piece is, for example, 2 mm or more and 5 mm or less.
  • the first vibrator 2 and the second vibrator 3 each have a sandwich structure in which a piezoelectric body is sandwiched between a metal front plate and a metal backing plate, and are Langevin type vibrators whose entire length is half a wavelength. It may be.
  • a Langevin type vibrator is connected to the squeegee 1.
  • the Langevin type vibrator has a structure in which a front plate and a backing plate, which are placed on both sides of a piezoelectric material such as PZT, are bolted together.
  • the front plate and the back plate are each made of, for example, duralumin.
  • the bolt is made of steel or titanium alloy, for example.
  • a screw hole is provided in the center of the front plate for connecting the squeegee 1, and by inserting the squeegee 1 into the screw hole and tightening it, the first vibrator 2, the second vibrator 3, and the squeegee 1 are connected. are connected tightly together. Thereby, the vibration generated by the first vibrator 2 can be transmitted to the squeegee 1. Moreover, conversely, the vibration of the squeegee 1 can be transmitted to the second vibrator 3 and absorbed.
  • the first vibrator 2 is a vibrator that excites waves, and a positive charge and a negative charge are added to the metal plates provided on both end faces of the piezoelectric body, respectively. This converts electrical energy into mechanical energy. Specifically, the electrical signal is converted into mechanical vibration, and the first vibrator 2 vibrates at high frequency. This vibration propagates to the squeegee 1, and a traveling wave is transmitted to the squeegee 1.
  • the second vibrator 3 is a wave absorbing vibrator, and the piezoelectric body receives the vibration of the traveling wave transmitted to the squeegee 1, causing the piezoelectric body to vibrate.
  • positive charges and negative charges are generated in the metal plates provided on both end faces of the piezoelectric body, respectively.
  • the second vibrator 3 absorbs vibrations by converting mechanical energy into electrical energy.
  • the second vibrator 3 absorbs the high-frequency vibrations transmitted through the squeegee 1 by converting the mechanical vibrations into electrical signals and absorbing them as electrical signals. For example, as a method of absorbing an electric signal, there is a method of absorbing it as a resistance component.
  • the squeegee 1 can move forward. This causes waves to propagate. This is because the waves excited by the first vibrator 2 are absorbed by the second vibrator 3, so the waves caused by the first vibrator 2 are reflected on the second end side of the squeegee 1, and the waves before reflection are This is because the phenomenon in which a standing sine wave is generated due to resonance between the reflected wave and the reflected wave does not occur.
  • the squeegee 1 vibrates at a frequency of 2 kHz or more and 300 kHz or less. That is, the squeegee 1 vibrates at a high frequency near the ultrasonic band. Specifically, when the powder 4 supplied onto the sheet 5 passes through the gap between the squeegee 1 and the sheet 5, high-frequency vibrations of the squeegee 1 are transmitted to the powder 4, increasing the fluidity of the powder 4. . Therefore, powder clogging when the powder 4 passes through the gap between the squeegee 1 and the sheet 5 is suppressed.
  • the vibration caused by the squeegee 1 reduces the frictional force between the powder particles and increases fluidity, so that agglomeration of the powder 4 is suppressed.
  • the fluidity of the powder 4 tends to increase as the frequency of vibration of the squeegee 1 increases. Therefore, by vibrating the squeegee 1 at a frequency of 2 kHz or higher in the high frequency region near the ultrasonic band, the fluidity of the powder 4 can be sufficiently increased. However, if the frequency is too high, the vibrations tend to be attenuated, making it difficult for the vibrations of the squeegee 1 to be transmitted through the powder 4. By setting the frequency to 300 kHz or less, the fluidity of the powder 4 can be sufficiently increased.
  • the powder 4 is prevented from stagnation or agglomeration by the vibrating squeegee 1, and the squeegee 1 and sheet Since it can pass through the gap between the powder and the powder, the film thickness and filling rate of the powder 4 can be adjusted. Therefore, it is possible to form the powder layer 8 with less variation in the basis weight.
  • the direction of high-frequency vibration of the squeegee 1 includes at least one of a vertical component and a horizontal component. That is, the squeegee 1 vibrates in at least one of the vertical direction and the horizontal direction.
  • the vertical direction is a direction perpendicular to the main surface of the squeegee 1.
  • the main surface of the squeegee 1 is the surface of the squeegee 1 that comes into contact with the powder 4 .
  • the main surface of the squeegee 1 is, for example, parallel to the longitudinal direction of the squeegee 1 and is a surface disposed on the sheet 5 side of the squeegee 1.
  • longitudinal waves waves in the vibration direction in which the squeegee 1 approaches and moves away from the powder 4
  • the vertical component of the high frequency vibration of the squeegee 1 has a large effect on reducing the frictional resistance between the powders 4. This is because vertical vibration is a vibration direction in which the squeegee 1 approaches and moves away from the powder 4, so the powder 4 repeatedly collides with each other, making it easier for the vibration to be transmitted to the powder 4. It is. Since high frequencies are generally difficult to propagate, vibrations between powder particles 4 may be difficult to transmit to each other, but vibrations in the vertical direction are particularly likely to be transmitted to powder particles 4.
  • the horizontal direction is a direction parallel to the main surface of the squeegee 1 and parallel to the axis of the squeegee 1.
  • transverse waves waves in the direction in which the squeegee 1 rubs against the powder 4 and vibrates
  • the axis of the squeegee 1 means an axis parallel to the width direction of the sheet 5.
  • the axis of the squeegee 1 may be parallel to the longitudinal direction of the squeegee 1.
  • the horizontal component of the high-frequency vibration of the squeegee 1 greatly contributes to reducing the frictional force between the squeegee 1 and the powder 4, in addition to reducing the frictional resistance between the powder 4. If the vibration component in the vertical direction is made too large, the vibrations will be transmitted to the powder 4 too much, causing the powder 4 to vibrate greatly, which may increase the variation in film thickness. However, since the vibration component in the horizontal direction can also reduce the frictional force between the squeegee 1 and the powder 4, the fluidity of the powder 4 can be particularly improved.
  • the direction of high-frequency vibration of the squeegee 1 may be only in the vertical direction or only in the horizontal direction. However, if high frequency vibration near the ultrasonic band in both the vertical and horizontal directions is used in combination, the fluidity of the powder 4 can be further improved. For example, when focusing on one powder 4, the direction of vibration of the powder 4 becomes random, and the vibration is applied to the entire surface of the powder 4, so there is no surface where the vibration is not transmitted and the frictional resistance is high, and the powder This is because the fluidity of the body 4 is improved.
  • the magnitude of the vibration of the squeegee 1 in the horizontal direction is, for example, larger than the magnitude of the vibration of the squeegee 1 in the vertical direction. That is, in the squeegee 1, for example, the magnitude of the vibration of the transverse wave component of the powder 4 (the direction in which the squeegee 1 vibrates as it rubs against the powder 4) is different from the longitudinal wave component of the powder 4 (the direction in which the squeegee 1 vibrates as it rubs against the powder 4). The magnitude of the vibration is larger than the magnitude of the vibration in the direction of vibration approaching and away from the body 4.
  • the frictional resistance at the interface between the squeegee 1 and the powder 4, where the frictional resistance tends to be particularly high, can be reduced by the horizontal vibration of the squeegee 1, and the frictional resistance between the powder 4 can also be reduced. Therefore, the fluidity of the powder 4 can be further improved.
  • the magnitude of the vertical vibration of the squeegee 1 is, for example, 10 nm or more. That is, the amplitude of the squeegee 1 in the vertical direction is, for example, 10 nm or more. In this case, the frictional resistance between the powders 4 can be sufficiently reduced, and the fluidity of the powders 4 can be further improved. Further, the amplitude of the squeegee 1 in the vertical direction is, for example, 10 ⁇ m or less. This can prevent the powder 4 from vibrating too much, causing the powder 4 to turn into dust and scatter, contaminating the surrounding area.
  • the magnitude of horizontal vibration of the squeegee 1 is, for example, 20 nm or more. That is, the horizontal amplitude of the squeegee 1 is, for example, 20 nm or more. In this case, the frictional resistance at the interface between the squeegee 1 and the powder 4 can be sufficiently reduced, and the fluidity of the powder 4 can be further improved. Further, the horizontal amplitude of the squeegee 1 is, for example, 20 ⁇ m or less. This can prevent the powder 4 from vibrating too much, causing the powder 4 to turn into dust and scatter, contaminating the surrounding area.
  • the squeegee 1 has, for example, a cylindrical shape with an elongated axial direction, and the axial direction of the cylinder (the height direction of the cylinder) is parallel to the upper surface of the sheet 5 and the relative position of the sheet 5 with respect to the squeegee 1. It is arranged so as to intersect (for example, perpendicularly) with the direction of movement.
  • the longitudinal direction of the squeegee 1 is the axial direction of the cylinder. In the squeegee 1, the traveling wave travels in the axial direction.
  • the shape of the squeegee 1 is not particularly limited, and may be, for example, a polygonal prism with a polygonal cross section. Further, the cross-sectional area of the squeegee 1 may not be constant, and the squeegee 1 may have a thickness that changes along the longitudinal direction.
  • the polarization directions of the piezoelectric bodies of the first vibrator 2 and the second vibrator 3 are made to match the thickness direction of the vibrator.
  • the structure is such that the first vibrator 2 vibrates by expanding and contracting in the thickness direction, and the second vibrator 3 absorbs vibration by being expanded and contracted in the thickness direction.
  • FIG. 5 is a diagram showing the vicinity of the powder amount adjustment unit 11 of the powder coating apparatus 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing the powder coating apparatus 10 according to the present embodiment viewed from the front. Note that FIG. 5 shows a cross section taken along the line VV in FIG. 6. Further, in FIG. 5, illustration of the stage 7 is omitted. Further, FIG. 6 schematically shows a vibration waveform when the squeegee 1 is vibrated by a traveling wave when the squeegee 1 is viewed from the front. In FIG. 6, temporal changes in the vibration waveform are shown by waveforms shown with different line types. Moreover, in FIG. 6, the case seen from the front is the case seen from the front in the relative moving direction of the powder 4 with respect to the squeegee 1.
  • the powder coating apparatus 10 includes a powder amount adjustment unit 11, a pair of columns 9 that support the squeegee 1 of the powder amount adjustment unit 11, and a drive unit that moves the sheet 5. 18 and a powder supply section 19.
  • the powder amount adjustment unit 11 is arranged so that a gap is formed between the squeegee 1 and the sheet 5. Thereby, the squeegee 1 adjusts the thickness of the powder 4 supplied onto the sheet 5 by the powder supply section 19.
  • the sheet 5 is supported by a stage 7, for example. Note that the sheet 5 may be supported by a conveyance roll or the like.
  • the sheet 5 is conveyed along the traveling direction by the drive unit 18.
  • the powder 4 is continuously supplied to the surface of the sheet 5 being conveyed using the powder supply section 19.
  • the powder coating device 10 uses the squeegee 1 to adjust the film thickness and filling rate of the powder 4 supplied to the surface of the sheet 5, and adjusts the powder layer 8 to a desired basis weight while adjusting the coating weight. Reduce the variation in
  • the traveling wave is propagated to the squeegee 1 in the powder amount adjustment unit 11.
  • the powder 4 since the powder 4 is leveled using traveling wave vibration, it is possible to suppress variations in the powder basis weight in the width direction caused by the antinode and node portions of the standing wave. In other words, it is possible to form the powder layer 8 with less variation in the basis weight in the width direction.
  • the drive unit 18 is, for example, a conveying device that moves the sheet 5 in a predetermined direction.
  • the conveying device is not particularly limited, and any device may be used as long as it can convey the sheet 5.
  • the conveying device may be, for example, a conveying device capable of continuously feeding out the sheet 5 wound into a roll shape, or a conveying device capable of feeding out the sheet 5 intermittently.
  • the drive unit 18 may be a device that moves the squeegee 1 and the powder supply unit 19. That is, the drive section 18 moves the sheet 5 relative to the squeegee 1 and the powder supply section 19 in a predetermined direction.
  • the sheet 5 is, for example, a long strip-shaped thin plate, and is wound.
  • the sheet 5 is not limited to a long strip-shaped thin plate.
  • a sheet 5 having a desired shape may be fed out from the conveyance device, and after the application of the powder 4 to the sheet 5 is finished, a new sheet 5 may be fed out from the conveyance device.
  • the sheet 5 does not need to be wound into a roll. That is, the sheet 5 may have any shape as long as it can be coated with the powder 4 using the powder coating device 10. Therefore, the shape of the sheet 5 is not particularly limited.
  • the powder supply unit 19 supplies the powder 4 onto the surface of the sheet 5.
  • the powder supply section 19 is, for example, a hopper.
  • the hopper stores the powder 4 therein and supplies the powder 4 to the surface of the sheet 5.
  • the powder supply section 19 is arranged upstream of the squeegee 1 in the direction of movement of the sheet 5.
  • the powder 4 supplied to the surface of the sheet 5 by the powder supply section 19 reaches the squeegee 1 as the sheet 5 moves.
  • a hopper is used as the powder supply unit 19, but the powder supply unit 19 is not limited to this, and may be any device that can supply the powder 4 to the surface of the sheet 5.
  • the powder supply section 19 may be, for example, a feeder such as a screw feeder.
  • a pair of struts 9 supporting the squeegee 1 are arranged outside the first vibrator 2 and the second vibrator 3 so as to sandwich the first vibrator 2 and the second vibrator 3 between them. That is, the pair of support columns 9 are installed outside the area of the squeegee 1 where the traveling waves propagate.
  • a pair of struts 9 support the squeegee 1 at both ends of the squeegee 1.
  • the support column 9 By installing the support column 9 outside the first vibrator 2 and the second vibrator 3, this attenuation can be suppressed. Since the amplitude of a traveling wave is smaller than that of a standing sine wave, it is important to have a device configuration that suppresses wave attenuation in this way. This is because the amplitude of a standing sine wave is amplified by resonance, but the amplitude of a traveling wave is not amplified. Further, the pair of support columns 9 are erected from the stage 7, for example, so as to sandwich the region in which the sheet 5 moves.
  • the squeegee 1 has a cylindrical shape, and both ends of the cylindrical column of the squeegee 1 in the axial direction are fixed by struts 9 with bearings (not shown) so that the squeegee 1 can slide in the horizontal direction. .
  • the amount of horizontal sliding can be adjusted by attaching a stopper or the like to the squeegee 1.
  • the amount of vibration in the vertical direction can be adjusted by shaping the axial ends of the cylinder of the squeegee 1 to be inserted into the diameter of the circular bearing, and by adjusting the difference between the diameter of the squeegee 1 and the diameter of the bearing. can. In this way, the relationship between the horizontal amplitude and the vertical amplitude can be adjusted to create a relationship where the horizontal amplitude is greater than the vertical amplitude.
  • the powder coating device 10 does not need to include the support 9 as long as the structure is such that a gap is formed between the squeegee 1 and the sheet 5.
  • the squeegee 1 may be attached to the drive section 18.
  • the method for manufacturing the powder layer 8 includes supplying powder 4 to the surface of the sheet 5 (powder supply step) while moving the sheet 5 such as a current collector in a predetermined direction (powder supply step); This process includes adjusting the thickness and basis weight of the supplied powder 4 using the squeegee 1 (powder alignment step).
  • powder 4 is produced.
  • the raw material for the powder 4 is not particularly limited, but for example, a particle group containing at least one of an active material and a solid electrolyte may be used.
  • the powder 4 is prepared by mixing the active material and appropriate additives (for example, a binder, a conductive material, a solid electrolyte, etc.). Examples of mixing methods include mixing in a mortar, ball mill, mixer, and the like. In particular, a method of mixing the powder 4 without using a solvent or the like is preferable since there is no material deterioration.
  • the powder 4 is supplied onto the surface of the sheet 5 using a powder supply unit 19 such as a hopper while moving the sheet 5 in a predetermined direction.
  • the base material to which the powder 4 is supplied may have a shape other than a sheet shape, for example, a plate or block shape. In this case, the base material may be moved in the powder supply step by intermittently flowing a plate or block.
  • the powder alignment step is a step of aligning the powder 4 on the surface of the sheet 5 using the squeegee 1 of the powder coating device 10. That is, in the powder alignment step, the thickness and basis weight of the powder 4 supplied to the surface of the sheet 5 are adjusted using the squeegee 1. As a result, a powder layer 8 is formed.
  • the squeegee 1 is vibrating at a frequency of, for example, 2 kHz or more and 300 kHz or less. Further, in the squeegee 1, a traveling wave propagates from the first vibrator 2 toward the second vibrator 3.
  • the method for manufacturing the powder layer 8 may further include a step of forming a powder sheet.
  • the powder sheeting step is a step of compressing the powder layer 8 formed from the powder 4 aligned into the sheet 5 using a press machine such as a roll press, for example. As a result, a compressed powder layer formed by compressing the powder layer 8 is formed on the surface of the sheet 5.
  • the powder layer 8 made of the powder 4 is formed on the surface of the sheet 5 by performing the powder supply step and the powder alignment step in this order. Ru.
  • a laminate of the sheet 5 and the powder layer 8 can be used for energy devices.
  • a current collector is used as the sheet 5 and a particle group containing an active material is used as the powder 4, an electrode for an energy device can be manufactured.
  • the energy device produced using the powder coating apparatus 10 can have a powder layer 8 with little variation in basis weight, which is directly coated by imparting fluidity to the powder 4. Therefore, according to the manufacturing method of the powder layer 8, the powder 4 is directly coated without using the process of dispersing the powder 4 in a solvent or the like and then drying it. This prevents material deterioration caused by solvents, leading to higher capacity energy devices. Further, it is possible to suppress the increase in cost due to the use of a solvent and the drying of the solvent. Furthermore, the large amount of energy consumed in the drying process can be suppressed, resulting in an environmentally friendly manufacturing method. On the other hand, the high uniformity of the basis weight of the powder layer 8 makes it possible to improve its quality as an electrode in an energy device, and it is possible to manufacture a high-capacity energy device with good quality at low cost. .
  • the powder layer 8 according to this embodiment is used, for example, in an energy device.
  • the thickness of the powder layer 8 is, for example, 30 ⁇ m or more.
  • the powder layer 8 includes powder made of at least one type of particle material.
  • the concentration of the solvent contained in the powder layer 8 is 50 ppm or less.
  • the variation in the basis weight of the powder layer 8 is small.
  • a powder layer 8 with small variations in basis weight and suppressed deterioration due to solvents is realized. Further, since drying of the solvent is not required, the energy consumption for drying the solvent can be reduced, so that environmental burden can be suppressed and an increase in manufacturing costs can be suppressed. Therefore, by using such a powder layer 8 in an energy device, it is possible to increase the capacity and quality of the energy device, reduce the environmental load, and reduce the cost.
  • the powder layer 8 may be a compressed powder layer obtained by pressing the powder layer 8 formed by the powder coating device 10.
  • the powder layer 8 of this embodiment can be used, for example, in an all-solid-state battery.
  • the powder layer 8 is formed, for example, on the sheet 5 that is a current collector, and is used as an electrode (that is, a positive electrode or a negative electrode) of an all-solid-state battery.
  • the electrode includes a current collector and a powder layer 8.
  • the electrode may further include another layer located between the current collector and the powder layer 8.
  • the other layer is, for example, a connection layer made of a conductive carbon material or the like.
  • the thickness of the powder layer 8 is 30 ⁇ m or more. Further, the upper limit of the thickness of the powder layer 8 is not particularly limited, but the thickness of the powder layer 8 is, for example, 2000 ⁇ m or less.
  • the powder layer 8 includes powder 4 made of at least one type of particle material.
  • the concentration of the solvent contained in the powder layer 8 is 50 ppm or less. That is, the powder layer 8 does not substantially contain solvent.
  • substantially not contained means that it is not contained at all, and that it is unavoidably contained as an impurity at 50 ppm or less.
  • concentration of the solvent is the concentration on a weight basis.
  • the size of the powder layer 8 in plan view is, for example, 30 mm x 30 mm or more. Although the upper limit of the size of the powder layer 8 in a plan view is not particularly limited, the size of the powder layer 8 in a plan view is, for example, 300 mm x 600 mm or less.
  • the variation in the basis weight of the powder layer 8 is, for example, 8% or less.
  • the method for measuring the basis weight is, for example, the following method. First, the powder layer 8 and the current collector are pressed from above and below to compact them, and then the powder layer 8 and the current collector are punched out into a circular shape with a diameter of 5 mm or more and 9 mm or less, and the punched powder layer is Measure the total weight of 8 and the current collector. Then, the weight of the powder layer 8 is determined by subtracting the weight of the current collector of the same lot punched out with a diameter of 5 mm or more and 9 mm or less, which has been measured in advance, from the above-mentioned total weight. The basis weight can be determined by dividing this weight by the area of a punched circle with a diameter of 5 mm or more and a diameter of 9 mm or less.
  • the measurement of the variation in the basis weight is performed, for example, by the following method.
  • an arbitrary 30 mm x 30 mm area on the surface of the powder layer 8 in plan view is selected.
  • This area may be a central area on the surface of the powder layer 8, or may be an area including the ends of the powder layer 8.
  • five or more circular shapes with a diameter of 5 mm or more and a diameter of 9 mm or less are punched out, and the basis weight is measured using the method described above. From the viewpoint of increasing the accuracy of measurement of variations, nine or more locations may be punched out.
  • the variation in basis weight means that the difference in basis weight from the average is 8% or less of the average at any punched location.
  • the powder layer 8 is formed by applying high-frequency vibrations to the powder 4 supplied to the surface of the sheet 5, thereby imparting fluidity to the powder 4 while imparting fluidity to the powder 4 in the powder layer 8. It is formed by arranging the . Since the squeegee 1 vibrates due to the traveling wave, the variation in the basis weight of the powder layer 8 is small in the width direction as well, so the powder layer 8 having a size of 30 mm x 30 mm or more and a thickness of 30 ⁇ m or more is produced with high quality. be able to. Therefore, the powder layer 8 can be used in large-scale, high-capacity energy devices.
  • the powder layer 8 is produced, for example, through a coating process that does not substantially contain a solvent. Therefore, a powder layer 8 substantially free of solvent can be formed. Thereby, the powder layer 8 is not damaged by the solvent. Therefore, the deterioration of the powder layer 8 is suppressed, and the variation in the basis weight of the powder 4 in the powder layer 8 is small, so the powder layer 8 of a large-scale, high-capacity energy device has a high capacity and excellent quality. can be formed.
  • the powder layer 8 can be used, for example, as a positive electrode, a negative electrode, or a solid electrolyte layer of an energy device such as an all-solid-state battery.
  • the sheet 5 is a positive electrode current collector
  • the powder layer 8 containing the powder 4 is a positive electrode mixture layer. That is, the positive electrode mixture layer is formed on the positive electrode current collector.
  • the powder 4 in the positive electrode mixture layer includes, for example, a positive electrode active material and a solid electrolyte having ionic conductivity.
  • the sheet 5 is a negative electrode current collector
  • the powder layer 8 containing the powder 4 is a negative electrode mixture layer. That is, the negative electrode mixture layer is formed on the negative electrode current collector.
  • the powder 4 in the negative electrode mixture layer includes, for example, a negative electrode active material and a solid electrolyte having ionic conductivity.
  • the powder layer 8 containing the powder 4 is a solid electrolyte layer.
  • the solid electrolyte layer is formed on the surface of the positive electrode mixture layer formed on the above-mentioned positive electrode current collector or on the surface of the negative electrode mixture layer formed on the negative electrode current collector. That is, the sheet 5 is, for example, a positive electrode mixture layer formed on a positive electrode current collector or a negative electrode mixture layer formed on a negative electrode current collector.
  • the powder 4 in the solid electrolyte layer includes, for example, a solid electrolyte having ionic conductivity.
  • the concentration of the solvent contained in the above positive electrode mixture layer, negative electrode mixture layer, and solid electrolyte layer is 50 ppm or less. That is, the positive electrode mixture layer, the negative electrode mixture layer, and the solid electrolyte layer do not substantially contain solvent.
  • substantially not containing a solvent means that these layers do not contain any solvent at all, and that these layers inevitably contain 50 ppm or less of a solvent as an impurity.
  • the solvent is, for example, an organic solvent.
  • the method for measuring the solvent is not particularly limited, and can be measured using, for example, gas chromatography, mass change method, or the like.
  • organic solvents include nonpolar organic solvents such as heptane, xylene, and toluene, polar organic solvents such as tertiary amine solvents, ether solvents, thiol solvents, and ester solvents, and combinations thereof.
  • tertiary amine solvents include triethylamine, tributylamine and triamylamine.
  • ethereal solvents include tetrahydrofuran and cyclopentyl methyl ether.
  • thiol-based solvents include ethane mercaptan.
  • ester solvents include butyl butyrate, ethyl acetate, and butyl acetate.
  • a positive electrode active material is a material in which metal ions such as lithium (Li) are inserted into or removed from the crystal structure at a higher potential than that of the negative electrode, and oxidation or reduction occurs as the metal ions such as lithium are inserted or removed.
  • the type of positive electrode active material is appropriately selected depending on the type of all-solid-state battery, and examples thereof include oxide active materials, sulfide active materials, and the like.
  • an oxide active material lithium-containing transition metal oxide
  • oxide active materials include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , LiFePO 4 , LiMnPO 4 and compounds thereof by replacing the transition metal with one or two different elements. Examples include the compounds obtained. Compounds obtained by replacing the transition metal in the above compound with one or two different elements include LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 Known materials such as O 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 2 are used.
  • the positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the shape of the positive electrode active material examples include particulate.
  • the particle size of the positive electrode active material is, for example, in the range of 50 nm or more and 30 ⁇ m or less, and may be in the range of 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the particle size of the positive electrode active material is 50 nm or more, the handleability is likely to be improved.
  • the particle size is 30 ⁇ m or less, the surface area becomes large by using an active material with a small particle size, and a high-capacity positive electrode can easily be obtained.
  • the particle size of the material included in the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer in this specification is, for example, the above-mentioned D50.
  • the surface of the positive electrode active material may be coated with a coating layer. This is because the reaction between the positive electrode active material (for example, oxide active material) and the solid electrolyte (for example, sulfide-based solid electrolyte) can be suppressed.
  • the material for the coat layer include Li ion conductive oxides such as LiNbO 3 , Li 3 PO 4 , and LiPON.
  • the average thickness of the coating layer is, for example, in the range of 1 nm or more and 20 nm or less, and may be in the range of 1 nm or more and 10 nm or less.
  • the negative electrode active material is a material in which metal ions such as lithium are inserted into or removed from the crystal structure at a lower potential than that of the positive electrode, and oxidation or reduction occurs as the metal ions such as lithium are inserted or removed.
  • Examples of the negative electrode active material in this embodiment include metals that easily alloy with lithium such as lithium, indium, tin, and silicon, carbon materials such as hard carbon and graphite, and Li 4 Ti 5 O 12 , SiO x , etc. Known materials such as oxide active materials are used. Furthermore, as the negative electrode active material, a composite obtained by appropriately mixing the above-mentioned negative electrode active materials may also be used.
  • the particle size of the negative electrode active material is, for example, 30 ⁇ m or less. By using an active material with a small particle size, the surface area becomes large and a high capacity can be achieved.
  • the solid electrolyte may be appropriately selected depending on the conductive ion species (for example, lithium ions).
  • conductive ion species for example, lithium ions.
  • solid electrolytes include sulfide-based solid electrolytes, oxide-based solid electrolytes, and halide-based solid electrolytes.
  • the type of sulfide-based solid electrolyte in this embodiment is not particularly limited, but examples of the sulfide-based solid electrolyte include Li 2 S-SiS 2 , LiI-Li 2 S-SiS 2 , LiI-Li 2 S- Examples include P 2 S 5 , LiI-Li 2 SP 2 O 5 , LiI-Li 3 PO 4 -P 2 S 5 and Li 2 SP 2 S 5 .
  • the sulfide-based solid electrolyte may contain Li, P, and S.
  • the sulfide-based solid electrolytes may be used alone or in combination of two or more.
  • the sulfide-based solid electrolyte may be crystalline, amorphous, or glass ceramics.
  • Li 2 S-P 2 S 5 means a sulfide-based solid electrolyte using a raw material composition containing Li 2 S and P 2 S 5 , and the same applies to other descriptions. .
  • one form of the sulfide-based solid electrolyte is a sulfide glass ceramic containing Li 2 S and P 2 S 5 , and the ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is Li
  • 2 S/P 2 S 5 molar ratio
  • the molar ratio is, for example, in the range of 2.3 or more and 4 or less, and may be in the range of 3 or more and 4 or less.
  • the shape of the sulfide-based solid electrolyte in this embodiment examples include particle shapes such as true spheres and ellipsoids.
  • the particle size of the sulfide-based solid electrolyte is not particularly limited, but it is preferably 30 ⁇ m or less because it facilitates improving the filling rate in the positive electrode or negative electrode. It may be 20 ⁇ m or less, or it may be 10 ⁇ m or less. On the other hand, the particle size of the sulfide-based solid electrolyte may be 0.001 ⁇ m or more, or 0.01 ⁇ m or more.
  • the type of oxide solid electrolyte is not particularly limited, but includes LiPON, Li 3 PO 4 , Li 2 SiO 2 , Li 2 SiO 4 , Li 0.5 La 0.5 TiO 3 , Li 1.3 Al 0.3 Ti 0.7 (PO 4 ) 3 , La 0.51 Li 0.34 TiO 0.74 , Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 and the like.
  • the oxide solid electrolytes may be used alone or in combination of two or more.
  • the positive electrode in this embodiment includes, for example, a positive electrode current collector made of metal foil or the like.
  • the positive electrode current collector includes, for example, a foil-shaped body, a plate-shaped body, etc. made of aluminum, gold, platinum, zinc, copper, stainless steel (SUS), nickel, tin, titanium, or an alloy of two or more of these.
  • a mesh body or the like is used.
  • the thickness, shape, etc. of the positive electrode current collector may be appropriately selected depending on the use of the positive electrode.
  • the negative electrode in this embodiment includes, for example, a negative electrode current collector made of metal foil or the like.
  • the negative electrode current collector includes, for example, a foil-like body, a plate-like body, a mesh-like body, etc. made of SUS, gold, platinum, zinc, copper, nickel, titanium, tin, or an alloy of two or more of these. used.
  • the thickness, shape, etc. of the negative electrode current collector may be appropriately selected depending on the use of the negative electrode.
  • the squeegee 1 vibrates at a high frequency near the ultrasonic band, but the vibration is not limited to this.
  • the frequency of vibration of the squeegee 1 may be set according to the characteristics of the powder 4, and may be, for example, 2 KHz or less.
  • the powder amount adjustment unit and powder coating device can form a uniform powder layer with little variation in film thickness without using a solvent, so it is possible to form a uniform powder layer with little variation in film thickness, so it is possible to form a uniform powder layer without using a solvent. It can be used to form various powder layers.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

粉体量調整ユニット（１１）は、シート（５）上に供給された粉体（４）をならすことで粉体（４）の量を調整する。粉体量調整ユニット（１１）は、第一端部および第二端部を有するスキージ（１）と、スキージ（１）の第一端部に配置され、スキージ（１）の第一端部において波を励振する第一振動子（２）と、スキージ（１）の第二端部に配置され、スキージ（１）の第二端部において波を吸収する第二振動子（３）と、を備える。スキージ（１）は、スキージ（１）の第一端部から第二端部に向かう進行波により振動する。

Description

粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置
　本開示は、粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置に関する。
　近年、粉体を直接塗工する乾式塗工方法は、溶媒中に粉体を分散させて塗工する湿式塗工法に比べ、高性能かつ、環境負荷が小さい粉体層を形成できる工法として注目されている。乾式塗工方法によれば、（ｉ）溶媒による粉体へのダメージが少なく、高性能を維持でき、（ｉｉ）溶媒を乾燥する必要がなく、消費エネルギー量を大幅に削減可能な粉体層を得ることができる。
　粉体を乾式塗工する方法としては、従来、金属箔等の基材を搬送装置で搬送しつつ、基材の表面上に粉体を塗工する技術が知られている。
　例えば、特許文献１には、長尺の金属箔の表面上に、粉体を塗工する技術が開示されている。特許文献１には、金属箔の表面上に粉体を供給した後、粉体を振動するスキージによって平坦にすることにより、粉体の厚みを均一に調整することが記載されている。本明細書では、スキージを備え、金属箔等の基材上に供給された粉体をならすことで粉体量を調整する機構を粉体量調整ユニットと呼ぶこととする。
特開２０２１－１７８２７１号公報
　本開示の一態様に係る粉体量調整ユニットは、基材上に供給された粉体をならすことで前記粉体の量を調整する粉体量調整ユニットであって、第一端部および第二端部を有するスキージと、前記スキージの前記第一端部に配置され、前記第一端部において波を励振する第一振動子と、前記スキージの前記第二端部に配置され、前記第二端部において前記波を吸収する第二振動子と、を備え、前記スキージは、前記第一端部から前記第二端部に向かう進行波により振動する。
図１は、粉体塗工装置の一例を示す図である。 図２Ａは、図１で示される粉体塗工装置が備えるスキージを正面から見た場合を示す図である。 図２Ｂは、図１で示される粉体塗工装置によって塗工された粉体層を正面から見た場合を示す図である。 図３は、実施の形態に係る粉体量調整ユニットを示す斜視図である。 図４は、実施の形態に係る粉体量調整ユニットを正面から見た場合を示す図である。 図５は、実施の形態に係る粉体塗工装置の粉体量調整ユニット付近を示す図である。 図６は、実施の形態に係る粉体塗工装置を正面から見た場合を示す図である。
　（本開示の一態様を得るに至った経緯）
　まず、本発明者らが、本開示の一態様を得るに至った経緯について説明する。
　図１は、粉体塗工装置３０の一例を示す図である。図２Ａは、図１で示される粉体塗工装置３０が備えるスキージ２１をシート２５の進行方向の正面から見た場合を示す図である。図２Ｂは、図１で示される粉体塗工装置３０によって塗工された粉体層２８を正面から見た場合を示す図である。また、図２Ａには、スキージ２１を正面から見た場合において、正弦定常波でスキージ２１が共振（固有振動）する場合の振動波形が模式的に示されている。
　図１に示すように、スキージ２１は、例えば、図示されていない振動子等の振動発生器により超音波帯近傍の高周波（例えば、周波数２ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ）で振動しながらシート２５上に供給された粉体２４をならして、粉体層２８を形成する。粉体塗工装置３０では、例えば、シート２５が白抜きの矢印で示される方向に移動することで、シート２５とスキージ２１との隙間を粉体２４が通過し、粉体層２８が形成される。この際、振動が粉体２４に伝わり、粉体２４の流動性を向上させることで、粉体閉塞のない塗工を実現している。
　また、図２Ａに示すように、スキージ２１を高周波で振動させると、スキージ２１は、共振（固有振動）により、正弦定常波で振動する。そのため、シート２５とスキージ２１との隙間を通過した粉体層２８の表面には、図２Ｂに示すように、正弦定常波状に削られた凹凸構造が形成される。その結果、粉体層２８では、目付量ばらつきが大きくなる。
　このように、本発明者らは、粉体層の形成において、粉体の流動性向上のためにスキージを振動させる場合に、スキージの振動に起因した粉体層の目付量ばらつきが発生しうることに着目した。乾式塗工方法によって形成される粉体層では、粉体層の品質を高めるために、目付量の均一性が求められる場合がある。そこで、本開示では、スキージを振動させる場合であっても、目付量ばらつきを低減した粉体層を形成できる粉体量調整ユニット等を提供する。
　（本開示の概要）
　以下に本開示に係る粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置の例について示す。
　本開示の第１態様に係る粉体量調整ユニットは、基材上に供給された粉体をならすことで前記粉体の量を調整する粉体量調整ユニットであって、第一端部および第二端部を有するスキージと、前記スキージの前記第一端部に配置され、前記第一端部において波を励振する第一振動子と、前記スキージの前記第二端部に配置され、前記第二端部において前記波を吸収する第二振動子と、を備え、前記スキージは、前記第一端部から前記第二端部に向かう進行波により振動する。
　これにより、波を励振する第一振動子と、波を吸収する第二振動子とがスキージの両端に配置されるため、スキージに第一振動子から第二振動子へ進行する進行波が発生する。そのため、正弦定常波のような振動の腹と節とがスキージに発生しない。よって、粉体をならすことで形成される粉体層にスキージの振動に由来する凹凸が生じにくくなり、目付量ばらつきを低減した粉体層を形成できる。
　また、例えば、本開示の第２態様に係る粉体量調整ユニットは、第１態様に係る粉体量調整ユニットであって、前記スキージは、金属材料からなる。
　これにより、スキージにおいて波が減衰しにくくなり、形成される粉体層の目付量バラツキをさらに低減できる。
　また、例えば、本開示の第３態様に係る粉体量調整ユニットは、第１態様又は第２態様に係る粉体量調整ユニットであって、前記スキージは、周波数２ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下で振動する。
　これにより、スキージが高周波で振動し、振動が粉体に伝わり粉体の流動性を向上させることで、スキージによって粉体をならす際に粉体閉塞することがなくなり、安定した粉体量調整を実現することができる。
　また、本開示の第４態様に係る粉体塗工装置は、基材の表面上に粉体を供給する粉体供給部と、第１態様から第３態様のいずれか１つに係る粉体量調整ユニットであって、前記スキージが前記基材との間に隙間が形成されるように配置される粉体量調整ユニットと、前記スキージに対して前記基材を所定の方向に相対移動させる駆動部と、を備える。
　これにより、粉体塗工装置が上記の粉体量調整ユニットを備えるため、目付量ばらつきを低減した粉体層を形成できる。
　また、例えば、本開示の第５態様に係る粉体塗工装置は、第４態様に係る粉体塗工装置であって、前記スキージを支える一対の支柱を備え、前記一対の支柱は、前記第一振動子及び前記第二振動子を挟むように、前記第一振動子及び前記第二振動子の外側に配置される。
　これにより、支柱が、スキージの進行波を減衰させることを抑制して、スキージを支えることができる。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ（工程）、ステップ（工程）の順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、本明細書において、平行などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
　また、各図は、本開示を示すために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡素化される場合がある。
　（実施の形態）
　以下では、図３から図６を参照して、実施の形態について説明する。
　［粉体量調整ユニット］
　まず、本実施の形態に係る粉体量調整ユニットについて図３及び図４を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る粉体量調整ユニット１１を示す斜視図である。図４は、本実施の形態に係る粉体量調整ユニット１１を正面から見た場合を示す図である。図４では、スキージ１を正面から見た場合において、進行波でスキージ１が振動する場合の振動波形が模式的に示されている。図４では、異なる線種で示された波形によって振動波形の時間変化が示されている。また、図４において、正面から見た場合とは、スキージ１に対する粉体４の相対的な移動方向において正面から見た場合である。
　図３及び図４に示すように、粉体量調整ユニット１１は、第一端部および第二端部を有するスキージ１と、スキージ１の第一端部に配置され、当該第一端部において波を励振する第一振動子２と、スキージ１の第二端部に配置され、当該第二端部において波を吸収する第二振動子３と、を備える。粉体量調整ユニット１１は、スキージ１を用いてシート５上に供給された粉体４をならすことで粉体４の量を調整し、粉体層８を形成する。
　本実施の形態において、スキージ１は長尺状であり、第一振動子２及び第二振動子３は、例えば、スキージ１の長手方向の両側の端部（第一端部および第二端部）に配置される。なお、本明細書において、スキージ１の「端部」とは、ある方向におけるスキージ１の先端のみを意味するものではなく、ある方向におけるスキージ１の先端から所定の範囲の領域を意味する。具体的には、本実施の形態において、「端部」は、スキージ１における粉体４が通過する領域よりも外側の領域である。また、「端部」は、ある方向におけるスキージ１の先端から、ある方向のスキージ１の長さの２５％以下の範囲の領域であってもよい。また、本明細書において「長尺」であるとは、ある方向の長さが、ある方向に直交するいずれの方向の長さの２倍以上であることを意味する。
　スキージ１は、第一振動子２及び第二振動子３による、スキージ１の第一端部から第二端部に向かう進行波により振動する。そのため、スキージ１において振幅が最大になる位置が経時で移動する。図３及び図４に示す例では、この進行波は、スキージ１の長手方向に進行する。粉体層８を形成する場合に、スキージ１の長手方向は、例えば、シート５の上面視において、シート５に対するスキージ１の相対的な進行方向に交差（具体的には直交）する方向である。つまり、スキージ１において、進行波の進行方向は、シート５に対するスキージ１の相対的な進行方向に交差（具体的には直交）する。
　開口を有するマスク６がシート５上に配置される。粉体４は、マスク６の開口を通じてシート５上に堆積される。粉体量調整ユニット１１（スキージ１）は、シート５に対して相対的に移動することにより、粉体４の膜厚及び充填率を調整する。これにより、所望の量（以下、目付量）の粉体４を含み、目付量のばらつきの少ない粉体層８が形成される。本実施の形態において、シート５は基材の一例である。
　ここで、目付量とは、単位面積当たりの粉体量を重さで示した値であり、目付量の単位は例えばｇ／ｃｍ２で示される。
　なお、粉体層８の形成において、スキージ１と粉体４とが相対的に移動していればよく、粉体量調整ユニット１１を固定しておいて、シート５及びマスク６を移動させてもよい。また、粉体層８の形成において、粉体量調整ユニット１１、並びに、シート５及びマスク６の両方を移動させてもよい。また、これらを移動させる手段は特に制限されず、駆動装置を用いてもよく、手動であってもよい。
　粉体層８の形成において、スキージ１とシート５との間に所定の隙間が形成されている。例えば、スキージ１をマスク６の上面に接触させることでスキージ１とシート５との間に隙間を形成する。つまり、マスク６の厚みによって隙間が調整される。この隙間を、シート５上に供給された粉体４が通過する。粉体４が隙間を通過する際に、スキージ１は、シート５の表面に供給された粉体４の膜厚及び充填率を整え、粉体層８の目付量ばらつきを少なくする。
　本実施の形態において、シート５は、例えば、金属箔を含む集電体であるが、粉体４が供給される基材の材質及び形状は特に限定されない。
　粉体４は、粉状の物質であればよい。つまり、粉体４の原料、粉体４の組成及び粉体４の粒子形状は、特に限定されない。本実施の形態では、粉体４は、活物質及び固体電解質の少なくとも一方を含む粒子群である。
　粉体４の粒子径（Ｄ５０）は、例えば、０．００５μｍ以上３０μｍ以下である。粉体４の粒子径が小さくなると、粉体４の流動性は低下しやすいが、スキージ１の振動によって粉体４の流動性が促進される。よって粉体４の滞留及び凝集が抑制されるため、目付量ばらつきの少ない粉体層８を形成することができる。ここで、粒子径（Ｄ５０）とは、レーザ回折・散乱法等による粒度分布の測定値から算出される体積基準のメディアン径である。この粒子径（Ｄ５０）は、市販のレーザ解析・散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
　また、粉体４は、１種の粉体のみを含有してもよく、２種以上の粉体を含有してもよい。
　以下、スキージ１、第一振動子２及び第二振動子３の詳細について説明する。
　［スキージ、第一振動子及び第二振動子］
　スキージ１は、第一振動子２及び第二振動子３によって、進行波により振動するので、正弦定常波で振動する場合のようなスキージ１の振動の節と腹とが発生しない。つまり、スキージ１において振幅が最大になる位置及び最小になる位置は変化する。よって、スキージ１の振動の節と腹とに起因する目付量ばらつきが発生しないため、塗工幅方向においての目付量ばらつきの少ない粉体層８を形成できる。なお、本明細書において、粉体層８の塗工幅方向を単に「幅方向」と称する場合がある。
　以下、スキージ１における進行波の発生の詳細について述べる。
　上述のように、第一振動子２及び第二振動子３は、それぞれ、スキージ１の第一端部および第二端部に配置され、第一端部および第二端部に接続されている。具体的には、第一振動子２は、スキージ１の長手方向におけるスキージ１の第一端部に取り付けられている。第二振動子３は、スキージ１の長手方向におけるスキージ１の第二端部に取り付けられている。第一振動子２は、波を励振する励振振動子である。第二振動子３は、波を吸収する吸収振動子である。これにより、励振振動子である第一振動子２から波が発振され、吸収振動子である第二振動子３によって波が吸収されるので、スキージ１には進行波が伝搬される状態となる。つまり、第一振動子２及び第二振動子３は、スキージ１に進行波を発生させる。スキージ１は、進行波の振動を用いて粉体４をならすので、定常波の腹及び節の部分に起因する、粉体層８の幅方向の粉体目付量ばらつきを抑制することができる。つまり、粉体量調整ユニット１１は、幅方向において目付量ばらつきが少ない粉体層８を形成できる。粉体層８の幅方向は、粉体層８の厚み方向、及び、粉体４に対してスキージ１が相対移動する方向に直交する方向である。
　スキージ１は、例えば、金属材料からなる。スキージ１の材料として金属材料を用いることで、スキージ１を伝搬する高周波の減衰を抑制できる。これは、波長の短い高周波は減衰しやすいが、金属材料は波が伝わりやすいため、減衰を抑制できるためである。このため、波を励振する第一振動子２側で振幅が大きくなることが抑制され、スキージ１における第一振動子２に近い部分と第二振動子３に近い部分とで振動状態を同程度に近づけることができる。そのため、粉体層８の幅方向における、粉体目付量ばらつきがより少なくなる。なお、スキージ１は、金属材料以外の材料を含んでいてもよい。例えば、スキージ１は、進行波が伝搬する部分が金属材料で形成された、樹脂材料と金属材料とからなる複合部材であってもよい。また、スキージ１は、セラミックス材料で形成されていてもよい。
　金属材料としては、例えば、ステンレス、チタン、アルミニウム、銅、鉄、ニッケルなどが用いられる。耐食性が高く、さびにくい観点から、これらの金属材料の中でも、ステンレス又はチタンが用いられてもよい。また、金属材料としてチタンを用いる場合には、チタンが軽いため、高周波で振動しやすい。
　第一振動子２及び第二振動子３は、それぞれ、例えば、複数の圧電体と、複数の圧電体のそれぞれの端面に設けられる電極を含む。第一振動子２及び第二振動子３において、複数の圧電体はそれぞれ、電極に挟まれており、第一振動子２及び第二振動子３はそれぞれ、圧電体と電極とのサンドイッチ構造を有する。第一振動子２及び第二振動子３に含まれる圧電体の数は、例えば、２枚、４枚、６枚などの偶数枚である。電極は、例えば銅、リン青銅製などの薄い金属板である。
　第一振動子２及び第二振動子３は、例えば、直接スキージ１に取り付けられる。第一振動子２と第二振動子３とは、形成する粉体層８の幅以上の距離を離間して配置される。
　圧電体としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛系（ＰｂＴｉＯ３－ＰｂＺｒＯ３系、通称ＰＺＴ）及びチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などの圧電セラミックス、並びに、水晶及びＬｉＮｂＯ３などの圧電単結晶などが挙げられる。
　圧電体がＰＺＴなどの圧電セラミックスである場合、一枚あたりの厚さは、例えば２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
　また、第一振動子２及び第二振動子３はそれぞれ、圧電体を金属の前面板及び裏打ち板で挟み込んだサンドイッチ構造であり、その全体の長さを半波長の長さとしたランジュバン型振動子であってもよい。この場合、ランジュバン型振動子がスキージ１に連結される。ランジュバン型振動子は、具体的には、ＰＺＴなどの圧電体の両側に配置された前面板と裏打ち板とをボルトで締めこむ構造となる。前面板及び裏打ち板はそれぞれ、例えば、ジュラルミン製である。ボルトは、例えば、鉄鋼製又はチタン合金製である。前面板の中心にはスキージ１と連結するためのネジ穴が設けられ、そのネジ穴に、スキージ１を挿入して締め込むことで、第一振動子２及び第二振動子３とスキージ１とを強固に密着させて連結される。これにより、第一振動子２で発生した振動をスキージ１に伝達できる。また、逆にスキージ１の振動を第二振動子３に伝達させ吸収することができる。
　第一振動子２は、波を励振する振動子であり、圧電体の両側の端面に設けられた金属板には、それぞれにプラスの電荷とマイナスの電荷とが加えられる。これにより、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する。具体的には、電気信号が機械振動に変換され、第一振動子２が高周波で振動する。この振動がスキージ１に伝搬し、スキージ１には進行波が伝わっていく。
　一方、第二振動子３は、波を吸収する振動子であり、スキージ１に伝わってきた進行波の振動を圧電体が受け、圧電体が振動する。このとき、圧電体の両側の端面に設けられた金属板には、それぞれにプラスの電荷とマイナスの電荷とが発生する。つまり、機械エネルギーを電気エネルギーに変換することで振動を吸収する。具体的には、機械振動が電気信号に変換され、電気信号として吸収されることで、第二振動子３がスキージ１を伝わってきた高周波振動を吸収する。例えば電気信号を吸収する方法としては、抵抗成分として吸収する方法などがある。
　このように、スキージ１の第一端部に波を励振する第一振動子２を設け、スキージ１の第二端部に波を吸収する第二振動子３を設けることで、スキージ１に進行波が伝わる状態となる。これは、第一振動子２によって励振された波が、第二振動子３に吸収されるため、第一振動子２による波がスキージ１の第二端部側で反射し、反射前の波と反射した波とが共振することで正弦定常波が発生する現象が起こらないためである。
　スキージ１は、例えば、周波数２ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下で振動する。すなわち、スキージ１は、超音波帯近傍の高周波で振動する。具体的には、シート５上に供給された粉体４がスキージ１とシート５との隙間を通過する際に、スキージ１の高周波振動が、粉体４に伝わり粉体４の流動性が高まる。このため、粉体４がスキージ１とシート５との隙間を通過する際の粉体詰まりが抑制される。これは、スキージ１が高周波で振動することで、スキージ１に接する粉体４は、粉体圧による摩擦抵抗を受けにくくなって流動性が高まり、その結果、粉体４の滞留及び凝集が抑制されるためである。
　また、スキージ１近傍に位置する粉体４についても、スキージ１による振動により粉体粒子間の摩擦力が低下して流動性が高まることで、粉体４の凝集が抑制される。
　粉体４の流動性は、スキージ１の振動の周波数が高いほど高くなりやすいという傾向にある。そのため、超音波帯近傍の高周波領域の２ｋＨｚ以上の周波数でスキージ１を振動させることで、粉体４の流動性を十分に高めることができる。ただし、周波数が高すぎると振動が減衰しやすくなるため、スキージ１の振動が粉体４中を伝わっていきにくくなる。周波数が３００ｋＨｚ以下であることにより、粉体４の流動性を十分に高めることができる。
　これにより、粒子径が３０μｍ以下の流動性が低い粉体４を用いた場合でも、振動するスキージ１によって、粉体４は、滞留したり凝集したりすることが抑制されてスキージ１とシート５との隙間を通過できるので、粉体４の膜厚と充填率とが整えられる。よって目付量ばらつきの少ない粉体層８を形成することができる。
　スキージ１の高周波振動の方向は、垂直方向の成分と水平方向の成分とのうちの少なくとも一つを含む。すなわち、スキージ１は、垂直方向と水平方向との少なくともいずれかの方向に振動する。
　垂直方向とは、スキージ１の主面に対して垂直な方向である。スキージ１の主面は、スキージ１における粉体４に接触する面である。また、スキージ１の主面は、例えば、スキージ１の長手方向に平行であり、スキージ１におけるシート５側に配置される面である。垂直方向の振動では、粉体４に対して縦波（スキージ１が粉体４に対して近接及び離間する振動方向の波）が伝わりやすい。
　スキージ１の高周波振動の垂直方向の成分は、粉体４間の摩擦抵抗低下への効果が大きい。これは、垂直方向の振動は、スキージ１から粉体４に対して近接及び離間する振動方向であるため、粉体４同士の衝突が繰り返され、粉体４に対して振動が伝わりやすくなるためである。高周波は一般に伝搬しにくいため、粉体４同士の振動が伝わり難くなるおそれがあるが、垂直方向の振動であれば、粉体４に対して特に振動が伝わりやすくなる。
　また、水平方向とは、スキージ１の主面と平行、かつ、スキージ１の軸と平行な方向である。水平方向の振動では、粉体４に対して横波（スキージ１が粉体４に対して擦れあって振動する方向の波）が伝わりやすい。ここで、スキージ１の軸とは、シート５の幅方向と平行な方向の軸を意味する。スキージ１の軸は、スキージ１の長手方向と平行であってもよい。
　スキージ１の高周波振動の水平方向の成分は、粉体４間の摩擦抵抗低下に加えて、スキージ１と粉体４との摩擦力低下にも大きく寄与する。垂直方向の振動成分を大きくしすぎると、粉体４に振動が伝わりすぎて粉体４が大きく振動し、膜厚ばらつきが大きくなる可能性がある。しかし、水平方向の振動成分は、スキージ１と粉体４との間の摩擦力も低下させることができるため、粉体４の流動性を特に高めることができる。
　スキージ１の高周波振動の方向は、垂直方向のみであってもよく、水平方向のみであってもよい。ただし、垂直方向及び水平方向の両方の超音波帯近傍の高周波振動を併用すれば、粉体４の流動性をさらに高めることができる。例えば、一つの粉体４に着目した場合、粉体４の振動方向がランダムになり、粉体４の表面全体に振動が加わるので、振動が伝わらずに摩擦抵抗が高くなる面がなくなり、粉体４の流動性が向上するためである。
　スキージ１が垂直方向及び水平方向に超音波帯近傍の高周波で振動する場合、スキージ１の水平方向の振動の大きさは、例えば、スキージ１の垂直方向の振動の大きさよりも大きい。すなわち、スキージ１では、例えば、粉体４の横波成分（スキージ１が粉体４に対して擦れあって振動する方向）の振動の大きさが、粉体４の縦波成分（スキージ１が粉体４に対して近接及び離間する振動方向）の振動の大きさよりも大きい。この場合、特に摩擦抵抗が高くなりやすいスキージ１と粉体４との界面における摩擦抵抗を、スキージ１の水平方向の振動によって低減することができるとともに粉体４間の摩擦抵抗も低減できる。このため、粉体４の流動性をより高めることができる。
　スキージ１の垂直方向の振動の大きさは、例えば、１０ｎｍ以上である。すなわち、スキージ１の垂直方向の振幅は、例えば、１０ｎｍ以上である。この場合、粉体４間の摩擦抵抗を十分低下させることができ、粉体４の流動性をより高めることができる。また、スキージ１の垂直方向の振幅は、例えば、１０μｍ以下である。これにより、粉体４が大きく振動しすぎることにより、粉体４が粉塵となって飛散し周囲を汚染することを抑制できる。
　スキージ１の水平方向の振動の大きさは、例えば、２０ｎｍ以上である。すなわち、スキージ１の水平方向の振幅は、例えば、２０ｎｍ以上である。この場合、スキージ１と粉体４との界面の摩擦抵抗を十分低下させることができ、粉体４の流動性をより高めることができる。また、スキージ１の水平方向の振幅は、例えば、２０μｍ以下である。これにより、粉体４が大きく振動しすぎることにより、粉体４が粉塵となって飛散し周囲を汚染することを抑制できる。
　スキージ１は、例えば、軸方向が長尺の円柱状であり、例えば、円柱の軸方向（円柱の高さ方向）が、シート５の上面と平行、かつ、スキージ１に対するシート５の相対的な移動方向と交差（例えば、直交）するように配置される。スキージ１の長手方向は、円柱の軸方向である。スキージ１において、進行波は、軸方向に進行する。なお、スキージ１の形状は特に限定されるものではなく、例えば、断面が多角形である多角柱であってもよい。また、スキージ１の断面の面積は、一定でなくてもよく、スキージ１は、長手方向に沿って太さが変化してもよい。
　なお、スキージ１の水平方向の振幅を大きくするためには、第一振動子２及び第二振動子３のそれぞれの圧電体の分極方向を振動子の厚さ方向に一致させる。つまり第一振動子２が厚さ方向に伸縮するように振動し、第二振動子３が厚さ方向に伸縮させられることで振動を吸収する構造とする。
　［粉体塗工装置］
　次に、本実施の形態に係る粉体塗工装置について図５及び図６を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係る粉体塗工装置１０の粉体量調整ユニット１１付近を示す図である。図６は、本実施の形態に係る粉体塗工装置１０を正面から見た場合を示す図である。なお、図５では、図６のＶ－Ｖ線における断面が示されている。また、図５では、ステージ７の図示は省略されている。また、図６では、スキージ１を正面から見た場合において、進行波でスキージ１が振動する場合の振動波形が模式的に示されている。図６では、異なる線種で示された波形によって振動波形の時間変化が示されている。また、図６において、正面から見た場合とは、スキージ１に対する粉体４の相対的な移動方向において正面から見た場合である。
　図５及び図６に示すように、粉体塗工装置１０は、粉体量調整ユニット１１と、粉体量調整ユニット１１のスキージ１を支える一対の支柱９と、シート５を移動させる駆動部１８と、粉体供給部１９とを備える。粉体量調整ユニット１１は、スキージ１がシート５との間に隙間が形成されるように配置される。これにより、スキージ１は、粉体供給部１９によって、シート５の上に供給された粉体４の厚みを調整する。シート５は、例えば、ステージ７に支持される。なお、シート５は、搬送ロール等によって支持されていてもよい。
　粉体塗工装置１０では、駆動部１８によってシート５を進行方向に沿って搬送する。粉体塗工装置１０では、搬送するシート５の表面に粉体供給部１９を用いて粉体４を連続的に供給する。そして、粉体塗工装置１０は、スキージ１を用いて、シート５の表面に供給された粉体４の膜厚及び充填率を整え、粉体層８を所望の目付量にしつつ、目付量のばらつきを少なくする。
　上述のように、粉体量調整ユニット１１におけるスキージ１には進行波が伝搬される状態となっている。粉体塗工装置１０では、進行波の振動を用いて粉体４をならすので、定常波の腹と節の部分に起因する、幅方向の粉体目付量ばらつきを抑制することができる。つまり幅方向において目付量ばらつきが少ない粉体層８を形成できる。
　駆動部１８は、例えば、シート５を所定の方向に移動させる搬送装置である。なお、搬送装置は、シート５を搬送できれば、如何様な装置を用いてもよく、特に限定されない。搬送装置は、例えば、ロール状に巻回されたシート５を連続的に繰り出すことが可能な搬送装置でもよく、シート５を断続的に繰り出すことが可能な搬送装置でもよい。
　なお、シート５の搬送経路上には、シート５の移動に伴って回転するガイドローラ、及びシート５の蛇行を修正する制御装置等が設けられてもよい。また、駆動部１８は、スキージ１及び粉体供給部１９を移動させる装置であってもよい。つまり、駆動部１８は、スキージ１及び粉体供給部１９に対して、シート５を所定の方向に相対移動させる。
　本実施の形態では、シート５は、例えば、長尺な帯状の薄板であり、巻回されている。なお、シート５は、長尺な帯状の薄板に限定されない。例えば、所望の形状のシート５を搬送装置から繰り出し、シート５への粉体４の塗工を終えてから、新たなシート５を搬送装置から繰り出してもよい。また、シート５は、ロール状に巻回されていなくてもよい。つまり、シート５は、粉体塗工装置１０を用いて粉体４を塗工可能な形状であればよい。このため、シート５の形状は特に限定されない。
　粉体供給部１９は、シート５の表面上に粉体４を供給する。本実施の形態では、粉体供給部１９は、例えば、ホッパである。ホッパは、その内部に粉体４を貯溜すると共に、粉体４をシート５の表面に供給する。
　粉体供給部１９は、スキージ１よりもシート５の進行方向における上流側に配置される。粉体供給部１９によって、シート５の表面に供給された粉体４は、シート５の移動に伴ってスキージ１に到達することとなる。なお、本実施の形態では、粉体供給部１９としてホッパを用いているが、これに限られず、粉体供給部１９は、シート５の表面に粉体４を供給可能な装置であればよい。粉体供給部１９は、例えば、スクリューフィーダ等のフィーダであってもよい。
　スキージ１を支える一対の支柱９は、第一振動子２及び第二振動子３を挟むように、第一振動子２及び第二振動子３の外側に配置される。つまり、スキージ１における進行波が伝搬する領域の外側に一対の支柱９が設置される。一対の支柱９は、スキージ１の両側の端部において、スキージ１を支えている。支柱９が第一振動子２及び第二振動子３の内側（つまり第一振動子２と第二振動子３との間）に配置される場合、スキージ１上に伝搬する進行波が、支柱９を通過する際に減衰する。支柱９を第一振動子２及び第二振動子３の外側に設置することで、この減衰を抑制できる。進行波は、正弦定常波に比べ波の振幅が小さいので、このように、波の減衰を抑制する装置構成にすることが重要である。正弦定常波は共振によって波の振幅が増幅されるが、進行波は振幅の増幅がないためである。また、一対の支柱９は、例えば、シート５が移動する領域を挟むように、ステージ７から立設している。
　本実施の形態では、スキージ１は円柱状であり、スキージ１の円柱の軸方向の両端を、スキージ１が水平方向に摺動するようベアリング（不図示）つきの支柱９で固定して配置される。水平方向の摺動量は、スキージ１にストッパー等を取り付けることで調整できる。また、スキージ１の円柱の軸方向の両端を、円形状のベアリングの口径に差し込む形状にし、スキージ１の径とベアリング口径との差分を調整することで、垂直方向の振動量を調整することができる。この方法で水平方向の振幅と垂直方向の振幅との関係を調整し、水平方向の振幅が垂直方向の振幅より大きい関係をつくりだすこともできる。
　なお、粉体塗工装置１０は、スキージ１がシート５との間に隙間が形成されるように配置される構造であれば、支柱９を備えていなくてもよい。例えば、粉体量調整ユニット１１が駆動部１８によって駆動される場合には、スキージ１が駆動部１８に取り付けられていてもよい。
　［粉体層の製造方法］
　以下、粉体層８の製造方法について説明する。粉体塗工装置１０を用いれば、粉体層８を製造することができる。
　粉体層８の製造方法は、集電体等のシート５を所定の方向に移動させながら、シート５の表面に粉体４を供給すること（粉体供給工程）と、シート５の表面に供給された粉体４の厚み及び目付量を、スキージ１を用いて調整すること（粉体整列工程）と、を含む。
　まず、粉体４を作製する。粉体４の原料は特に限定されないが、例えば活物質及び固体電解質の少なくとも一方を含む粒子群を用いてもよい。活物質を含む粒子群を用いる場合、活物質及に適宜の添加物（例えば、結着剤、導電材及び固体電解質等）を加えたものを混合し、粉体４を作製する。混合する方法としては、例えば、乳鉢、ボールミル、ミキサー等で混合する方法がある。特に溶剤等を用いず、粉体４を混合する方法が、材料劣化がなく好ましい。
　粉体供給工程では、シート５を所定の方向に移動させながら、ホッパ等の粉体供給部１９を用いて、シート５の表面に粉体４を供給する。粉体４が供給される基材は、シート状以外の形状、例えば、板又はブロック形状であってもよい。この場合、粉体供給工程における基材の移動は、板又はブロックを間欠的に流す形態でもよい。
　粉体整列工程は、粉体塗工装置１０のスキージ１を用いて、粉体４をシート５の表面上に整列させる工程である。すなわち、粉体整列工程では、シート５の表面に供給された粉体４の厚み及び目付量を、スキージ１を用いて調整する。これにより、粉体層８が形成される。この時、スキージ１は、例えば、周波数２ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下で振動している。また、スキージ１には、第一振動子２から第二振動子３に向かって進行波が伝搬している。
　粉体層８の製造方法は、粉体シート化工程をさらに含んでいてもよい。粉体シート化工程は、例えば、ロールプレス等のプレス機を用いて、シート５に整列させた粉体４から形成された粉体層８を圧縮する工程である。これにより、シート５の表面に粉体層８を圧縮した圧縮粉体層が形成される。
　以上のように、粉体層８の製造方法において、粉体供給工程及び粉体整列工程をこの順番で行うことによって、シート５の表面に粉体４で構成された粉体層８が形成される。このような、シート５と粉体層８との積層体は、エネルギーデバイスに用いることができる。例えば、シート５として集電体を用い、粉体４として活物質を含む粒子群を用いる場合、エネルギーデバイス用の電極を製造することができる。
　粉体塗工装置１０を用いて作製されたエネルギーデバイスは、粉体４に流動性を付与し直接塗工された、目付量ばらつきの少ない粉体層８を有することができる。したがって、粉体層８の製造方法によれば、粉体４を溶剤等に分散させて塗工し、その後乾燥させる工程を用いずに、粉体４を直接塗工している工程を用いているので、溶剤による材料の劣化を防ぐことができ、エネルギーデバイスの高容量化につながる。また、溶剤を使用すること、及び、溶剤を乾燥することによるコストアップを抑制することができる。さらには乾燥工程におけるエネルギーの大量消費を抑制することができ、環境にもやさしい製造方法となる。一方、粉体層８の目付量の均一性が高いことで、エネルギーデバイス内の電極としての品質を高めることができ、良好な品質を有する高容量なエネルギーデバイスを低コストで製造することができる。
　［粉体層］
　次に、粉体塗工装置１０を用いて形成される粉体層８について説明する。
　本実施の形態に係る粉体層８は、例えば、エネルギーデバイスに用いられる。粉体層８の膜厚は、例えば、３０μｍ以上である。また、粉体層８は、少なくとも１種類の粒子材料で構成される粉体を含む。また、粉体層８に含まれる溶剤の濃度は５０ｐｐｍ以下である。また、粉体層８の目付量ばらつきは小さい。
　これにより、目付量ばらつきが小さく、溶剤による劣化が抑制された粉体層８が実現される。また、溶剤の乾燥を必要としないので、溶剤を乾燥させるための消費エネルギーを削減することができるため、環境負荷を抑制し、かつ、製造コストの高騰化を抑制することができる。よって、このような粉体層８をエネルギーデバイスに用いることで、エネルギーデバイスの容量及び品質を高め、環境負荷が小さく、かつ、低コスト化を実現することができる。
　なお、粉体層８は、粉体塗工装置１０によって形成された粉体層８をプレスした圧縮粉体層であってもよい。
　本実施の形態の粉体層８は、例えば、全固体電池に用いることができる。
　以下、粉体層８を全固体電池に用いる場合の詳細について述べる。
　粉体層８は、例えば、集電体であるシート５上に形成されており、全固体電池の電極（つまり、正極又は負極）に用いられる。電極は、集電体と粉体層８とを備える。
　なお、電極は、集電体と粉体層８との間に位置する他の層をさらに備えていてもよい。他の層は、例えば、導電性炭素材料等からなる接続層等である。
　粉体層８の膜厚は、３０μｍ以上である。また、粉体層８の膜厚の上限値は、特に制限されないが、粉体層８の膜厚は、例えば、２０００μｍ以下である。
　また、粉体層８は、少なくとも１種類の粒子材料で構成される粉体４を含む。
　粉体層８に含まれる溶剤の濃度は、５０ｐｐｍ以下である。つまり、粉体層８は、溶剤を実質的に含まない。ここで、実質的に含まないとは、全く含まない場合、及び、不純物等として不可避的に５０ｐｐｍ以下で含まれる場合を意味する。溶剤の濃度は、重量基準の濃度である。
　平面視における粉体層８の大きさは、例えば、３０ｍｍ×３０ｍｍ以上である。平面視における粉体層８の大きさの上限は、特に制限されないが、平面視における粉体層８の大きさは、例えば、３００ｍｍ×６００ｍｍ以下である。
　粉体層８の表面における任意の３０ｍｍ×３０ｍｍの領域において、粉体層８の目付量ばらつきは、例えば、８％以下である。
　目付量の測定方法としては、例えば、以下の方法で行われる。まず、粉体層８と集電体とを上下からプレスすることで押し固め、その後、粉体層８と集電体とを直径５ｍｍ以上直径９ｍｍ以下の円形に打ち抜き、打ち抜かれた粉体層８と集電体との合計重量を測定する。そして、あらかじめ測定していた直径５ｍｍ以上直径９ｍｍ以下で打ち抜いた同ロットの集電体の重さを、上記合計重量から差し引くことで、粉体層８の重量を求める。この重量を打ち抜いた直径５ｍｍ以上直径９ｍｍ以下の円の面積で割ることで、目付量を求めることができる。
　また、目付量のばらつきの測定は、例えば、以下の方法で行われる。まず、平面視での粉体層８の表面における任意の３０ｍｍ×３０ｍｍの領域を選択する。この領域は、粉体層８の表面における中央部の領域であってもよく、粉体層８の端部を含む領域であってもよい。そして、この領域の範囲内で、例えば、直径５ｍｍ以上直径９ｍｍ以下の円形で５箇所以上打ち抜いて、上述の方法を用いて目付量を測定する。ばらつきの測定の精度を高める観点から９箇所以上打ち抜いてもよい。打ち抜いた全箇所の目付量の平均と、打ち抜いた各箇所の目付量のうち最も当該平均との差が大きい箇所の目付量との差（詳細には差の絶対値）を、当該平均で割ることで目付量ばらつきが算出される。つまり、目付量ばらつきが８％以下であるとは、打ち抜いたいずれの箇所においても、目付量の当該平均との差が、当該平均の８％以下であることを意味する。
　粉体層８は、上述のように、シート５の表面に供給された粉体４に高周波の振動が与えられることで、粉体４に流動性を付与しながら粉体層８における粉体４を整列させることで形成される。スキージ１が進行波により振動することで、幅方向にも粉体層８の目付量ばらつきが小さいので、大きさが３０ｍｍ×３０ｍｍ以上、厚みが３０μｍ以上の粉体層８を高品質に作製することができる。このため、粉体層８を大型高容量のエネルギーデバイスに用いることができる。
　また、粉体層８は、例えば、溶剤を実質的に含まない塗工工程を経て作製される。このため、溶剤を実質的に含まない粉体層８を形成できる。これにより、粉体層８には、溶剤によるダメージがない。したがって、粉体層８の劣化が抑制され、かつ、粉体層８における粉体４の目付量ばらつきが小さいので、高容量で優れた品質を有する、大型高容量のエネルギーデバイスの粉体層８が形成可能となる。
　また、粉体層８は、例えば、全固体電池等のエネルギーデバイスの正極、負極、又は固体電解質層に用いることができる。
　粉体層８が正極に用いられる場合は、例えば、シート５は正極集電体であり、粉体４を含む粉体層８は正極合剤層である。つまり、正極合剤層は、正極集電体上に形成される。正極合剤層における粉体４は、例えば、正極活物質と、イオン伝導性を有する固体電解質とを含む。
　粉体層８が負極に用いられる場合は、例えば、シート５は負極集電体であり、粉体４を含む粉体層８は負極合剤層である。つまり、負極合剤層は、負極集電体上に形成される。負極合剤層における粉体４は、例えば、負極活物質と、イオン伝導性を有する固体電解質とを含む。
　粉体層８が固体電解質層に用いられる場合は、例えば、粉体４を含む粉体層８は、固体電解質層である。固体電解質層は、上記の正極集電体上に形成された正極合剤層の表面又は負極集電体上に形成された負極合剤層の表面に形成される。つまり、シート５は、例えば、正極集電体上に形成された正極合剤層又は負極集電体上に形成された負極合剤層である。固体電解質層における粉体４は、例えば、イオン伝導性を有する固体電解質を含む。
　上記の正極合剤層、負極合剤層及び固体電解質層に含まれる溶剤の濃度は、５０ｐｐｍ以下である。すなわち、正極合剤層、負極合剤層及び固体電解質層は、溶剤を実質的に含まない。ここで、溶剤を実質的に含まないとは、これらの層が溶剤を全く含まない場合、及び、これらの層で不純物等として不可避的に５０ｐｐｍ以下の溶剤が含まれる場合を意味する。
　なお、溶剤とは、例えば、有機溶剤である。また、溶剤の測定方法は、特に限定されず、例えば、ガスクロマトグラフィー、質量変化法等を用いて測定できる。有機溶剤としては、例えば、ヘプタン、キシレン及びトルエン等の無極性有機溶剤、第三級アミン系溶剤、エーテル系溶剤、チオール系溶剤及びエステル系溶剤等の極性有機溶剤、並びに、これらの組み合わせを含む。第三級アミン系溶剤の例は、トリエチルアミン、トリブチルアミン及びトリアミルアミンを含む。エーテル系溶剤の例は、テトラヒドロフラン及びシクロペンチルメチルエーテルを含む。チオール系溶剤の例は、エタンメルカプタンを含む。エステル系溶剤の例は、酪酸ブチル、酢酸エチル及び酢酸ブチルを含む。
　次に、正極合剤層、負極合剤層、及び固体電解質層に用いられる材料の詳細について述べる。
　正極活物質は、負極よりも高い電位で結晶構造内にリチウム（Ｌｉ）等の金属イオンが挿入又は離脱され、リチウム等の金属イオンの挿入又は離脱に伴って酸化又は還元が行われる物質である。正極活物質の種類は、全固体電池の種類に応じて適宜選択され、例えば、酸化物活物質、硫化物活物質等が挙げられる。
　本実施の形態における正極活物質は、例えば、酸化物活物質（リチウム含有遷移金属酸化物）が用いられる。酸化物活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４及びこれらの化合物の遷移金属を１又は２の異種元素で置換することによって得られる化合物等が挙げられる。上記化合物の遷移金属を１又は２の異種元素で置換することによって得られる化合物としては、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ２等、公知の材料が用いられる。正極活物質は、１種で使用してもよく、又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　正極活物質の形状としては、例えば、粒子状等が挙げられる。正極活物質が粒子状である場合、正極活物質の粒子径は、例えば、５０ｎｍ以上３０μｍ以下の範囲であり、１μｍ以上１５μｍ以下の範囲内であってもよい。正極活物質の粒子径を５０ｎｍ以上とすれば、取扱性が良くなりやい。一方、粒子径を３０μｍ以下とすれば、小粒径の活物質を用いることで、表面積が大きくなり、高容量な正極が得られやすい。なお、本明細書における正極合剤層又は負極合剤層に含まれる材料の粒子径は、例えば、上述したＤ５０である。
　正極活物質の表面は、コート層で被覆されていてもよい。正極活物質（例えば酸化物活物質）と固体電解質（例えば、硫化物系固体電解質）との反応を抑制することができるからである。コート層の材料としては、例えば、ＬｉＮｂＯ３、Ｌｉ３ＰＯ４、ＬｉＰＯＮ等のＬｉイオン伝導性酸化物が挙げられる。コート層の平均厚さは、例えば、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内であり、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内であってもよい。
　正極合剤層に含まれる正極活物質と固体電解質との割合は、重量換算で正極活物質／固体電解質＝重量比とした場合に、重量比が１以上９９以下の範囲内であってもよく、２．３以上１９以下の範囲内であってもよい。この重量比の範囲内であることにより、正極合剤層内でのリチウムイオン伝導経路及び電子伝導経路の両方が確保されやすい。
　負極活物質は、正極よりも低い電位で結晶構造内にリチウム等の金属イオンが挿入又は離脱され、リチウム等の金属イオンの挿入又は離脱に伴って酸化又は還元が行われる物質である。
　本実施の形態における負極活物質としては、例えば、リチウム、インジウム、スズ、ケイ素といったリチウムとの易合金化金属、ハードカーボン、黒鉛等の炭素材料、及び、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＳｉＯｘ等の酸化物活物質等の、公知の材料が用いられる。また、負極活物質としては、上述した負極活物質を適宜混合した複合体等も用いてもよい。
　負極活物質の粒子径は、例えば、３０μｍ以下である。小粒径の活物質を用いることで、表面積が大きくなり、高容量にできる。
　負極合剤層に含まれる負極活物質と固体電解質との割合は、重量換算で負極活物質／固体電解質＝重量比とした場合に、例えば、重量比が０．６以上１９以下の範囲内であり、１以上９以下の範囲内であってもよい。この重量比の範囲内であることにより、負極合剤層内でのリチウムイオン伝導経路と電子伝導経路の両方が確保されやすい。
　固体電解質は、伝導イオン種（例えば、リチウムイオン）に応じて適宜選択すればよい。固体電解質としては、例えば、硫化物系固体電解質と酸化物系固体電解質とハロゲン化物系固体電解質とが挙げられる。
　本実施の形態における硫化物系固体電解質の種類は特に限定しないが、硫化物系固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２Ｓ－ＳｉＳ２、ＬｉＩ－Ｌｉ２Ｓ－ＳｉＳ２、ＬｉＩ－Ｌｉ２Ｓ－Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ－Ｌｉ２Ｓ－Ｐ２Ｏ５、ＬｉＩ－Ｌｉ３ＰＯ４－Ｐ２Ｓ５及びＬｉ２Ｓ－Ｐ２Ｓ５等が挙げられる。特に、リチウムイオン伝導性が優れている観点から、硫化物系固体電解質は、Ｌｉ、Ｐ及びＳを含んでもよい。硫化物系固体電解質は、１種で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、硫化物系固体電解質は、結晶質であってもよく、非晶質であってもよく、ガラスセラミックスであってもよい。なお、上記「Ｌｉ２Ｓ－Ｐ２Ｓ５」の記載は、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を含む原料組成を用いてなる硫化物系固体電解質を意味し、他の記載についても同様である。
　本実施の形態においては、硫化物系固体電解質の一形態は、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を含む硫化物ガラスセラミックスであり、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５の割合は、モル換算でＬｉ２Ｓ／Ｐ２Ｓ５＝モル比とした場合、例えば、モル比が２．３以上４以下の範囲内であり、３以上４以下の範囲内であってもよい。このモル比の範囲内であることにより、電池特性に影響するリチウム濃度を保ちながら、イオン伝導性の高い結晶構造とすることができる。
　本実施の形態における硫化物系固体電解質の形状としては、例えば、真球状、楕円球状等の粒子形状等が挙げられる。硫化物系固体電解質材料が粒子形状である場合、硫化物系固体電解質の粒子径は、特に限定されるものではないが、正極又は負極内の充填率を向上させやすくなるため、３０μｍ以下であってもよく、２０μｍ以下であってもよく、１０μｍ以下であってもよい。一方、硫化物系固体電解質の粒子径は、０．００１μｍ以上であってもよく、０．０１μｍ以上であってもよい。
　次に、本実施の形態における酸化物系固体電解質について説明する。酸化物系固体電解質の種類は特に限定しないが、ＬｉＰＯＮ、Ｌｉ３ＰＯ４、Ｌｉ２ＳｉＯ２、Ｌｉ２ＳｉＯ４、Ｌｉ０．５Ｌａ０．５ＴｉＯ３、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ０．７（ＰＯ４）３、Ｌａ０．５１Ｌｉ０．３４ＴｉＯ０．７４、Ｌｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．５（ＰＯ４）３等が挙げられる。酸化物系固体電解質は、１種を使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　次に、正極集電体及び負極集電体の詳細について述べる。
　本実施の形態における正極は、例えば、金属箔等からなる正極集電体を備える。正極集電体には、例えば、アルミニウム、金、白金、亜鉛、銅、ステンレス（ＳＵＳ）、ニッケル、スズ、チタン、又は、これらの２種以上の合金等からなる箔状体、板状体、網目状体等が用いられる。
　また、正極集電体の厚さ及び形状等については、正極の用途に応じて適宜選択してもよい。
　本実施の形態における負極は、例えば、金属箔等からなる負極集電体を備える。負極集電体には、例えば、ＳＵＳ、金、白金、亜鉛、銅、ニッケル、チタン、スズ、又は、これらの２種以上の合金等からなる箔状体、板状体、網目状体等が用いられる。
　また、負極集電体の厚さ及び形状等については、負極の用途に応じて適宜選択してもよい。
　（その他の実施の形態）
　以上、本開示に係る粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したもの、及び、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲に含まれる。
　例えば、上記実施の形態では、スキージ１は、超音波帯近傍の高周波で振動したが、これに限らない。スキージ１の振動の周波数は、粉体４の特性に応じて設定されればよく、例えば、２ＫＨｚ以下であってもよい。
　本開示に係る粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置は、溶剤を用いずに膜厚のばらつきが少なく均一な粉体層を形成できるため、高品質な全固体電池の合剤層等の様々な粉体層の形成に用いることができる。
　１、２１　スキージ
　２　第一振動子
　３　第二振動子
　４、２４　粉体
　５、２５　シート
　６　マスク
　７　ステージ
　８、２８　粉体層
　９　支柱
　１０、３０　粉体塗工装置
　１１　粉体量調整ユニット
　１８　駆動部
　１９　粉体供給部

Claims (5)

  1. 　基材上に供給された粉体をならすことで前記粉体の量を調整する粉体量調整ユニットであって、
    　第一端部および第二端部を有するスキージと、
    　前記スキージの前記第一端部に配置され、前記第一端部において波を励振する第一振動子と、
    　前記スキージの前記第二端部に配置され、前記第二端部において前記波を吸収する第二振動子と、を備え、
    　前記スキージは、前記第一端部から前記第二端部に向かう進行波により振動する
    　粉体量調整ユニット。
  2. 　前記スキージは、金属材料からなる
    　請求項１に記載の粉体量調整ユニット。
  3. 　前記スキージは、周波数２ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下で振動する
    　請求項２に記載の粉体量調整ユニット。
  4. 　基材の表面上に粉体を供給する粉体供給部と、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の粉体量調整ユニットであって、前記スキージが前記基材との間に隙間が形成されるように配置される粉体量調整ユニットと、
    　前記スキージに対して前記基材を所定の方向に相対移動させる駆動部と、を備える
    　粉体塗工装置。
  5. 　前記スキージを支える一対の支柱を備え、
    　前記一対の支柱は、前記第一振動子及び前記第二振動子を挟むように、前記第一振動子及び前記第二振動子の外側に配置される
    　請求項４に記載の粉体塗工装置。
PCT/JP2023/022810 2022-08-30 2023-06-20 粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置 WO2024048026A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022137223 2022-08-30
JP2022-137223 2022-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024048026A1 true WO2024048026A1 (ja) 2024-03-07

Family

ID=90099375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/022810 WO2024048026A1 (ja) 2022-08-30 2023-06-20 粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024048026A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0647225U (ja) * 1992-12-09 1994-06-28 株式会社エー・アンド・デイ 粉粒体均し装置
JPH07157043A (ja) * 1993-12-08 1995-06-20 Canon Inc 粉体搬送装置
JP2001037265A (ja) * 1999-07-15 2001-02-09 Canon Inc 振動型駆動装置およびこれを用いた機器
JP2021138975A (ja) * 2020-03-02 2021-09-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 三次元形状造形物の製造方法
JP2021178271A (ja) * 2020-05-11 2021-11-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 粉体塗工装置、エネルギーデバイスの製造方法、電池用正極、及び電池用負極
WO2022196363A1 (ja) * 2021-03-18 2022-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スキージおよび粉体塗工装置
WO2022196365A1 (ja) * 2021-03-18 2022-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 粉体塗工装置
JP2023049512A (ja) * 2021-09-29 2023-04-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 エネルギーデバイスの粉体層複合体、その製造方法及びエネルギーデバイスの粉体塗工装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0647225U (ja) * 1992-12-09 1994-06-28 株式会社エー・アンド・デイ 粉粒体均し装置
JPH07157043A (ja) * 1993-12-08 1995-06-20 Canon Inc 粉体搬送装置
JP2001037265A (ja) * 1999-07-15 2001-02-09 Canon Inc 振動型駆動装置およびこれを用いた機器
JP2021138975A (ja) * 2020-03-02 2021-09-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 三次元形状造形物の製造方法
JP2021178271A (ja) * 2020-05-11 2021-11-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 粉体塗工装置、エネルギーデバイスの製造方法、電池用正極、及び電池用負極
WO2022196363A1 (ja) * 2021-03-18 2022-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スキージおよび粉体塗工装置
WO2022196365A1 (ja) * 2021-03-18 2022-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 粉体塗工装置
JP2023049512A (ja) * 2021-09-29 2023-04-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 エネルギーデバイスの粉体層複合体、その製造方法及びエネルギーデバイスの粉体塗工装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11888142B2 (en) Powder application apparatus
JP5395391B2 (ja) 塗工装置、塗工方法および電極板
KR101777033B1 (ko) 분체 도포 시공 장치 및 그것을 사용한 리튬 이온 전지용 전극의 제조 방법
CN106471665B (zh) 制造锂离子二次电池电极板片的方法
JP2002075345A (ja) 電池用電極板の製造方法および製造装置
JP2014182971A (ja) リチウムイオン二次電池の電極塗工方法及びその装置
JP2011129435A (ja) 乾燥装置
WO2006115034A1 (ja) 電極合剤ペースト塗布方法及び塗布装置
KR20140024207A (ko) 리튬 이온 이차 전지용 전극의 제조 방법 및 제조 장치와 리튬 이온 이차 전지용 전극
US20230405627A1 (en) Squeegee and powder coating apparatus
WO2010106889A1 (ja) 粉体塗布装置
WO2024048026A1 (ja) 粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置
JP4702351B2 (ja) ２次電池電極用インク、リチウムイオン電池、電子機器及び車両
JP2013048995A (ja) 塗布装置、塗布膜形成システム、塗布方法および塗布膜形成方法
JP2023049512A (ja) エネルギーデバイスの粉体層複合体、その製造方法及びエネルギーデバイスの粉体塗工装置
JP2024061450A (ja) 粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置
JP2024033571A (ja) 粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置
JP2024061451A (ja) 粉体量調整ユニット及び粉体塗工装置
CN114128007A (zh) 电极用成型体的制造方法
WO2023171062A1 (ja) 粉体塗工装置
JP2023132580A (ja) 乾式粉体層、乾式粉体層を用いた乾式塗工膜及び全固体電池
CN114551779B (zh) 电极的制造方法和电极浆料涂覆装置
WO2022196365A1 (ja) 粉体塗工装置
JP2001076712A (ja) 電池用電極ペーストの塗布方法
JP2010207779A (ja) 粉体塗布装置および粉体塗布方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23859796

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1