JP2016139561A - プレス装置及び電極の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗膜浮きを除去すること。【解決手段】第2設備41は、第1設備で両面に塗工部17を形成した電極材料14を供給するプレス用供給装置42と、塗工部17を加圧するプレス装置43と、プレス装置43によって塗工部17が加圧されたあとの帯状金属箔15、即ち電極材料14を巻き取るプレス用巻取装置48を備えている。プレス装置43は、一対のプレスロール44,45と、一対のプレスロール44,45よりも搬送方向X2における下流側で、かつ、電極材料14より、その短手方向に配置された除去電極46,47とを有している。除去電極46,47には電圧が印加されている。除去電極46,47に触れた塗膜浮き18には、除去電極46,47から電圧が加わる。これにより、塗膜浮き18は焼き切れる。【選択図】図2
Description
本発明は、電極材料を加圧するプレス装置、及び、電極の製造方法に関する。
蓄電装置の一種である二次電池としては、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池などが知られている。例えば、リチウムイオン二次電池は、ケースを備えるとともに、このケース内に、金属箔に活物質層を備える正極の電極及び負極の電極を積層、又は捲回した電極組立体を備える。各極の電極の製造は、まず、活物質、導電剤、溶媒及びバインダを混合した活物質合剤を、長尺状の金属箔の表面に塗布して塗工部を形成することで、金属箔と、塗工部とを有する電極材料を形成する。
次に、塗工部の密度を高め、かつ規定の厚みとするために、塗工部を加圧する。この際には、例えば、特許文献1に記載のプレス装置が用いられる。特許文献1に記載のプレス装置は、一対のプレスロールを有している。そして、一対のプレスロールの間に塗工部を通すことで、塗工部が加圧され、塗工部の密度が高められる。
ところで、プレス装置による塗工部の加圧を行ったときに、塗工部の面に沿う方向において塗工部の縁から塗膜浮きが突出することがある。塗工部に塗膜浮きが残留したまま製造された電極を用いた電極組立体では、電極から剥離した塗膜浮きが二次電池の内部短絡の原因となりやすく、内部短絡が生じると二次電池の自己放電量が多くなる。このため、塗工部の加圧後に、塗膜浮きの除去が望まれている。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗膜浮きを除去することができるプレス装置、及び、電極の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するプレス装置は、長尺状の集電体の少なくとも一面に活物質合剤の塗工部を有し、かつ、長手方向に搬送される電極材料を加圧するプレス装置であって、前記電極材料を前記塗工部の面に交差する方向から挟み、前記塗工部を加圧する一対のプレスロールと、前記プレスロールよりも搬送方向の下流側で、かつ、前記電極材料より、その短手方向に配置された除去電極とを備える。
これによれば、塗膜浮きが除去電極に接触すると、除去電極から塗膜浮きに瞬間的に電圧が加えられ電流が流れることで、塗膜浮きで生じるジュール熱によって塗膜浮きが焼き切られる。このため、プレスロールに加圧されることで塗工部に塗膜浮きが生じても、その塗膜浮きを塗工部の加圧後にプレス装置で除去することができる。
上記プレス装置について、前記除去電極は前記電極材料より、その短手方向に離間して配置されるとともに、電源の一方の極に接続され、前記電源の他方の極は、前記電極材料の集電体に接続されていることが好ましい。
これによれば、電極材料の搬送中は、塗膜浮き以外は除去電極と接触せず、塗工部が摩耗することを抑制することができる。
上記課題を解決する電極の製造方法は、集電体の少なくとも一面に活物質層を有する電極の製造方法であって、長尺状の集電体の少なくとも一面に前記活物質層を形成する活物質合剤を塗布した塗工部を形成し、前記塗工部の面に交差する方向から一対のプレスロールによって前記塗工部を加圧し、加圧することで前記塗工部の面に沿う方向において該塗工部の縁から突出する塗膜浮きに、電圧を印加する。
上記課題を解決する電極の製造方法は、集電体の少なくとも一面に活物質層を有する電極の製造方法であって、長尺状の集電体の少なくとも一面に前記活物質層を形成する活物質合剤を塗布した塗工部を形成し、前記塗工部の面に交差する方向から一対のプレスロールによって前記塗工部を加圧し、加圧することで前記塗工部の面に沿う方向において該塗工部の縁から突出する塗膜浮きに、電圧を印加する。
これによれば、塗膜浮きが除去された電極を製造することができる。
上記電極の製造方法について、前記塗工部を加圧する前に、前記長尺状の集電体に前記塗工部が設けられた電極材料を、該電極材料の短手方向の長さが前記プレスロールの軸方向の長さよりも短くなるように切断することが好ましい。
上記電極の製造方法について、前記塗工部を加圧する前に、前記長尺状の集電体に前記塗工部が設けられた電極材料を、該電極材料の短手方向の長さが前記プレスロールの軸方向の長さよりも短くなるように切断することが好ましい。
これによれば、塗工部が設けられない未塗工部を含んで電極材料の切断が行われたときには、プレス装置による加圧を受けない未塗工部に起因する皺の発生を抑制することができる。
上記電極の製造方法について、前記活物質合剤は、前記長尺状の集電体の長手方向に間隔を空けて塗布されることが好ましい。
これによれば、塗工部は集電体の長手方向に間隔を空けて設けられる。すると、一対のプレスロールによる加圧を行うときには、塗工部が設けられている部分と塗工部が設けられていない部分が交互に加圧される。これにより、プレスロールから塗工部に加わる荷重の変動が大きくなり、塗膜浮きが生じやすくなる。このように、塗膜浮きが生じやすい製造方法であっても、塗膜浮きを除去することで、塗膜浮きが除去された電極を製造することができる。
これによれば、塗工部は集電体の長手方向に間隔を空けて設けられる。すると、一対のプレスロールによる加圧を行うときには、塗工部が設けられている部分と塗工部が設けられていない部分が交互に加圧される。これにより、プレスロールから塗工部に加わる荷重の変動が大きくなり、塗膜浮きが生じやすくなる。このように、塗膜浮きが生じやすい製造方法であっても、塗膜浮きを除去することで、塗膜浮きが除去された電極を製造することができる。
本発明によれば、塗膜浮きを除去することができる。
以下、プレス装置、及び、電極の製造方法を具体化した一実施形態について説明する。
蓄電装置としての二次電池は、図示しないが、外観が角型をなす角型電池であり、リチウムイオン電池である。二次電池は、ケース内に電極組立体を備える。電極組立体は、複数の正極の電極と、複数の負極の電極とが、両者の間をセパレータで絶縁した状態で交互に積層されて構成されている。
蓄電装置としての二次電池は、図示しないが、外観が角型をなす角型電池であり、リチウムイオン電池である。二次電池は、ケース内に電極組立体を備える。電極組立体は、複数の正極の電極と、複数の負極の電極とが、両者の間をセパレータで絶縁した状態で交互に積層されて構成されている。
図5に示すように、正極及び負極の電極11は、それぞれ集電体である矩形状の金属箔12(正極はアルミニウム箔、負極は銅箔)の両面に活物質層13を備える。電極11は、帯状を成す電極材料を所定の形状に切断することで製造される。より具体的には、本実施形態の電極11は、帯状金属箔の両面に活物質合剤の塗布と乾燥を行い、塗工部を有する電極材料とする塗工工程、電極材料を所定幅に切断するスリットカット工程、帯状を成す電極材料より個々の電極を打ち抜く切断工程、といった製造工程を経て、製造される。すなわち、電極11の製造工程の多くは、帯状金属箔の両面に塗工部が形成された電極材料に加工を施すことで行われる。以下、電極11の生産設備について、本発明に係わる主要な設備を説明する。
図1(a)及び図2(a)に示すように、生産設備は、第1設備21と、第2設備41とを備えている。第1設備21は、帯状金属箔15に活物質合剤16を塗布して活物質合剤16の層である塗工部17を形成することで、帯状金属箔15と塗工部17とを有する電極材料14を形成するための設備である。本実施形態の第1設備21は、両面のうちの一方の面に塗工及び乾燥の完了した塗工部17が既に形成された帯状金属箔15の他方の面、つまり塗工部17がまだ形成されていない面に同塗工部17を形成する設備となっている。なお、活物質合剤16としては、活物質、導電剤、バインダ、及び溶媒を混練したものが用いられる。第2設備41は、第1設備21で帯状金属箔15の両面に形成された塗工部17を加圧して塗工部17の密度を高めるとともに、塗工部17の加圧によって生じる塗膜浮き18を除去するための設備である。
まず、第1設備21について説明する。
図1(a)に示すように、第1設備21は、帯状金属箔15を供給する供給装置22と、帯状金属箔15に活物質合剤16を塗布して、活物質合剤16の層である塗工部17を形成する塗工装置23と、塗工部17を乾燥させる乾燥装置28と、帯状金属箔15及び塗工部17を所定の規定幅H1に切断するスリット装置29とを備えている。更に、第1設備21は、塗工部17が形成された帯状金属箔15を巻き取る巻取装置31を備えている。
図1(a)に示すように、第1設備21は、帯状金属箔15を供給する供給装置22と、帯状金属箔15に活物質合剤16を塗布して、活物質合剤16の層である塗工部17を形成する塗工装置23と、塗工部17を乾燥させる乾燥装置28と、帯状金属箔15及び塗工部17を所定の規定幅H1に切断するスリット装置29とを備えている。更に、第1設備21は、塗工部17が形成された帯状金属箔15を巻き取る巻取装置31を備えている。
供給装置22は、帯状金属箔15が図示しない一方の治具(リール)に巻装された供給ロール22aを備えている。供給ロール22aより繰り出された帯状金属箔15の一端は、長手方向が供給ロール22aの周方向に延びる状態とされている。供給ロール22aは、図示しない支持装置によって回転可能に支持されている。
また、巻取装置31は、帯状金属箔15を図示しない他方の治具(リール)に巻き取った巻取ロール31aを備える。帯状金属箔15は長手方向が巻取ロール31aの周方向に延びる状態で巻取ロール31aに巻き取られる。巻取ロール31aは、図示しない支持装置によって回転可能に支持されている。供給ロール22a及び巻取ロール31aは、帯状金属箔の搬送速度が一定となるように回転し、塗工部17が形成された帯状金属箔15、即ち電極材料14を巻取ロール31aに巻き取る。よって、供給ロール22aから供給された帯状金属箔15が、巻取ロール31aに巻き取られることにより、帯状金属箔15は、搬送方向X1に沿って搬送される。
帯状金属箔15の搬送方向X1における供給装置22の下流には塗工装置23が配置されている。この塗工装置23は、ペースト状の活物質合剤16を蓄える貯留タンク24と、円柱状のコーティングロール25と、貯留タンク24から供給されるペースト状の活物質合剤16をコーティングロール25の表面に付着させるとともにペースト状の活物質合剤16の供給量を調節する略円柱状のコンマロール26とを備えている。また、塗工装置23は、帯状金属箔15を案内する円柱状のバッキングロール27を備えている。各ロール25,26,27は平行に配置されている。コーティングロール25は、バッキングロール27の回転方向Y1とは同方向(図1(a)では時計回り)である回転方向Y2に回転する。これにより、近接した表面同士は反対方向に移動し、コーティングロール25の表面に付着したペースト状の活物質合剤16を帯状金属箔15の表面に転写する。
バッキングロール27は、帯状金属箔15をコーティングロール25に接近させることによってペースト状の活物質合剤16と帯状金属箔15とを接触させて帯状金属箔15にペースト状の活物質合剤16を塗布する接触位置と、この接触位置から離れた位置であって帯状金属箔15にペースト状の活物質合剤16を塗布させない離間位置との間で移動可能なロールである。
また、バッキングロール27は、同バッキングロール27を回転させる図示しないモータ等の駆動装置を有しており、軸心まわりに回転可能にされている。また、バッキングロール27は、該バッキングロール27を移動させる駆動装置も有しており、この駆動装置の作動によってバッキングロール27が上記接触位置と上記離間位置との間を繰り返し移動することにより、帯状金属箔15にペースト状の活物質合剤16が間欠塗工され、帯状金属箔15の長手方向に間隔を空けて塗工部17が形成される。
なお、本実施形態の塗工部17は、矩形状であり、その長手方向が帯状金属箔15の短手方向(電極材料14の短手方向)と同一方向となっている。塗工部17の長手方向の寸法は、帯状金属箔15の短手方向の寸法よりも短く、帯状金属箔15の短手方向両端には、塗工部17が設けられていない未塗工部が存在する。
帯状金属箔15の搬送方向X1における塗工装置23の下流には乾燥装置28が配置されている。乾燥装置28は乾燥機28aを備え、乾燥機28aは熱源からの熱により空気を加熱し、熱風を供給する。
スリット装置29は、スリットカット工程を行う装置である。スリット装置29は、帯状金属箔15の搬送方向X1における乾燥装置28の下流に設けられている。このスリット装置29は、帯状金属箔15の短手方向の長さ及び塗工部17における帯状金属箔15の短手方向に沿う長さ(塗工部17の長手方向の長さ)が所定の規定幅H1となるように、帯状金属箔15の短手方向の両端部を切断するスリット加工を行う装置であり、電極材料14の短手方向に対向して配設された一対のスリット刃30を有している。スリット刃30は、帯状金属箔15を厚み方向から挟み込む円盤状の上部スリット刃30a及び円盤状の下部スリット刃30bで構成されており、それら上部スリット刃30a及び下部スリット刃30bによる剪断作用によって、帯状金属箔15の短手方向の端部が切断される。これにより、スリット装置29によって帯状金属箔15の短手方向両端部に位置する未塗工部が切断される。
次に、第2設備41について説明する。
図2(a)に示すように、第2設備41は、第1設備21で両面に塗工部17を形成した帯状金属箔15、即ち電極材料14を供給するプレス用供給装置42と、塗工部17を加圧するプレス装置43と、プレス装置43によって塗工部17が加圧されたあとの帯状金属箔15、即ち電極材料14を巻き取るプレス用巻取装置48とを備えている。
図2(a)に示すように、第2設備41は、第1設備21で両面に塗工部17を形成した帯状金属箔15、即ち電極材料14を供給するプレス用供給装置42と、塗工部17を加圧するプレス装置43と、プレス装置43によって塗工部17が加圧されたあとの帯状金属箔15、即ち電極材料14を巻き取るプレス用巻取装置48とを備えている。
プレス用供給装置42は、電極材料14を図示しない治具(リール)に巻き取ったプレス用供給ロール42aを備えている。このプレス用供給ロール42aは、第1設備21において電極材料14を治具に巻き取った巻取ロール31aである。即ち、プレス用供給装置42には、第1設備21で電極材料14を治具に巻き取った巻取ロール31aがセットされ、第1設備21での電極の製造工程の後に、第2設備41での電極の製造工程が行われる。
プレス用巻取装置48は、電極材料14を図示しない治具(リール)に巻き取るプレス用巻取ロール48aを備えている。プレス用供給ロール42aより繰り出された電極材料14の一端は長手方向がプレス用巻取ロール48aの周方向に延びる状態とされている。プレス用巻取ロール48aは、図示しない支持装置によって回転可能に支持されている。プレス用供給ロール42a及びプレス用巻取ロール48aは、一定の回転速度で回転し、電極材料14を巻き取る。よって、プレス用供給ロール42aから供給された電極材料14が、プレス用巻取ロール48aに巻き取られることにより、電極材料14(帯状金属箔15)は、搬送方向X2に沿って搬送される。
電極材料14の搬送方向X2におけるプレス用供給装置42の下流にはプレス装置43が設けられている。プレス装置43は、プレス工程を行うための装置である。プレス装置43は、一対のプレスロール44,45と、搬送方向X2における一対のプレスロール44,45よりも下流に設けられた除去電極46,47とを有している。
一対のプレスロール44,45は、対向して配置されており、プレスロール44,45同士の間を塗工部17が形成された帯状金属箔15が通る。つまり、一対のプレスロール44,45は、塗工部17の面に交差する方向から電極材料14を挟むことで加圧を行う。一対のプレスロール44,45は、中心軸を中心として、互いに異なる方向に回転して、外周面によって塗工部17を加圧する。
図3及び図4に示すように、除去電極46,47は、円柱状であり、帯状金属箔15より、その短手方向に沿って帯状金属箔15の両側に配置されている。各除去電極46,47は、塗工部17から該塗工部17の長手方向に離間して設けられている。具体的にいえば、各除去電極46,47の帯状金属箔15に最も近い部分は、塗工部17の長手方向の寸法公差の最大値D1+2μm離間している。各除去電極46,47は、金属製である。各除去電極46,47には、電源49が接続され、より詳しくは、各除去電極46,47は、電源49の一方の極に接続されている。電源49の他方の極は、図示しない接触子を介し、帯状金属箔15に接続されている。これにより、電源49から除去電極46,47に電圧が印加されている。本実施形態では、除去電極46,47には電圧が常に印加されている。
次に、生産設備を用いた電極の製造工程において、主要な箇所の製造方法を作用とともに説明する。
まず、塗工工程中の前工程にて、帯状金属箔15の片面に間欠塗工により塗工部17を形成し、その後、後工程として、供給ロール22aから送り出された帯状金属箔15の塗工部17が設けられていない面に活物質合剤16が間欠塗工される。次に、塗工部17が乾燥装置28の乾燥機28a内を通過すると、塗工部17が帯状金属箔15の長手方向に間隔を空けて形成される。図1(b)に示すように、この段階では、塗工部17の長手方向の両端と、帯状金属箔15の短手方向の両端との間には、塗工部17が設けられていない未塗工部がある。
まず、塗工工程中の前工程にて、帯状金属箔15の片面に間欠塗工により塗工部17を形成し、その後、後工程として、供給ロール22aから送り出された帯状金属箔15の塗工部17が設けられていない面に活物質合剤16が間欠塗工される。次に、塗工部17が乾燥装置28の乾燥機28a内を通過すると、塗工部17が帯状金属箔15の長手方向に間隔を空けて形成される。図1(b)に示すように、この段階では、塗工部17の長手方向の両端と、帯状金属箔15の短手方向の両端との間には、塗工部17が設けられていない未塗工部がある。
次に、スリットカット工程として、スリット装置29によって、電極材料14の短手方向の両端部が切断され、帯状金属箔15及び塗工部17が規定幅H1になる。この規定幅H1は、プレスロール44,45の軸方向の長さよりも短い長さであり、電極材料14の短手方向全体がプレスロール44,45間を通ることができる長さである。即ち、電極材料14の幅が、プレス装置43による加圧に適した幅に調整される。図1(c)に示すように、このとき、切り代として塗工部17の長手方向の両側数mmが切断される。また、帯状金属箔15の短手方向両端には、未塗工部がなくなっている。そして、電極材料14は、巻取装置31によって巻取ロール31aに巻き取られていく。
次のプレス工程では、電極材料14を巻き取った巻取ロール31aは、プレス用供給装置42にセットされる。そして、プレス用供給装置42から送り出された電極材料14は、一対のプレスロール44,45によって加圧され、これにより塗工部17の密度が高められる。この際、図2(b)に示すように、塗工部17の長手方向の縁には、活物質合剤16の一部が塗工部17の長手方向の両側切断部位に沿って搬送方向X1,X2に対し垂直に突出した細い線形態であるひげ状の塗膜浮き18が生じることがある。特に、間欠塗工を行っている場合には、塗工部17の一部が剥れた塗膜浮き18が生じやすい。これは、間欠塗工を行うと、塗工部17が帯状金属箔15の長手方向に間隔を空けて設けられ、電極材料14において、塗工部17が設けられた部分と、塗工部17が設けられていない部分が交互にプレスロール44,45に通されることに起因する。塗工部17が設けられている部分と、塗工部17が設けられていない部分では、電極材料14の厚みが異なり、薄い部分(塗工部17が設けられていない部分)と厚い部分(塗工部17が設けられている部分)が交互にプレスロール44,45に通されることになる。そして、薄い部分と厚い部分とを交互に加圧すると、プレスロール44,45から加わる荷重の変動が大きく、特に、薄い部分と厚い部分の境界付近での荷重の変動が大きくなる。このため、電極材料14の厚みが一定となり、プレスロール44,45からの荷重も一定となる連続塗工の場合と比較すると、荷重の変動が大きい間欠塗工では、塗膜浮き18が生じやすくなる。特に、細い線形態であるひげ状の塗膜浮き18が、残留したまま電極組立体が製造されると、二次電池内で剥離した塗膜浮き18が二次電池の内部短絡の一因となる。
プレスロール44,45の加圧によって生じた塗膜浮き18は、電極材料14が一対の除去電極46,47の間を通ることで除去される。具体的にいえば、塗工部17から突出した塗膜浮き18のうち、塗工部17の長手方向の寸法公差の最大値D1+2μmを超えて塗工部17から突出した塗膜浮き18は、除去電極46,47の間を通るときに、除去電極46,47に接触する。すると、塗膜浮き18には、除去電極46,47から瞬間的に電圧が加えられる。塗膜浮き18に電圧が加えられると、塗膜浮き18に含まれる導電剤に電流が流れ、塗膜浮き18にはジュール熱が生じる。一方で、塗膜浮き18に含まれるバインダは樹脂であり、その耐熱温度は相対的に低い為、図2(c)に示すように、このジュール熱によって塗膜浮き18は焼き切られる。また、除去電極46,47に接触しない塗膜浮き18は、塗工部17に残存することになるが、塗工部17からの突出量が、塗工部17の長手方向の寸法公差の最大値D1+2μm未満であれば、塗膜浮き18がセパレータを貫通せずに内部短絡を生じず、二次電池の電極として許容できる程度の塗膜浮き18であるため、実用に際しての影響を無視することができる。
その後、図示しない切断装置を用いた切断工程での打ち抜きによって電極材料14が電極11の形状に切断され、塗工部17から活物質層13が形成されるとともに二次電池の電極11が製造される。打ち抜きに際しては、塗工部17の短手方向の両側が切断され、塗膜浮き18を除去した部分については切断されない状態の電極11が製造される。電極材料14の製造時に除去電極46,47によって塗膜浮き18を除去しているため、塗膜浮き18が除去された電極11を得ることができる。
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)プレス装置43は、搬送方向X2におけるプレスロール44,45よりも下流に除去電極46,47を有している。このため、プレスロール44,45による塗工部17の加圧によって生じた塗膜浮き18に電圧を加えて、塗膜浮き18を除去することができる。このため、得られる電極11を使用した二次電池において、塗膜浮き18を原因とした内部短絡が抑止され、内部短絡に起因して二次電池の自己放電量が多くなることを抑止することができる。
(1)プレス装置43は、搬送方向X2におけるプレスロール44,45よりも下流に除去電極46,47を有している。このため、プレスロール44,45による塗工部17の加圧によって生じた塗膜浮き18に電圧を加えて、塗膜浮き18を除去することができる。このため、得られる電極11を使用した二次電池において、塗膜浮き18を原因とした内部短絡が抑止され、内部短絡に起因して二次電池の自己放電量が多くなることを抑止することができる。
(2)また、塗膜浮き18を除去するためにプレスロール44,45による塗工部17の加圧を行ったあとに電極材料14の短手方向両端部を切断する場合に比べて、塗工部17を無駄にすることなく塗膜浮き18を除去することができる。詳細にいえば、塗膜浮き18を除去するために電極材料14の短手方向両端部を切断する場合、切り代として、塗工部17の長手方向両端部の数mmを切断することになる。これに対して、除去電極46,47による除去を行う場合には、塗膜浮き18のみを除去することができ、塗工部17の無駄が少ない。
(3)電極材料14から塗膜浮き18を除去しているため、塗膜浮き18を除去した電極11を製造することができる。
(4)プレス装置43による加圧を行う前に、電極材料14の短手方向両端に位置する未塗工部の切断を行っている。このため、プレス装置43による加圧を受けない未塗工部に起因する皺の発生を抑制することができる。
(4)プレス装置43による加圧を行う前に、電極材料14の短手方向両端に位置する未塗工部の切断を行っている。このため、プレス装置43による加圧を受けない未塗工部に起因する皺の発生を抑制することができる。
(5)活物質合剤16の間欠塗工を行うことで、塗工部17が帯状金属箔15の長手方向に間隔を空けて設けられている。このように、間欠塗工を行う場合、プレスロール44,45から加えられる荷重の変動に起因して塗膜浮き18が生じやすいが、除去電極46,47によって塗膜浮き18を除去することができる。
(6)プレス装置43に、塗膜浮き18を除去する除去電極46,47を配置し、電極材料14の加圧直後に、塗膜浮き18を除去する。したがって、例えば、打ち抜きにより電極11の形状にする直前に塗膜浮き18を除去する場合と比較し、打ち抜きまでの製造工程の途中で塗膜浮き18が剥れ、電極材料14の表面に付着して異物となることを防止できる。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○生産設備は、第1設備21と第2設備41の二つに分けられていなくてもよい。即ち、搬送方向X1における乾燥装置28の下流にプレス装置43を設ければよい。
○生産設備は、第1設備21と第2設備41の二つに分けられていなくてもよい。即ち、搬送方向X1における乾燥装置28の下流にプレス装置43を設ければよい。
○除去電極46,47の形状は、多角柱状など、どのような形状であってもよい。
○上記実施形態では電極材料14の短手方向の両側に除去電極46,47を設けているが、除去電極46,47を電極材料14の短手方向(幅方向)の一端側のみに設けてもよい。例えば、電極材料14に対し、短手方向の一側端側のみにスリットカットを実施した場合、塗工部17が切断された側で加圧後に塗膜浮き18が生じやすい為、塗工部17が切断されている側のみに除去電極46,47を配置してもよい。
○上記実施形態では電極材料14の短手方向の両側に除去電極46,47を設けているが、除去電極46,47を電極材料14の短手方向(幅方向)の一端側のみに設けてもよい。例えば、電極材料14に対し、短手方向の一側端側のみにスリットカットを実施した場合、塗工部17が切断された側で加圧後に塗膜浮き18が生じやすい為、塗工部17が切断されている側のみに除去電極46,47を配置してもよい。
○除去電極46,47間に電圧を印加してもよい。例えば、電極材料14の短手方向両側に配置されるそれぞれの除去電極46,47を、電極材料14に沿い複数配置すれば、電極材料14の幅方向の両側の塗膜浮き18が同時に除去電極46,47に接触し、電流を流すことができる。
○切断工程の前に、減圧乾燥工程を追加してもよい。リチウムイオン電池においては、電極中に残留する僅かな溶媒や水分が性能低下の一因となる。この為、切断工程の直前に、乾燥装置28にて除去し切れなかった溶媒、又は製造の過程で吸着された空気中の僅かな水分を、真空乾燥炉内にて除去してもよい。
○塗工部17は、連続的に帯状金属箔15に設けられていてもよい。
○スリット刃30は、上部スリット刃30a及び下部スリット刃30bで構成されていたが、他の刃、例えば1枚刃などでもよい。
○スリット刃30は、上部スリット刃30a及び下部スリット刃30bで構成されていたが、他の刃、例えば1枚刃などでもよい。
○帯状金属箔15を加圧に適した幅にするための切断は、行わなくてもよい。この場合、スリット装置を設けなくてもよい。
○集電体は、塗工部17が形成できるものであれば、帯状金属箔15に限定されるものではない。例えば、金属繊維の織物状や網状の基材シートを用いてもよい。
○集電体は、塗工部17が形成できるものであれば、帯状金属箔15に限定されるものではない。例えば、金属繊維の織物状や網状の基材シートを用いてもよい。
○電極11は、帯状金属箔15の片面だけに活物質層13を有するものであってもよい。
○蓄電装置は、ニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタであってもよい。
○蓄電装置は、ニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタであってもよい。
○電源49からの電圧は、直流印加が望ましいが、交流印加や矩形波印加であってもよい。
11…電極、12…金属箔、13…活物質層、14…電極材料、15…帯状金属箔、16…活物質合剤、17…塗工部、43…プレス装置、44,45…プレスロール、46,47…除去電極、49…電源。
Claims (5)
- 長尺状の集電体の少なくとも一面に活物質合剤の塗工部を有し、かつ、長手方向に搬送される電極材料を加圧するプレス装置であって、
前記電極材料を前記塗工部の面に交差する方向から挟み、前記塗工部を加圧する一対のプレスロールと、
前記プレスロールよりも搬送方向の下流側で、かつ、前記電極材料より、その短手方向に配置された除去電極とを備えるプレス装置。 - 前記除去電極は前記電極材料より、その短手方向に離間して配置されるとともに、電源の一方の極に接続され、前記電源の他方の極は、前記電極材料の集電体に接続されている請求項1に記載のプレス装置。
- 集電体の少なくとも一面に活物質層を有する電極の製造方法であって、
長尺状の集電体の少なくとも一面に前記活物質層を形成する活物質合剤を塗布した塗工部を形成し、
前記塗工部の面に交差する方向から一対のプレスロールによって前記塗工部を加圧し、
加圧することで前記塗工部の面に沿う方向において該塗工部の縁から突出する塗膜浮きに、電圧を印加する電極の製造方法。 - 前記塗工部を加圧する前に、前記長尺状の集電体に前記塗工部が設けられた電極材料を、該電極材料の短手方向の長さが前記プレスロールの軸方向の長さよりも短くなるように切断する請求項3に記載の電極の製造方法。
- 前記活物質合剤は、前記長尺状の集電体の長手方向に間隔を空けて塗布される請求項3又は請求項4に記載の電極の製造方法。
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| JP2015014620A JP2016139561A (ja) | 2015-01-28 | 2015-01-28 | プレス装置及び電極の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
2015
- 2015-01-28 JP JP2015014620A patent/JP2016139561A/ja active Pending
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