CN106450164A - 电极板制造方法和电极板制造装置 - Google Patents

电极板制造方法和电极板制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电极板制造方法和电极板制造装置。在第一位置处，利用第一辊和第二辊(10，20)对活性物质层材料加压，从而在第二辊(20)上形成活性物质层。此外，在第二辊(20)的旋转方向上相对于第一位置在下游侧但相对于第三辊(30)与第二辊(20)对向的第二位置在上游侧的第三位置处，活性物质层中与非形成区域对应的部位在除去部的除去面和第二辊(20)之间被加压，由此将被加压部位从第二辊(20)转移到除去面以除去被加压部位。此外，在第二位置处，活性物质层从第二辊转移到集电箔(110)的表面上。

Description

电极板制造方法和电极板制造装置
技术领域
本发明涉及一种电极板制造方法和一种电极板制造装置。更具体地，本发明涉及以使得带状的集电箔被传送并且在被传送的集电箔在宽度方向上的一部分中形成活性物质层的方式制造电极板的电极板制造方法和电极板制造装置。
背景技术
诸如锂离子二次电池的电池以使得正极板和负极板以及电解液收纳在外壳中的方式形成。正极板和负极板各自都具有集电箔和活性物质层。活性物质层至少包含有助于充放电的活性物质以及将活性物质粘接在集电箔上以形成活性物质层的粘接材料。例如，日本专利申请公报No.2014-191880(JP 2014-191880 A)中公开了一种涉及这种电极板的制造方法的常规技术。
JP 2014-191880 A公开了从上方将包含活性物质等的粉末成分供给到一对压辊的对向位置并在一对压辊的对向位置挤压粉末成分以形成活性物质层的技术。此外，在JP2014-191880 A中，使集电箔以集电箔卷绕在压辊之一的外周面周围的状态从一对压辊的对向位置通过。文中描述的方法是这样的，即在一对压辊的对向位置处在集电箔的表面上形成活性物质层以制造电极板。
同时，电极板可具有在集电箔上形成有活性物质层的形成区域和集电箔露出的非形成区域。在具有上述常规技术的构型的装置中，为了在于集电箔上沿宽度方向设置形成区域和非形成区域的同时制造电极板，粉末成分应当仅被供给到集电箔上要变成形成区域的部位。因此，例如，可设想在形成区域和非形成区域之间的边界中设置分隔板，使得粉末成分仅被供给到形成区域侧。
此外，优选电极板中的形成区域和非形成区域之间的边界平行于集电箔的传送方向形成。这是为了制造具有高品质的电极板。此外，为了使形成区域和非形成区域之间的边界平行于集电箔的传送方向形成，分隔板应当与集电箔和压辊相接触。其原因如下：在集电箔或压辊和分隔板之间形成有间隙的情况下，供给到要变成形成区域的部分的粉末成分经该间隙进入要变成非形成区域的部分内。
然而，在分隔板设置成与集电箔或压辊相接触的情况下，集电箔或压辊可能受损。在集电箔或压辊受损的情况下，难以制造具有高品质的电极板。亦即，在具有常规技术的构型的装置中，难以在维持高品质的同时制造在宽度方向上具有形成区域和非形成区域的电极板。
发明内容
本发明提供了能制造在宽度方向上具有形成区域和非形成区域的高品质电极板的电极板制造方法和电极板制造装置。
本发明的一方面涉及一种用于制造在集电箔的表面上具有形成区域和非形成区域的电极板的方法，所述形成区域是形成有至少包含活性物质和粘接材料的活性物质层的区域，所述非形成区域是所述集电箔露出的区域，所述电极板被制造成使得，在呈带状的所述集电箔被传送的同时，所述活性物质层形成在被传送的所述集电箔在宽度方向上的一部分中。所述方法使用电极板制造装置，所述电极板制造装置包括：第一辊和第二辊，所述第一辊和所述第二辊配置成彼此平行并且构造成沿使所述第一辊和所述第二辊的外周面在所述外周面彼此对向的第一位置处的移动方向均为沿竖直方向向下的方向旋转；第三辊，所述第三辊配置成以在与所述第一位置不同的第二位置处与所述第二辊对向的状态平行于所述第二辊，所述第三辊构造成沿使所述第三辊的外周面在所述第二位置处的移动方向与所述第二辊的外周面的移动方向相同的方向旋转；除去部，所述除去部设置于在所述第二辊的旋转方向上相对于所述第一位置在下游侧但相对于所述第二位置在上游侧的第三位置处，所述除去部构造成使得与所述第二辊对向的除去面沿与所述第二辊的外周面在所述第三位置处的移动方向相同的方向移动；和供给部，所述供给部构造成从所述第一位置的上方朝所述第一位置供给活性物质层材料，所述活性物质层材料至少包含所述活性物质和所述粘接材料。所述第二辊构造成以比所述第一辊的周向速度快的周向速度旋转。所述第三辊构造成以比所述第二辊的周向速度快的周向速度旋转。所述除去部构造成以比所述第二辊的外周面在所述第三位置处的移动速度快的移动速度移动所述除去面。所述除去部包括在与所述非形成区域对应的区域中设置成相对于与所述形成区域对应的区域朝所述第二辊突出的突出部。所述方法包括：在从所述供给部供给的所述活性物质层材料从所述第一位置通过的同时利用两者都旋转的所述第一辊和所述第二辊对所述活性物质层材料加压，由此以使得这样被加压的所述活性物质层材料附着到所述第二辊上的方式形成所述活性物质层；在所述活性物质层在所述除去面和所述第二辊之间从所述第三位置通过时利用所述除去部的所述突出部在厚度方向上对所述活性物质层中与所述非形成区域对应的部位加压，由此将所述活性物质层的被加压部位从所述第二辊转移到所述除去面以便除去所述活性物质层的所述被加压部位；以及利用旋转的所述第三辊传送所述集电箔从所述第二位置通过，由此在厚度方向上对在所述第二辊和所述第三辊之间从所述第二位置通过的所述集电箔和所述活性物质层加压并将所述活性物质层从所述第二辊转移到所述集电箔的表面上。
在该制造方法中，能在第二位置处利用除去部的除去面从第二辊除去在第一位置处形成在第二辊上的活性物质层中与非形成区域对应的部位。亦即，从通过对活性物质层材料加压而形成的活性物质层除去在宽度方向上的端部周围的部分。在宽度方向上的端部周围的部分中，品质容易变得不均一。因此，这样形成的活性物质层中仅与形成区域对应并具有均一品质的部位会留在第二辊上。此外，在第二辊上与形成区域对应的活性物质层在第二位置处从第二辊转移到集电箔的表面上。因此，可以制造在宽度方向上具有形成区域和非形成区域的高品质电极板。
所述除去部可包括：除去辊，所述除去辊配置成以使得所述除去辊的外周面在所述第三位置处与所述第二辊对向的状态平行于所述第二辊，所述除去辊构造成沿使所述除去辊的外周面在所述第三位置处的移动方向与所述第二辊的外周面的移动方向相同的方向旋转；和除去膜，所述除去膜卷绕在所述除去辊周围并且构造成通过所述除去辊的旋转而从所述第三位置通过，所述除去膜在位于第二辊侧的面上具有所述除去面。所述除去辊可包括以使得在轴向上与所述非形成区域对应的区域相对于与所述形成区域对应的区域在径向上突出的方式形成的所述突出部。由于除去膜不具有高强度，所以除去膜在从第三位置通过时可能蜿蜒曲折地移动。同时，能对除去辊使用高强度材料。因此，即使在除去膜蜿蜒曲折地移动时，也可以稳定地制造高品质电极板。
本发明的第二方面涉及一种用于制造在集电箔的表面上具有形成区域和非形成区域的电极板的装置，所述形成区域是形成有至少包含活性物质和粘接材料的活性物质层的区域，所述非形成区域是所述集电箔露出的区域。所述装置包括：第一辊和第二辊，所述第一辊和所述第二辊配置成彼此平行并且构造成沿使所述第一辊和所述第二辊的外周面在所述外周面彼此对向的第一位置处的移动方向均为沿竖直方向向下的方向旋转；第三辊，所述第三辊配置成以在与所述第一位置不同的第二位置处与所述第二辊对向的状态平行于所述第二辊，所述第三辊构造成沿使所述第三辊的外周面在所述第二位置处的移动方向与所述第二辊的外周面的移动方向相同的方向旋转；除去部，所述除去部设置于在所述第二辊的旋转方向上相对于所述第一位置在下游侧但相对于所述第二位置在上游侧的第三位置处，所述除去部构造成使得与所述第二辊对向的除去面沿与所述第二辊的外周面在所述第三位置处的移动方向相同的方向移动，所述除去部包括在与所述非形成区域对应的区域中设置成相对于与所述形成区域对应的区域朝所述第二辊突出的突出部；供给部，所述供给部构造成从所述第一位置的上方朝所述第一位置供给活性物质层材料，所述活性物质层材料至少包含所述活性物质和所述粘接材料；和控制单元，所述控制单元配置成使所述第二辊以比所述第一辊的周向速度快的周向速度旋转，使所述第三辊以比所述第二辊的周向速度快的周向速度旋转，并使所述除去部以比所述第二辊的外周面在所述第三位置处的移动速度快的移动速度移动所述除去面。
所述除去部可包括：除去辊，所述除去辊配置成以使得所述除去辊的外周面在所述第三位置处与所述第二辊对向的状态平行于所述第二辊，所述除去辊构造成沿使所述除去辊的外周面在所述第三位置处的移动方向与所述第二辊的外周面的移动方向相同的方向旋转；和除去膜，所述除去膜卷绕在所述除去辊周围并且构造成通过所述除去辊的旋转而从所述第三位置通过，所述除去膜在位于第二辊侧的面上具有所述除去面。所述突出部可以以使得在轴向上与所述非形成区域对应的区域相对于与所述形成区域对应的区域在径向上突出的方式形成。
根据本发明，可以提供能制造在宽度方向上具有形成区域和非形成区域的高品质电极板的电极板制造方法。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是根据实施方式的电极板的剖视图；
图2是根据实施方式的电极板制造装置的示意性的构成图；
图3是根据实施方式的电极板制造装置在第一对向位置处的平面图；
图4是根据实施方式的电极板制造装置在除去位置处的剖视图；
图5是从第一对向位置到制造电极板的位置的活性物质层的平面图；
图6是第一对向位置和除去位置之间的活性物质层的剖视图；
图7是除去位置和第二对向位置之间的活性物质层的剖视图；
图8是变型中的除去部在除去位置处的剖视图；
图9是与图8不同的变型中的除去部在除去位置处的剖视图；以及
图10是图9所示的变型的除去部的正视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明用于实施本发明的最佳模式。
首先，以下参照图1说明要在本实施方式中制造的电极板100。如图1的剖视图中所示，电极板100包括集电箔110和活性物质层120。电极板100在图1中的深度方向上呈长形。
在本实施方式的电极板100中，活性物质层120仅形成在集电箔110的第一面111上。电极板100例如被用作用于构成二次电池如锂离子二次电池的正极或负极。当电极板100作为正极或负极被用于二次电池的制造时，电极板100被适当切割成必要的尺寸。
例如，能使用金属箔作为集电箔110。此外，活性物质层120至少包含活性物质131和粘接材料132。活性物质131有助于电池中的充放电。此外，粘接材料132将构成活性物质层120的材料彼此粘接以形成活性物质层120并且还将活性物质层120粘接至集电箔110的第一面111。
更具体地，在电极板100是锂离子二次电池的正极的情况下，例如，能使用铝箔作为集电箔110，能使用LiNi0.5Mn1.5O4作为活性物质131，并且能使用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘接材料132。在电极板100是锂离子二次电池的负极的情况下，例如，能使用铜箔作为集电箔110，能使用碳材料作为活性物质131，并且能使用羧甲基纤维素(CMC)作为粘接材料132。注意，活性物质层120还可适当包含除活性物质131和粘接材料132之外的材料，例如，用于提高活性物质层120中的导电性的导电材料等。
此外，如图1所示，本实施方式的电极板100具有：在集电箔110的第一面111上形成有活性物质层120的形成区域M；和未形成活性物质层120并且集电箔110的第一面111露出的非形成区域N1、N2。非形成区域N1、N2设置于电极板100在宽度方向上的两端处，所述宽度方向是图1中的左右方向。形成区域M设置在宽度方向上的中央，被夹在位于两端的非形成区域N1、N2之间。亦即，形成区域M和非形成区域N1、N2沿电极板100的纵长方向延伸。注意，形成区域M在宽度方向上的长度在图1中以长度LM表示。
接下来将说明本实施方式的用于制造电极板100的电极板制造装置。图2是本实施方式的电极板制造装置1的示意性的构成图。在图2中，示出了沿左右方向的X轴和沿上下方向的Y轴。注意，图2中的深度方向被假定为Z轴。如图2所示，电极板制造装置1包括第一辊10、第二辊20、第三辊30、除去部40和粉末供给部70。在图2中，上下方向为竖直方向，且重力向下作用。
如图2所示，第一辊10、第二辊20和第三辊30全都以它们的轴向沿水平方向的状态配置。第一辊10、第二辊20和第三辊30例如由具有高强度的材料如金属制成。此外，第一辊10和第二辊20配置成以它们的外周面11、21在第一对向位置A处彼此对向的状态彼此平行。此外，第三辊30与第二辊20平行地以它们的外周面21、31在第二对向位置B处彼此对向的状态配置。
此外，第一辊10和第二辊20被保持成使得它们之间的轴距为一定间隔。第一辊10的外周面11和第二辊20的外周面21之间在第一对向位置A处设置有间隙GA。此外，第三辊30被保持成使得第三辊30和第二辊20之间的轴距为一定间隔。第二辊20的外周面21和第三辊30的外周面31之间在第二对向位置B处设置有间隙GB。
此外，第一辊10、第二辊20、第三辊30构造成在制造电极板100时旋转。在图2中，第一辊10、第二辊20和第三辊30的相应旋转方向利用相应箭头表示。如图2所示，第一辊10和第三辊30的旋转方向为顺时针，且第二辊20的旋转方向为逆时针。
亦即，第一辊10和第二辊20的旋转方向是使外周面11、21在第一对向位置A处的移动方向均为沿竖直方向向下的方向。此外，第二辊20以比第一辊10的周向速度快的周向速度旋转。此外，第三辊30的旋转方向是使外周面31在第二对向位置B处的移动方向与第二辊20的外周面21的移动方向相同的方向。此外，第三辊30以比第二辊20的周向速度快的周向速度旋转。
粉末供给部70设置在第一辊10与第二辊20彼此对向的第一对向位置A上方。粉末供给部70能通过使收纳于其中的粉末成分130落下而供给粉末成分130。亦即，粉末供给部70能从第一对向位置A上方朝第一对向位置A供给粉末成分130。如图2所示，从粉末供给部70供给的粉末成分130在第一对向位置A的上侧蓄积在第一辊10和第二辊20之间。
粉末成分130是包含用于形成活性物质层120的粉末材料的活性物质层材料。本实施方式的粉末成分130包含活性物质131和粘接材料132。此外，本实施方式的粉末成分130中的颗粒是通过使活性物质131和粘接材料132粒化而获得的粒化颗粒。注意，在活性物质层120形成为包含诸如导电材料的材料以及活性物质131和粘接材料132的情况下，该材料的粉末混合到粉末成分130中。
此外，在第一对向位置A上方在第一辊10和第二辊20之间设置有分隔板71。图3是第一对向位置A处的平面图。在图3中，X轴方向是左右方向，且Z轴方向是上下方向。如图3所示，设置了一对分隔板71。分隔板71之间设置有长度为LK的间隔。
粉末成分130由粉末供给部70供给到一对分隔板71之间，从而如图3所示蓄积在一对分隔板71之间。分隔板71能限制粉末成分130在第一辊10和第二辊20的轴向上的位置。粉末成分130在第一对向位置A上方蓄积在第一辊10和第二辊20之间。注意，在本实施方式中，一对分隔板71之间的间隔的长度LK至少是电极板100中的形成区域M在宽度方向上的长度LM。
此外，在本实施方式中，如图2所示，分隔板71配置成相对于第一辊10的外周面11和第二辊20的外周面21具有间隙GK。亦即，分隔板71不与第一辊10和第二辊20接触。因此，在电极板制造装置1中，分隔板71不与第一辊10和第二辊20接触，由此抑制外周面11、21受损。
除去部40设置于在第二辊20的旋转方向上相对于第一对向位置A在下游侧但相对于第二对向位置B在上游侧的除去位置C处。此外，本实施方式的除去部40由除去辊50和除去膜60构成。除去辊50也以其轴向沿水平方向的状态配置。除去辊50例如由具有高强度的材料如金属制成。
图4是除去位置C处的剖视图。在图4中，Z轴方向为左右方向，且Y轴方向为上下方向。如图4所示，除去辊50包括位于轴向两端处的大径部51和在轴向上的中央定位成被夹在两端处的大径部51之间的小径部55。大径部51具有比小径部55的直径大的直径，并在径向上突出。鉴于此，大径部51是相对于小径部55朝第二辊20突出的部分。亦即，大径部51能被视为“突出部”。在图4中，示出了大径部51的半径与小径部55的半径之差D。
此外，在位于除去辊50的两端处的大径部51之间设置有长度为LM的间隔。因此，大径部51设置在与电极板100的非形成区域N1、N2对应的区域中。此外，小径部55设置在与电极板100的形成区域M对应的区域中。
此外，除去辊50配置成以大径部51的外周面52在除去位置C处与第二辊20的外周面21对向的状态平行于第二辊20。在制造电极板100时，除去辊50如图2中的箭头所示顺时针旋转。亦即，除去辊50的旋转方向是使外周面52在除去位置C处的移动方向与第二辊20的外周面21的移动方向相同的方向。
除去膜60是长形的带状部件。作为除去膜60，能使用具有5μm至100μm的厚度的膜。在本实施方式中，使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成并具有50μm的厚度的膜作为除去膜60。注意，作为除去膜60，能使用除PET以外的树脂膜，例如由聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺(PI)等制成的膜。
如图2所示，除去膜60在除去位置C处卷绕在除去辊50周围。由此，在制造电极板100时，除去膜60由旋转的除去辊50传送。亦即，如图2所示，除去膜60被传送成从除去辊50的左下朝除去位置C移动，然后在除去膜60从除去位置C通过之后朝除去辊50的右下移动。
此外，当除去膜60被传送时，除去膜60以第一面61面向第二辊20侧且第二面62面向除去辊50侧的状态从除去位置C通过。因此，除去膜60的第一面61是与第二辊20对向的面。此外，除去辊50被保持成使得除去辊50和第二辊20之间的轴距为一定间隔。除去膜60的第一面61和第二辊20的外周面21之间在除去位置C处设置有间隙GC。
如上所述，第二辊20和除去辊50沿使外周面21、52在除去位置C处的移动方向相同的方向旋转。因此，除去膜60的第一面61在除去位置C处沿与第二辊20的外周面21在除去位置C处的移动方向相同的方向移动。此外，本实施方式的除去辊50以使得大径部51的周向速度比第二辊20的周向速度快的方式旋转。因此，除去膜60的第一面61在除去位置C处的移动速度比第二辊20的周向速度快。
如图4所示，除去膜60的第一面61和第二面62两者都是平面的。如图4所示，除去膜60的第二面62卷绕在除去辊50的大径部51的外周面52周围。亦即，除去膜60的第二面62不与小径部55的外周面56接触。这是因为大径部51和小径部55之间存在半径差D。
此外，集电箔110如图2所示卷绕在第三辊30的外周面31周围。集电箔110以集电箔110的宽度方向沿第三辊30的轴向设定的状态卷绕在第三辊30周围。此外，在第二面112侧面向第三辊30的外周面31的状态下，集电箔110卷绕在第三辊30的第二对向位置B处。因此，集电箔110通过第三辊30的旋转而被传送。
此外，集电箔110的第一面111在第二对向位置B处与第二辊20的外周面21对向。注意，如上所述，第三辊30以比第二辊20的周向速度快的周向速度旋转。因此，集电箔110的第一面111在第二对向位置B处的移动速度比第二辊20的外周面21在第二对向位置B处的移动速度快。
此外，如图2所示，集电箔110从第三辊30的右下供给到电极板制造装置1中，并且在集电箔110从第二对向位置B通过之后，集电箔110被传送成朝第三辊30的右上排出。当集电箔110被供给到电极板制造装置1时，在第一面111上什么也没有形成。电极板制造装置1能以使活性物质层120在第二对向位置B处形成在集电箔110的第一面111上的方式制造电极板100。注意，第一辊10、第二辊20、第三辊30和除去辊50的旋转速度、除去膜60的传送速度和粉末成分130从粉末供给部70供给到第一对向位置A的供给速度由ECU 300控制。
接下来将说明利用电极板制造装置1制造本实施方式的电极板100的方法。在制造电极板100时，粉末成分130由粉末供给部70供给到一对分隔板71之间。这样供给并蓄积在一对分隔板71之间的粉末成分130通过第一辊10和第二辊20的旋转从位于下侧的颗粒被顺次送至第一对向位置A。
已到达第一对向位置A的粉末成分130通过第一辊10和第二辊20的旋转而从间隙GA通过。在粉末成分130从间隙GA通过时，粉末成分130在第一辊10的外周面11和第二辊20的外周面21之间被加压。由于该加压，粉末成分130中的颗粒由于粉末成分130中的粘接材料132的作用而粘接在一起。因此，已从第一对向位置A通过的粉末成分130成形为板片状的活性物质层121。
形成在第一对向位置A处的活性物质层121附着到第一辊10的外周面11和第二辊20的外周面21之中在第一对向位置A处以更快的移动速度移动的面上。如上所述，第二辊20的周向速度比第一辊10的周向速度快。亦即，形成在第一对向位置A处的活性物质层121附着到第二辊20上。因此，如图2所示，形成在第一对向位置A处的活性物质层121附着到已从第一对向位置A通过的第二辊20的外周面21上。
此外，形成在第一对向位置A处的活性物质层121然后如图2所示利用第二辊20的旋转被传送，并依次从除去位置C和第二对向位置B通过。因此，在第二对向位置B处制得电极板100。图5是在活性物质层形成在第一对向位置A处之后且在制得电极板100之前的活性物质层的平面图。在图5中，示出了第一对向位置A、除去位置C和第二对向位置B。亦即，活性物质层被传送的方向为右侧。此外，图5中的上下方向是活性物质层的宽度方向。
形成在第一对向位置A处但尚未到达除去位置C的活性物质层121在宽度方向上的长度比一对分隔板71之间的间隔的长度LK长，如图5所示。此外，形成在第一对向位置A处的活性物质层121在宽度方向上的长度不均一。亦即，形成在第一对向位置A处的活性物质层121在宽度方向上的两端不平行于传送方向，而是呈波形扭曲。
此外，图6是形成在第一对向位置A处的活性物质层121的剖视图。如图6所示，在活性物质层121中，其厚度在与一对分隔板71之间的部分(以长度LK表示)对应的中央部122中是均一的。同时，作为位于中央部122的宽度方向外侧的两端的端部123处的厚度比中央部122薄。此外，随着端部123远离中央部122并且更靠近一端，端部123变得越薄。亦即，在形成于第一对向位置A处但尚未到达除去位置C的活性物质层121中，宽度方向上的两端附近的部位的品质就宽度方向和传送方向两者而言都不均一。
如上所述，在分隔板71与第一辊10的外周面11和第二辊20的外周面21各者之间设置有间隙GK。此外，第一辊10和第二辊20之间的间隙GA在第一对向位置A处小。由此，如图2所示，分隔板71未一直***到第一对向位置A，因此分隔板71无法限制第一对向位置A处的粉末成分130。形成在第一对向位置A处的活性物质层121的端部123是由在粉末成分130从第一对向位置A通过之前从间隙GK等通过并突出到一对分隔板71外侧的粉末成分130形成的部分(部位)。亦即，通过对粉末成分130加压而形成的活性物质层121的品质在宽度方向上的端部周围容易变得不均一。
随后，第二辊20的外周面21上的活性物质层121如图2所示利用第二辊20的旋转而被传送，并到达设置有除去部40的除去位置C处。已到达除去位置C的活性物质层121从间隙GC通过，并且在活性物质层121从间隙GC通过时，活性物质层121在第二辊20的外周面21和除去膜60的第一面61之间沿其厚度方向被加压。
这里，如上所述，除去膜60的第二面62与除去辊50的大径部51的外周面52接触，但不与小径部55的外周面56接触。因此，如图4所示，仅活性物质层121的端部124被加压。端部124位于活性物质层121在宽度方向上的两端处并与除去辊50的大径部51对向。如上所述，除去膜60的第一面61在除去位置C处的移动速度比第二辊20的周向速度快。
在除去位置C处，活性物质层121的被加压的端部124附着到第二辊20的外周面21和除去膜60的第一面61之中在除去位置C处以更快的移动速度移动的面上。因此，在除去位置C处，活性物质层121的端部124从第二辊20的外周面21转移到除去膜60的第一面61上。因而，如图2所示，仅活性物质层121的端部124附着到已从除去位置C通过的除去膜60的第一面61上。因此，活性物质层121的端部124从第二辊20的外周面21被除去。此外，这样在除去位置C处被除去的活性物质层121的端部124是与电极板100的非形成区域N1、N2对应的区域。这是因为大径部51如上所述设置在与电极板100的非形成区域N1、N2对应的区域中。
同时，活性物质层120留在已从除去位置C通过的第二辊20的外周面上，而端部124已从其被除去，如图2所示。活性物质层120是活性物质层121的中央部分，并且该中央部分尚未在除去位置C处被加压，如图4所示。此外，活性物质层120是在除去位置C处与除去辊50的小径部55对向的部分，且其在宽度方向上的长度是位于除去辊50的两端处的大径部51之间的间隔的长度LM。亦即，活性物质层120附着到第二辊20的外周面21的与电极板100的形成区域M对应的区域上。
如图5的平面图中所示，已从除去位置C通过的活性物质层120在宽度方向上的长度维持恒定为长度LM。由此，已从除去位置C通过的活性物质层120形成为使得其在宽度方向上的两端平行于传送方向。此外，图7是已从除去位置C通过的活性物质层120的剖视图。如图7所示，活性物质层120在宽度方向上的厚度均一。亦即，已从除去位置C通过的活性物质层120就宽度方向和传送方向两者而言都具有均一品质。
如上所述，尚未到达除去位置C的活性物质层121在宽度方向上的长度比一对分隔板71之间的间隔的长度LK长。此外，一对分隔板71之间的间隔的长度LK至少为电极板100中的形成区域M在宽度方向上的长度LM。亦即，已从除去位置C通过的活性物质层120以使得包括品质不均一的端部123的端部124从两端附近的品质不均一的活性物质层121被除去的方式获得。此外，已从除去位置C通过的活性物质层120是活性物质层121的中央部122。中央部122的品质是均一的，因为其厚度均一。
随后，已从除去位置C通过的第二辊20的外周面21上的活性物质层120如图2所示利用第二辊20的旋转被传送，并到达第二对向位置B。集电箔110如图2所示被传送成从第二对向位置B通过。因此，已利用第二辊20的旋转到达第二对向位置B的活性物质层120连同集电箔110一起从间隙GB通过。在从间隙GB通过时，集电箔110和活性物质层120在它们的厚度方向上被第二辊20和第三辊30加压。此外，如上所述，本实施方式的第三辊30以使集电箔110的第一面111在第二对向位置B处的移动速度比第二辊20的周向速度快的周向速度旋转。
同样，在第二对向位置B处，这样被加压的活性物质层120附着到第二辊20的外周面21和集电箔110的第一面111之中在第二对向位置B处以更快的移动速度移动的面上。因此，在第二对向位置B处，活性物质层120从第二辊20的外周面21转移到集电箔110的第一面111上。因此，如图2所示，活性物质层120转移到已从第二对向位置B通过的集电箔110的第一面111上。因而，制得电极板100。
此外，如图5所示，形成区域M和非形成区域N1、N2设置在已从第二对向位置B通过的电极板100中。形成在形成区域M中的活性物质层120就宽度方向和传送方向两者而言都具有均一品质。因此，在本实施方式中，利用电极板制造装置1制造了在宽度方向上具有形成区域M和非形成区域N1、N2的高品质电极板100。
注意，在本实施方式的电极板制造装置1中，由第二辊20的周向速度与第一辊10的周向速度的比率表示的周向速度比A优选在4/3以上。当周向速度比A在4/3以上时，由从第一对向位置A通过的粉末成分130形成的活性物质层121能良好地附着到第二辊20的外周面21上。
此外，发明人进行了用电极板制造装置1利用在第一对向位置A、第二对向位置B和除去位置C处对向的各辊之间的不同周向速度比制造电极板100的实验。在此实验中，使用8μm的铜箔作为集电箔110。此外，使用通过使作为活性物质131的石墨和作为粘接材料132的羧甲基纤维素(CMC)粒化而获得的粒化颗粒作为要从粉末供给部70供给的粉末成分130。然后，使第一辊10、第二辊20、第三辊30和除去辊50以表1所示的相应周向速度旋转，从而制造电极板100。
[表1]
在表1中，示出了作为第二辊20的周向速度与第一辊10的周向速度的比率的周向速度比A。此外，表1所示的周向速度比B是第三辊30的周向速度与第二辊20的周向速度的比率。周向速度比C是除去辊50的周向速度与第二辊20的周向速度的比率。如表1所示，在例1至例6中周向速度比B和周向速度比C取较小值。
在该实验中，在每个例子中都能制得具有形成区域M和非形成区域N1、N2的电极板100。这是因为，如表1所示，在各例中第二辊20以比第一辊10的周向速度快的周向速度旋转。这还因为在各例中第三辊30和除去辊50以比第二辊20的周向速度快的周向速度旋转。
注意，在各例中，周向速度比A为5/3，其在4/3以上。结果，在各例中，活性物质层121能在第一对向位置A处良好地形成在第二辊20上。
此外，表1显示了对在相应例子中制得的电极板100的评价。如表1所示，例1和例6被评价为“Δ”。这是因为，在例1和例6的各电极板100中，非形成区域N1、N2中的集电箔110的第一面111未完全露出。亦即，在各例1和例6中，活性物质层121的端部124未完全被除去部40除去，并且稍微残留在第二辊20上的活性物质层121的端部124转移到集电箔110的第一面111上。
同时，例2至5被评价为“○”。亦即，在各例2至5中，活性物质层121的端部124能被除去部40良好地除去。在例2至5中制得的各电极板100具有集电箔110的第一面111良好地露出的非形成区域N1、N2。因而，根据该实验，发现周向速度比B和周向速度比C优选地处于在4/3以上但在2以下的范围内。
此外，在以上说明中，除去部40由具有其间设有半径差D的大径部51和小径部55的除去辊50以及第一面61和第二面62两者都平坦的除去膜60构成。然而，能使用其它构型。例如，在电极板制造装置1中，能使用图8所示的作为一个变型的除去部140代替上述除去部40。
图8是除去位置C处的除去部140的剖视图。在图8中，Z轴方向为左右方向，且Y轴方向为上下方向。除去部140由除去辊150和除去膜160构成。除去辊150配置成以使得外周面151在除去位置C处与第二辊20的外周面21对向的方式平行于第二辊20。注意，除去部140的除去辊150构造成使得其沿轴向的直径是恒定的，这与除去部40的除去辊50不同。
此外，除去部140的除去膜160是长形的带状部件，并且在除去位置C处卷绕在除去辊150周围。因此，当除去膜160也利用除去辊150的旋转被传送时，除去膜160以第一面161面向第二辊20侧且第二面162面向除去辊150侧的状态从除去位置C通过。
注意，在除去部140的除去膜160在宽度方向上的中央形成有凹部165，这与除去部40的除去膜60不同。亦即，图8所示的除去膜160包括位于宽度方向上的轴向两端处的端部163和位于宽度方向上的中央的中央部164，中央部164被夹在位于两端的端部163之间并具有比端部163薄的厚度。因此，端部163是相对于中央部164朝第二辊20突出的部分。亦即，在图8的除去部140中，端部163能被视为“突出部”。图8示出了除去膜160中端部163和中央部164之间的厚度差D。
此外，在位于除去膜160的两端处的端部163之间设置有长度为LM的间隔。因此，除去膜160的端部163设置在与电极板100的非形成区域N1、N2对应的区域中。此外，除去膜160的中央部164设置在与电极板100的形成区域M对应的区域中。
因此，利用图8所示的除去部140，仅第二辊20的外周面21上的活性物质层121的端部124在除去位置C处被加压。端部124在活性物质层121在宽度方向上的两端处配置成与除去膜160的端部163对向。因此，在除去位置C处，活性物质层121的端部124能从第二辊20的外周面21转移到除去膜160的第一面161上以从第二辊20的外周面21除去端部124。因此，即使在使用图8所示的除去部140的情况下，也可以制得具有适当地设置的形成区域M和非形成区域N1、N2的电极板100。
注意，在使用图8所示的除去部140的情况下，要被传送的除去膜160可能在除去位置C处沿宽度方向蜿蜒曲折地移动。这是因为除去膜160的强度不够高。在除去膜160蜿蜒曲折地移动的情况下，形成区域M和各非形成区域N1、N2之间的边界可能不会平行于集电箔110的传送方向形成。这是因为，伴随着除去膜160的蜿蜒曲折移动，要在第二辊20上被加压的活性物质层121的位置沿宽度方向移位。
同时，在上述除去部40的情况下，即使除去膜60蜿蜒曲折移动，除去辊50的大径部51也能始终对与非形成区域N1、N2对应的区域适当地加压。这是因为除去辊50具有比除去膜60的强度高的强度。因此，这允许除去部40稳定地制造与变型的除去部140相比具有高品质的电极板100。
此外，可使用图9所示的除去部240代替电极板制造装置1中的除去部40。图9是与图8不同的变型中的除去部240在除去位置C处的剖视图。在图9中，Z轴方向为左右方向，且Y轴方向为上下方向。除去部240如图9所示包括除去辊250。然而，除去部240不包括除去部40的除去膜60。
除去辊250包括位于轴向两端处的大径部251和在轴向上的中央定位成被夹在两端处的大径部251之间的小径部255。鉴于此，大径部251是相对于小径部255朝第二辊20突出的部分。亦即，在图9的除去部240中，大径部251能被视为“突出部”。在图9中，示出了大径部251的半径与小径部255的半径之差D。此外，在位于除去辊250的两端处的大径部251之间也设置有长度为LM的间隔。因此，大径部251设置在与电极板100的非形成区域N1、N2对应的区域中。此外，小径部255设置在与电极板100的形成区域M对应的区域中。
此外，除去辊250也构造成使得大径部251的外周面252在除去位置C处与第二辊20的外周面21对向。此外，除去辊250也配置成平行于第二辊20。
因此，在图9所示的除去部240的情况下，仅第二辊20的外周面21上的活性物质层121的端部124在除去位置C处被加压。端部124在活性物质层121在宽度方向上的两端处配置成与除去辊250的大径部251对向。这是因为除去辊250的小径部255的外周面256不与活性物质层121接触。此外，在图9中，活性物质层121的端部124能在除去位置C处从第二辊20的外周面21转移到除去辊250的大径部251的外周面252上，从而从第二辊20的外周面21除去端部124。因此，即使在使用图9所示的除去部240的情况下，也可以制得具有适当地设置的形成区域M和非形成区域N1、N2的电极板100。
在除去位置C处转移到除去辊250的大径部251的外周面252上的活性物质层121的端部124利用除去辊250的旋转在它们再次到达除去位置C之前从除去辊250被除去。因此，如图10的正视图中所示，刮板270可设置成与除去辊250的大径部251的外周面252接触。刮板270通过刮除而除去活性物质层121的被转移的端部124。此外，当活性物质层121的端部124利用刮板270从除去辊250除去时，端部124被回收并接受诸如破碎的处理，以便被再次用作粉末成分130。
此外，在本实施方式的电极板制造装置1中，除去辊50的大径部51和小径部55之间的半径差D优选在10μm以上。原因如下。亦即，当差D过小时，附着在第二辊20上与形成区域M对应的区域上的活性物质层120会在除去位置C处被加压。结果，活性物质层120的被加压部位可能转移到除去膜60的第一面61上。亦即，当除去辊50的大径部51和小径部55之间的半径差D在10μm以上时，附着到第二辊20上与形成区域M对应的区域上的活性物质层120即使在活性物质层120已从除去位置C通过之后也能适当地留在第二辊20上。这同样可适用于图8和9中的变型中的差D。
如上文具体说明的，在本实施方式的电极板制造装置1中，形成在第二辊20的外周面上的活性物质层121中的与非形成区域N1、N2对应的端部124在除去位置C处利用除去部40从第二辊20被除去。亦即，可以除去活性物质层121的品质容易变得不均一的端部及其附近区域。因此，在第二对向位置B处转移到集电箔110的第一面111上的活性物质层120就宽度方向和传送方向两者而言都具有均一品质。因此，通过在第二对向位置B处将活性物质层120转移到集电箔110而制得的电极板100具有高品质。因此，可以实现能制造在宽度方向上具有形成区域和非形成区域的高品质电极板的电极板制造方法。
注意，本实施方式仅为一个例子，且根本不意图限制本发明。因此，毋容置疑的是，本发明可在不偏离本发明的主旨的范围内以各种方式变更或修改。例如，上述实施方式涉及活性物质层120仅形成在集电箔110的第一面111上的情形，但活性物质层120也能形成在集电箔110的第二面112上。例如，活性物质层120能以与活性物质层如上所述形成在第一面111上的情形相同的方式形成在集电箔110的第二面112上。
此外，可以不设置分隔板71。然而，在未设置分隔板71的情况下，在第一对向位置A上方蓄积在第一辊10和第二辊20之间的粉末成分130容易相对于与形成区域M对应的区域向外侧突出。由此，在未设置分隔板71的情况下，要利用除去部40在除去位置C处从第二辊20除去的活性物质层121的端部124的量增加。鉴于此，通过设置分隔板71，可以增加产量。
此外，例如，上述实施方式涉及形成区域M设置在宽度方向中央且非形成区域N1、N2设置于两端处的电极板100。然而，形成区域和非形成区域的布置不限于电极板100的布置。例如，本发明可适用于非形成区域设置在宽度方向中央且形成区域设置于两端处的电极板的制造。或者，本发明也可适用于形成区域设置在宽度方向上的一端中且非形成区域设置在另一端中的电极板的制造。
此外，例如，上述实施方式涉及使用由活性物质131和粘接材料132的粒化颗粒制成的粉末成分130作为要供给到第一对向位置A的活性物质层材料的情形。然而，不是必须要使用粒化颗粒作为活性物质层材料。亦即，作为活性物质层材料，可以使用通过混合形成活性物质层120所需的材料的粉末而获得的粉末成分。或者，活性物质层材料不限于粉末材料，而是也可使用连同活性物质131、粘接材料132一起包含溶剂的材料等。

Claims (4)

1.一种用于制造在集电箔的表面上具有形成区域和非形成区域的电极板的方法，所述形成区域是形成有至少包含活性物质和粘接材料的活性物质层的区域，所述非形成区域是所述集电箔露出的区域，所述电极板被制造成使得，在呈带状的所述集电箔被传送的同时，所述活性物质层形成在被传送的所述集电箔在宽度方向上的一部分中，
所述方法使用电极板制造装置，所述电极板制造装置包括：
第一辊和第二辊，所述第一辊和所述第二辊配置成彼此平行并且构造成沿使所述第一辊和所述第二辊的外周面在所述外周面彼此对向的第一位置处的移动方向均为沿竖直方向向下的方向旋转；
第三辊，所述第三辊配置成以在与所述第一位置不同的第二位置处与所述第二辊对向的状态平行于所述第二辊，所述第三辊构造成沿使所述第三辊的外周面在所述第二位置处的移动方向与所述第二辊的外周面的移动方向相同的方向旋转；
除去部，所述除去部设置于在所述第二辊的旋转方向上相对于所述第一位置在下游侧但相对于所述第二位置在上游侧的第三位置处，所述除去部构造成使得与所述第二辊对向的除去面沿与所述第二辊的外周面在所述第三位置处的移动方向相同的方向移动；和
供给部，所述供给部构造成从所述第一位置的上方朝所述第一位置供给活性物质层材料，所述活性物质层材料至少包含所述活性物质和所述粘接材料，
所述第二辊构造成以比所述第一辊的周向速度快的周向速度旋转，
所述第三辊构造成以比所述第二辊的周向速度快的周向速度旋转，
所述除去部构造成以比所述第二辊的外周面在所述第三位置处的移动速度快的移动速度移动所述除去面，所述除去部包括在与所述非形成区域对应的区域中设置成相对于与所述形成区域对应的区域朝所述第二辊突出的突出部，
所述方法包括：
在从所述供给部供给的所述活性物质层材料从所述第一位置通过的同时利用两者都旋转的所述第一辊和所述第二辊对所述活性物质层材料加压，由此以使得这样被加压的所述活性物质层材料附着到所述第二辊上的方式形成所述活性物质层；
在所述活性物质层在所述除去面和所述第二辊之间从所述第三位置通过时利用所述除去部的所述突出部在厚度方向上对所述活性物质层中与所述非形成区域对应的部位加压，由此将所述活性物质层的被加压部位从所述第二辊转移到所述除去面以便除去所述活性物质层的所述被加压部位；以及
利用旋转的所述第三辊传送所述集电箔从所述第二位置通过，由此在厚度方向上对在所述第二辊和所述第三辊之间从所述第二位置通过的所述集电箔和所述活性物质层加压并将所述活性物质层从所述第二辊转移到所述集电箔的表面上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述除去部包括：
除去辊，所述除去辊配置成以使得所述除去辊的外周面在所述第三位置处与所述第二辊对向的状态平行于所述第二辊，所述除去辊构造成沿使所述除去辊的外周面在所述第三位置处的移动方向与所述第二辊的外周面的移动方向相同的方向旋转，和
除去膜，所述除去膜卷绕在所述除去辊周围并且构造成通过所述除去辊的旋转而从所述第三位置通过，所述除去膜在位于第二辊侧的面上具有所述除去面；并且
所述除去辊包括以使得在轴向上与所述非形成区域对应的区域相对于与所述形成区域对应的区域在径向上突出的方式形成的所述突出部。
3.一种用于制造在集电箔的表面上具有形成区域和非形成区域的电极板的装置，所述形成区域是形成有至少包含活性物质和粘接材料的活性物质层的区域，所述非形成区域是所述集电箔露出的区域，所述装置包括：
第一辊和第二辊，所述第一辊和所述第二辊配置成彼此平行并且构造成沿使所述第一辊和所述第二辊的外周面在所述外周面彼此对向的第一位置处的移动方向均为沿竖直方向向下的方向旋转；
第三辊，所述第三辊配置成以在与所述第一位置不同的第二位置处与所述第二辊对向的状态平行于所述第二辊，所述第三辊构造成沿使所述第三辊的外周面在所述第二位置处的移动方向与所述第二辊的外周面的移动方向相同的方向旋转；
除去部，所述除去部设置于在所述第二辊的旋转方向上相对于所述第一位置在下游侧但相对于所述第二位置在上游侧的第三位置处，所述除去部构造成使得与所述第二辊对向的除去面沿与所述第二辊的外周面在所述第三位置处的移动方向相同的方向移动，所述除去部包括在与所述非形成区域对应的区域中设置成相对于与所述形成区域对应的区域朝所述第二辊突出的突出部；
供给部，所述供给部构造成从所述第一位置的上方朝所述第一位置供给活性物质层材料，所述活性物质层材料至少包含所述活性物质和所述粘接材料；和
控制单元，所述控制单元配置成使所述第二辊以比所述第一辊的周向速度快的周向速度旋转，使所述第三辊以比所述第二辊的周向速度快的周向速度旋转，并使所述除去部以比所述第二辊的外周面在所述第三位置处的移动速度快的移动速度移动所述除去面。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，
所述除去部包括：
除去辊，所述除去辊配置成以使得所述除去辊的外周面在所述第三位置处与所述第二辊对向的状态平行于所述第二辊，所述除去辊构造成沿使所述除去辊的外周面在所述第三位置处的移动方向与所述第二辊的外周面的移动方向相同的方向旋转，和
除去膜，所述除去膜卷绕在所述除去辊周围并且构造成通过所述除去辊的旋转而从所述第三位置通过，所述除去膜在位于第二辊侧的面上具有所述除去面；并且
所述突出部以使得在轴向上与所述非形成区域对应的区域相对于与所述形成区域对应的区域在径向上突出的方式形成。
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