JP2002050400A - Manufacturing device and manufacturing method of electrode - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばリチウム
二次電池等に使用される電極板を製造する場合や固体高
分子電解質型燃料電池の電解質膜と電極膜との接合等に
用いられる電極体製造装置及び製造方法に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode body used for manufacturing an electrode plate used for a lithium secondary battery or the like and for joining an electrolyte membrane and an electrode membrane of a polymer electrolyte fuel cell. The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の電極体製造装置においては、熱可
塑性樹脂シートを集電シートの表面に形成された電極膜
の所定領域に対し、耐熱性シートを介してホットプレス
により熱圧着し、その後に熱可塑性樹脂シートを剥離す
ることにより、所定領域（不要箇所）の電極膜を集電シ
ート上から熱可塑性樹脂シート側に剥離接合して、電極
膜をパターニングするようになっている。また、燃料電
池の場合は、電解質膜に電極膜をサンドイッチ状にし
て、ホットプレスにより接合し、３００μｍ程度の薄い
ＭＥＡ（電解質膜と電極膜との接合体）を形成する。2. Description of the Related Art In a conventional electrode assembly manufacturing apparatus, a thermoplastic resin sheet is thermocompression-bonded to a predetermined region of an electrode film formed on the surface of a current collector sheet by a hot press through a heat-resistant sheet. By peeling off the thermoplastic resin sheet, the electrode film in a predetermined area (unnecessary place) is peeled and joined from the current collector sheet to the thermoplastic resin sheet side, and the electrode film is patterned. In the case of a fuel cell, the electrode film is sandwiched with the electrolyte film and joined by hot pressing to form a thin MEA (combined body of the electrolyte film and the electrode film) of about 300 μm.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
電極体製造装置においては、前述のように、電極膜の接
合をホットプレスの熱圧着により行っているため、構造
が複雑で装置全体が大型になるとともに、熱圧着時の昇
温をイオン交換樹脂のガラス転移点までゆっくりと行う
必要があって、電極膜の接合に時間がかかるという問題
があった。However, in this conventional electrode body manufacturing apparatus, as described above, the bonding of the electrode films is performed by thermocompression bonding of a hot press, so that the structure is complicated and the entire apparatus is large in size. In addition, it is necessary to slowly raise the temperature during thermocompression bonding to the glass transition point of the ion-exchange resin, and there is a problem that it takes time to bond the electrode films.
【０００４】また、電極膜の接合を確実に行わせるため
に、熱可塑性樹脂シートに電解質樹脂シートの溶液を含
浸させたり、電解質樹脂溶液を混入した電解質ペースト
を用いたりする必要があって、コストアップとなる問題
もあった。[0004] In addition, in order to surely join the electrode films, it is necessary to impregnate the thermoplastic resin sheet with a solution of the electrolyte resin sheet or use an electrolyte paste mixed with the electrolyte resin solution. There was also a problem that was up.
【０００５】しかも、熱圧着により熱可塑性樹脂シート
全体が加熱されるとともに、押圧力が同シートに付与さ
れるため、シートが延びたり、変質したりして、品質低
下を招くおそれもある。In addition, since the entire thermoplastic resin sheet is heated by the thermocompression bonding, and a pressing force is applied to the sheet, the sheet may be elongated or deteriorated, and the quality may be deteriorated.
【０００６】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的
は、構造が簡単で装置全体を小型にすることができると
ともに、塗膜の接合に要する時間を短縮することができ
て、生産性の向上を図ることができ、しかもコストアッ
プを抑制でき、さらにはシートの延びや変質を抑制でき
る電極体製造装置及び製造方法を提供することにある。The present invention has been made by paying attention to such problems existing in the conventional technology. Its purpose is to simplify the structure, reduce the size of the entire device, shorten the time required for joining the coating films, improve productivity, and suppress cost increases. It is still another object of the present invention to provide an electrode body manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of suppressing sheet elongation and deterioration.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明では、帯状
の第１シート上の塗膜に同じく帯状の第２シートを重合
して、塗膜を第２シートに接合するための電極体製造装
置において、前記第１シートと第２シートとの重合面に
超音波を当てて溶融するための超音波溶融手段を設け、
塗膜と第２シートとの少なくとも一方を超音波で溶融さ
せることにより、前記接合が行われるようにしたことを
特徴とするものである。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to achieve the above-mentioned object, according to the first aspect of the present invention, a second band-like sheet is superposed on a coating film on a first band-like sheet. In an electrode assembly manufacturing apparatus for bonding a coating film to a second sheet, an ultrasonic melting unit is provided for applying ultrasonic waves to an overlapping surface of the first sheet and the second sheet to melt the overlapped surface,
The bonding is performed by fusing at least one of the coating film and the second sheet with an ultrasonic wave.
【０００８】従って、この請求項１に記載の発明によれ
ば、熱圧着するためのホットプレスを備えた従来装置に
比較して、ホットプレスのような大重量で大掛かりな構
成のものが不要になり、構造が簡単で装置全体を小型に
することができる。また、超音波を付与すれば、塗膜ま
たはシートの界面がほとんど瞬時に溶融するため、従来
装置のように昇温をゆっくりと行う必要がなく、塗膜の
接合に要する時間を短縮することができて、生産性の向
上を図ることができる。しかも、前記のように、塗膜ま
たはシートの界面のみが加熱されるとともに、シートに
大きな押圧力が付与されることがないため、シートが延
びたり、変質したりするおそれを防止できる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, a heavy-weight and large-sized structure such as a hot press is not required as compared with a conventional device having a hot press for thermocompression bonding. Therefore, the structure is simple and the whole apparatus can be downsized. Also, if ultrasonic waves are applied, the interface of the coating film or sheet melts almost instantaneously, so that it is not necessary to raise the temperature slowly as in the conventional apparatus, and it is possible to reduce the time required for bonding the coating film. As a result, productivity can be improved. In addition, as described above, only the interface between the coating film and the sheet is heated, and a large pressing force is not applied to the sheet. Therefore, it is possible to prevent the sheet from being elongated or deteriorated.
【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記超音波溶融手段は、定盤と、そ
の定盤に対して前記第１及び第２シートを介して反対側
に配置され、第１及び第２シートに超音波を当てるため
の超音波ホーンとを備えたことを特徴とするものであ
る。According to the invention described in claim 2, in the invention described in claim 1, the ultrasonic melting means includes a platen and an opposite side to the platen via the first and second sheets. And an ultrasonic horn for applying ultrasonic waves to the first and second sheets.
【００１０】従って、この請求項２に記載の発明によれ
ば、第１及び第２シートを定盤と超音波ホーンとの間に
挟み込んだ状態で、超音波ホーンからの超音波により、
塗膜と第２シートとの少なくとも一方を効果的に超音波
溶融させることができる。Therefore, according to the second aspect of the present invention, while the first and second sheets are sandwiched between the surface plate and the ultrasonic horn, the ultrasonic waves from the ultrasonic horn are used.
At least one of the coating film and the second sheet can be effectively ultrasonically melted.
【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記超音波溶融手段は、第１及び第
２シートにその両側から超音波を当てて溶融する一対の
超音波ホーンを備えたことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the ultrasonic melting means includes a pair of ultrasonic horns which apply ultrasonic waves to both the first and second sheets from both sides thereof to melt them. It is characterized by having.
【００１２】従って、この請求項３に記載の発明によれ
ば、一対の超音波ホーンにより、塗膜及と第２シートと
を短時間に超音波溶融させることができて、生産性を一
層向上させることができる。Therefore, according to the third aspect of the present invention, the coating film and the second sheet can be ultrasonically melted in a short time by the pair of ultrasonic horns, thereby further improving the productivity. Can be done.
【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記超音
波溶融手段は、第１及び第２シートに対して重合圧力を
加えるための押圧手段を備えたことを特徴とするもので
ある。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the ultrasonic melting means applies a polymerization pressure to the first and second sheets. And a pressing means for pressing.
【００１４】従って、この請求項４に記載の発明によれ
ば、第１及び第２シートに重合圧力を加えた状態で超音
波を当てることにより、超音波溶融を促進することがで
きて、塗膜の接合に要する時間を一層短縮することがで
きる。Therefore, according to the fourth aspect of the present invention, by applying ultrasonic waves to the first and second sheets while applying polymerization pressure, ultrasonic melting can be promoted, and coating can be performed. The time required for bonding the films can be further reduced.
【００１５】また、請求項５に記載の発明では、帯状の
第１シート上の塗膜に同じく帯状の第２シートを重合し
て、塗膜を第２シートに接合するための製造方法におい
て、前記第１シートと第２シートとの重合面に超音波を
当てて、塗膜と第２シートとの少なくとも一方を超音波
で溶融させることにより、前記接合を行うようにしたこ
とを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for bonding a coating film to a second sheet by polymerizing the second band sheet similarly to the coating film on the first belt sheet, and bonding the coating film to the second sheet. Ultrasonic waves are applied to the superposed surface of the first sheet and the second sheet, and at least one of the coating film and the second sheet is melted by ultrasonic waves, so that the bonding is performed. Things.
【００１６】従って、この請求項５に記載の発明によれ
ば、前記請求項１に記載の作用と同様の作用を得ること
ができる。請求項６に記載の発明では、請求項５に記載
の発明において、前記超音波溶融と同時に、第１及び第
２シートに重合圧力を加えることを特徴とするものであ
る。Therefore, according to the fifth aspect of the invention, it is possible to obtain the same operation as that of the first aspect. According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, a polymerization pressure is applied to the first and second sheets simultaneously with the ultrasonic melting.
【００１７】従って、この請求項６に記載の発明によれ
ば、前記請求項４に記載の作用と同様の作用を得ること
ができる。Therefore, according to the invention described in claim 6, it is possible to obtain the same operation as the operation described in claim 4.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下に、この発
明を固体高分子電解質型燃料電池の電解質膜と電極膜と
の接合体を製造する際に用いる電極体製造装置に具体化
した第１実施形態を、図１及び図２に基づいて説明す
る。なお、ここで、接合とは、シートに付着した電極膜
としての塗膜を他のシートに接合することをいう。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) The present invention is embodied in an electrode assembly manufacturing apparatus used for manufacturing a joined body of an electrolyte membrane and an electrode membrane in a solid polymer electrolyte fuel cell. 1st Embodiment is described based on FIG. 1 and FIG. Here, the term “joining” refers to joining a coating film as an electrode film attached to a sheet to another sheet.
【００１９】図１に示すように、この実施形態の電極体
製造装置では、第１繰出しローラ１１及び第１巻取りロ
ーラ１２が左右に所定間隔をおいて平行に対向配置され
ている。第１繰出しローラ１１及び第１巻取りローラ１
２の下方位置には、第２繰出しローラ１３及び第２巻取
りローラ１４が左右に所定間隔をおいて並行に対向配置
されている。As shown in FIG. 1, in the electrode assembly manufacturing apparatus according to this embodiment, a first feeding roller 11 and a first winding roller 12 are arranged in parallel to each other at predetermined intervals on the left and right sides. First feeding roller 11 and first winding roller 1
A second feed roller 13 and a second take-up roller 14 are arranged in parallel at a predetermined distance from each other at a position below the second feed roller 13 and the second take-up roller 14.
【００２０】前記第１繰出しローラ１１には、表面に塗
膜としての電極膜１５を塗布してなる第１シートとして
の帯状の基材フィルム１６が巻回され、この基材フィル
ム１６が第１繰出しローラ１１から繰り出されて、第１
巻取りローラ１２に巻き取られるようになっている。第
２繰出しローラ１３には、第２シートとしての帯状の電
解質膜１７が巻回され、この電解質膜１７が第２繰出し
ローラ１３から繰り出されて、基材フィルム１６の電極
膜１５に重合された後に第２巻取りローラ１４に巻き取
られるようになっている。A belt-shaped base film 16 as a first sheet having a surface coated with an electrode film 15 as a coating film is wound around the first feed roller 11. It is fed from the feed roller 11 and the first
It is adapted to be taken up by a take-up roller 12. A band-shaped electrolyte membrane 17 as a second sheet is wound around the second feeding roller 13, and the electrolyte membrane 17 is fed from the second feeding roller 13 and polymerized on the electrode film 15 of the base film 16. Later, it is wound around the second winding roller 14.
【００２１】前記基材フィルム１６と電解質膜１７との
重合面に対応するように、繰出しローラ１１，１３と巻
取りローラ１２，１４との中間位置には超音波溶融手段
としての超音波溶融装置１８が配設されている。この超
音波溶融装置１８は、下方位置に配置された定盤１９
と、その定盤１９に対し基材フィルム１６及び電解質膜
１７を介して反対側の上方位置に配置された超音波ホー
ン２０とから構成されている。An ultrasonic melting device as an ultrasonic melting means is provided at an intermediate position between the feeding rollers 11, 13 and the winding rollers 12, 14 so as to correspond to the overlapping surface of the base film 16 and the electrolyte membrane 17. 18 are provided. The ultrasonic melting device 18 includes a platen 19 disposed at a lower position.
And an ultrasonic horn 20 disposed at an upper position on the opposite side of the platen 19 via the base film 16 and the electrolyte membrane 17.
【００２２】前記超音波ホーン２０には押圧手段を構成
する押圧用シリンダ２１が連設され、この押圧用シリン
ダ２１により超音波ホーン２０が定盤１９側に押圧移動
されて、基材フィルム１６及び電解質膜１７に対して重
合圧力が加えられるようになっている。そして、この状
態で超音波ホーン２０により基材フィルム１６と電解質
膜１７との重合面に超音波が当てられて、電極膜１５と
電解質膜１７との界面が超音波で溶融され、電極膜１５
が基材フィルム１６上から電解質膜１７に接合されるよ
うになっている。A pressing cylinder 21 constituting a pressing means is connected to the ultrasonic horn 20, and the ultrasonic horn 20 is pressed and moved toward the surface plate 19 by the pressing cylinder 21 to form the base film 16 and A polymerization pressure is applied to the electrolyte membrane 17. Then, in this state, an ultrasonic wave is applied to the superposed surface of the base film 16 and the electrolyte film 17 by the ultrasonic horn 20, and the interface between the electrode film 15 and the electrolyte film 17 is melted by the ultrasonic wave.
Is joined to the electrolyte membrane 17 from above the base film 16.
【００２３】前記第２巻取りローラ１４には第３繰出し
ローラ２２が対向配置されている。そして、電極膜１５
が所定のパターンで接合された電解質膜１７が第２巻取
りローラ１４に巻き取られる際に、この第３繰出しロー
ラ２２から保護フィルム２３が繰り出されて、電解質膜
１７の電極膜１５上に積層巻き取りされ、電極膜１５が
保護されるようになっている。A third feeding roller 22 is disposed opposite to the second winding roller 14. Then, the electrode film 15
When the electrolyte film 17 bonded in a predetermined pattern is wound by the second winding roller 14, the protective film 23 is fed out from the third feeding roller 22, and is laminated on the electrode film 15 of the electrolyte film 17. It is wound up and the electrode film 15 is protected.
【００２４】次に、前記のように構成された電極体製造
装置を使用する方法について説明する。この電極体製造
装置では、図示しない制御装置からの作動信号により、
前記各ローラ１１〜１４が回転され、電極膜１５を有す
る帯状の基材フィルム１６が第１繰出しローラ１１から
繰り出されて、第１巻取りローラ１２に巻き取られる。
これとともに、帯状の電解質膜１７が第２繰出しローラ
１３から繰り出されて、第２巻取りローラ１４に巻き取
られる。Next, a method of using the electrode assembly manufacturing apparatus configured as described above will be described. In this electrode body manufacturing apparatus, an operation signal from a control device (not shown)
The rollers 11 to 14 are rotated, and the belt-shaped base film 16 having the electrode film 15 is fed from the first feeding roller 11 and wound on the first winding roller 12.
At the same time, the belt-shaped electrolyte membrane 17 is fed out from the second feeding roller 13 and wound up by the second winding roller 14.
【００２５】そして、所定の接合領域の電極膜１５及び
電解質膜１７が超音波溶融装置１８の定盤１９と超音波
ホーン２０との間を通過するとき、前記各ローラ１１〜
１４の回転が停止されて、基材フィルム１６及び電解質
膜１７の巻き取りが一時的に停止される。この状態で、
制御装置からの作動信号により押圧用シリンダ２１が作
動され、超音波ホーン２０が定盤１９側に移動されて、
基材フィルム１６と電解質膜１７とが重合されるととも
に、それらに対して重合圧力が加えられる。このとき、
図２に示すように、超音波ホーン２０により基材フィル
ム１６と電解質膜１７との重合面に超音波が当てられ
る。これにより、電極膜１５と電解質膜１７との界面が
超音波で溶融されて、電極膜１５が基材フィルム１６上
から電解質膜１７に接合される。When the electrode film 15 and the electrolyte film 17 in a predetermined bonding area pass between the platen 19 of the ultrasonic melting device 18 and the ultrasonic horn 20, the rollers 11 to
The rotation of 14 is stopped, and the winding of the base film 16 and the electrolyte membrane 17 is temporarily stopped. In this state,
The pressing cylinder 21 is operated by an operation signal from the control device, and the ultrasonic horn 20 is moved to the surface plate 19 side,
The base film 16 and the electrolyte membrane 17 are polymerized, and a polymerization pressure is applied to them. At this time,
As shown in FIG. 2, an ultrasonic wave is applied to the superposed surface of the base film 16 and the electrolyte membrane 17 by the ultrasonic horn 20. Thereby, the interface between the electrode film 15 and the electrolyte film 17 is melted by ultrasonic waves, and the electrode film 15 is joined to the electrolyte film 17 from above the base film 16.
【００２６】このように、超音波ホーン２０からの超音
波の付与が行われ、電解質膜１７上に電極膜１５が接合
されて、電極膜１５のパターニングが行われる。そし
て、電極膜１５が接合された電解質膜１７は、第３繰出
しローラ２２から繰り出される保護フィルム２３を介装
した状態で、第２巻取りローラ１４に巻き取られる。基
材フィルム１６は、第１巻取りローラ１２に巻き取られ
る。As described above, the application of the ultrasonic wave from the ultrasonic horn 20 is performed, the electrode film 15 is bonded on the electrolyte film 17, and the patterning of the electrode film 15 is performed. Then, the electrolyte film 17 to which the electrode film 15 is bonded is taken up by the second take-up roller 14 with the protective film 23 fed from the third feed roller 22 interposed therebetween. The base film 16 is wound around the first winding roller 12.
【００２７】従って、この実施形態によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）この電極体製造装置においては、帯状の基材フィ
ルム１６上の電極膜１５に、同じく帯状の電解質膜１７
が重合された状態で、超音波溶融装置１８により、基材
フィルム１６と電解質膜１７との重合面に超音波が当て
られる。これにより、電極膜１５と電解質膜１７との少
なくとも一方が超音波で溶融されて、基材フィルム１６
上の電極膜１５が電解質膜１７に接合されるようになっ
ている。Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained. (1) In this electrode body manufacturing apparatus, the electrode film 15 on the strip-shaped base film 16
In a state where is polymerized, ultrasonic waves are applied to the superposed surface of the base film 16 and the electrolyte membrane 17 by the ultrasonic melting device 18. As a result, at least one of the electrode film 15 and the electrolyte film 17 is melted by ultrasonic waves, and the base film 16 is melted.
The upper electrode film 15 is joined to the electrolyte film 17.
【００２８】このため、熱圧着するためのホットプレス
を備えた従来装置に比較して、ホットプレスのような大
型、かつ大重量の構成物が不要になり、構造が簡単で装
置全体を小型にすることができる。また、従来装置とは
異なり、昇温をゆっくりと行う必要がなく、電極膜１５
の接合に要する時間を短縮することができて、生産性の
向上を図ることができる。しかも、電極膜１５と電解質
膜１７との界面が確実に加熱されて、溶融されるため、
接合を確実に行うことができ、電極膜１５に電解質樹脂
シートの溶液を含浸させたり、電解質樹脂溶液を混入し
た電解質ペーストを用いたりする必要はない。このた
め、コストアップを避けることができる。加えて、加熱
されるのが電極膜１５と電解質膜１７との界面だけであ
る。しかも、電極膜１５は超音波ホーン２０により押圧
されるが、従来のホットプレスのような大圧力は不要で
ある。従って、電極膜１５の変質や延びを抑制すること
ができる。For this reason, compared with a conventional apparatus having a hot press for thermocompression bonding, a large and heavy component such as a hot press is not required, and the structure is simple and the whole apparatus can be reduced in size. can do. Further, unlike the conventional apparatus, the temperature does not need to be raised slowly, and the electrode film 15 is not required.
Can be shortened, and the productivity can be improved. Moreover, since the interface between the electrode film 15 and the electrolyte film 17 is reliably heated and melted,
Bonding can be reliably performed, and there is no need to impregnate the electrode film 15 with a solution of an electrolyte resin sheet or use an electrolyte paste mixed with an electrolyte resin solution. For this reason, cost increase can be avoided. In addition, only the interface between the electrode film 15 and the electrolyte film 17 is heated. Moreover, the electrode film 15 is pressed by the ultrasonic horn 20, but does not require a large pressure as in a conventional hot press. Therefore, deterioration and extension of the electrode film 15 can be suppressed.
【００２９】（２）この電極体製造装置においては、前
記超音波溶融装置１８に、定盤１９と、その定盤１９に
対し基材フィルム１６及び電解質膜１７を介して反対側
に配置され、基材フィルム１６及び電解質膜１７に超音
波を当てるための超音波ホーン２０とが装備されてい
る。このため、基材フィルム１６及び電解質膜１７を定
盤１９と超音波ホーン２０との間に挟み込んだ状態で、
超音波ホーン２０からの超音波により、電極膜１５と電
解質膜１７とを効果的に超音波溶融させることができ
る。(2) In this electrode assembly manufacturing apparatus, the ultrasonic melting device 18 is provided with a surface plate 19, and is disposed on the opposite side of the surface plate 19 via the base film 16 and the electrolyte membrane 17, An ultrasonic horn 20 for applying ultrasonic waves to the base film 16 and the electrolyte membrane 17 is provided. For this reason, with the base film 16 and the electrolyte membrane 17 sandwiched between the platen 19 and the ultrasonic horn 20,
The ultrasonic waves from the ultrasonic horn 20 can effectively ultrasonically melt the electrode film 15 and the electrolyte film 17.
【００３０】（３）この電極体製造装置においては、前
記超音波溶融装置１８に押圧用シリンダ２１が装備さ
れ、この押圧用シリンダ２１により超音波ホーン２０が
定盤１９側に押圧移動されて、基材フィルム１６及び電
解質膜１７に対して重合圧力が加えられるようになって
いる。このため、基材フィルム１６及び電解質膜１７に
重合圧力が加えられた状態で超音波が当てられることに
より、電極膜１５と電解質膜１７との超音波溶融を促進
することができて、電極膜１５の接合に要する時間を一
層短縮することができる。(3) In this electrode assembly manufacturing apparatus, the ultrasonic melting device 18 is equipped with a pressing cylinder 21, and the ultrasonic horn 20 is pressed and moved toward the surface plate 19 by the pressing cylinder 21. A polymerization pressure is applied to the base film 16 and the electrolyte membrane 17. Therefore, ultrasonic waves are applied to the base film 16 and the electrolyte membrane 17 in a state where polymerization pressure is applied, so that ultrasonic melting of the electrode film 15 and the electrolyte membrane 17 can be promoted, and The time required for the bonding of No. 15 can be further reduced.
【００３１】（第２実施形態）次に、リチウム二次電池
の電極板を製造する際に用いる電極体製造装置に具体化
したこの発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異
なる部分を中心に説明する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention embodied in an electrode assembly manufacturing apparatus used for manufacturing an electrode plate of a lithium secondary battery is different from the first embodiment. This will be mainly described.
【００３２】さて、この第２実施形態においては、図３
に示すように、超音波溶融装置１８が一対の超音波ホー
ン２０から構成されている。すなわち、前記第１実施形
態における定盤１９に代えて、下方位置にも超音波ホー
ン２０が配設されている。そして、これらの超音波ホー
ン２０により、基材フィルム１６及び電解質膜１７の重
合面に対してその両側から超音波が当てられるようにな
っている。In the second embodiment, FIG.
As shown in (1), the ultrasonic melting device 18 includes a pair of ultrasonic horns 20. That is, an ultrasonic horn 20 is also provided at a lower position in place of the surface plate 19 in the first embodiment. The ultrasonic horn 20 applies ultrasonic waves to the superposed surfaces of the base film 16 and the electrolyte membrane 17 from both sides thereof.
【００３３】一方、接合しない領域の電極膜１５及び電
解質膜１７が定盤１９と超音波ホーン２０との間を通過
するときには、基材フィルム１６及び電解質膜１７の巻
き取りが停止されることなく連続的に行われる。また、
押圧用シリンダ２１の復帰動作により超音波ホーン２０
が定盤１９から離間した位置に配置されて、基材フィル
ム１６及び電解質膜１７に対する重合圧力が解除される
とともに、超音波ホーン２０による超音波の付与が停止
される。これにより、基材フィルム１６上から電解質膜
１７への電極膜１５の接合が中断される。On the other hand, when the electrode film 15 and the electrolyte film 17 in the non-bonded area pass between the platen 19 and the ultrasonic horn 20, the winding of the base film 16 and the electrolyte film 17 is not stopped. It is performed continuously. Also,
The ultrasonic horn 20 is moved by the return operation of the pressing cylinder 21.
Is disposed at a position away from the surface plate 19, the polymerization pressure on the base film 16 and the electrolyte membrane 17 is released, and the application of ultrasonic waves by the ultrasonic horn 20 is stopped. Thus, the bonding of the electrode film 15 from the base film 16 to the electrolyte membrane 17 is interrupted.
【００３４】このように、超音波溶融装置１８の超音波
ホーン２０が定盤１９に対する接近位置と離間位置とに
選択的に移動配置されるとともに、その超音波ホーン２
０からの超音波の付与が間欠的に行われ、電解質膜１７
上の所定領域のみに電極膜１５が接合されて、電極膜１
５のパターニングが行われる。そして、電極膜１５が接
合された電解質膜１７は、第３繰出しローラ２２から繰
り出される保護フィルム２３を介装した状態で、第２巻
取りローラ１４に巻き取られる。また、接合されること
なく残った電極膜１５を有する基材フィルム１６は、第
１巻取りローラ１２に巻き取られる。As described above, the ultrasonic horn 20 of the ultrasonic melting device 18 is selectively moved and arranged between the approach position and the separation position with respect to the surface plate 19, and the ultrasonic horn 2
The application of ultrasonic waves from 0 is performed intermittently, and the electrolyte membrane 17
The electrode film 15 is bonded only to the upper predetermined region, and the electrode film 1
5 is performed. Then, the electrolyte membrane 17 to which the electrode film 15 is bonded is wound around the second winding roller 14 with the protective film 23 fed from the third feeding roller 22 interposed therebetween. The base film 16 having the electrode film 15 remaining without being joined is wound up by the first winding roller 12.
【００３５】従って、この第２実施形態によれば、前記
第１実施形態における（１）及び（３）に記載の効果に
加えて、次のような効果を得ることができる。 （４） この電極体製造装置においては、前記超音波溶
融装置１８に一対の超音波ホーン２０が装備され、これ
らの超音波ホーン２０により、基材フィルム１６及び電
解質膜１７にその両側から超音波が当てられるようにな
っている。このため、一対の超音波ホーン２０により、
電極膜１５及と電解質膜１７とを短時間に超音波溶融さ
せることができて、生産性を一層向上させることができ
る。Therefore, according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (3) of the first embodiment. (4) In this electrode assembly manufacturing apparatus, the ultrasonic melting device 18 is equipped with a pair of ultrasonic horns 20, and the ultrasonic horn 20 applies ultrasonic waves to the base film 16 and the electrolyte film 17 from both sides thereof. Is to be applied. Therefore, the pair of ultrasonic horns 20
The electrode film 15 and the electrolyte film 17 can be ultrasonically melted in a short time, and the productivity can be further improved.
【００３６】（第３実施形態）次に、この発明の第３実
施形態を、前記第２実施形態と異なる部分を中心に説明
する。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described focusing on parts different from the second embodiment.
【００３７】さて、この第３実施形態においては、図４
及び図５に示すように、前記第１実施形態における第１
シートとしての基材フィルム１６に代えて、第１シート
としての金属箔２６が使用されている。この金属箔２６
はアルミニウム、銅等よりなり、その表面に塗膜として
の電極膜１５が塗布されている。また、前記第１実施形
態における第２シートとしての電解質膜１７に代えて、
第２シートとしての剥離フィルム２７が使用されてい
る。この剥離フィルム２７は図５に示すように、ＰＥＴ
シート等の耐熱性シート２８上にＰＥシート等の熱可塑
性樹脂シート２９をラミネートして構成されている。In the third embodiment, FIG.
As shown in FIG. 5 and FIG.
Instead of the base film 16 as a sheet, a metal foil 26 as a first sheet is used. This metal foil 26
Is made of aluminum, copper, or the like, and an electrode film 15 as a coating film is applied to the surface thereof. Further, instead of the electrolyte membrane 17 as the second sheet in the first embodiment,
A release film 27 is used as a second sheet. This release film 27 is made of PET as shown in FIG.
A thermoplastic resin sheet 29 such as a PE sheet is laminated on a heat-resistant sheet 28 such as a sheet.
【００３８】そして、不要領域の電極膜１５が超音波溶
融装置１８の定盤１９と超音波ホーン２０との間を通過
する際には、超音波ホーン２０が定盤１９側に移動さ
れ、金属箔２６と剥離フィルム２７とが重合されて、そ
れらに重合圧力が加えられる。この状態で、超音波ホー
ン２０により金属箔２６と剥離フィルム２７との重合面
に超音波が当てられ、電極膜１５と剥離フィルム２７の
熱可塑性樹脂シート２９とが超音波で溶融される。これ
により、電極膜１５が金属箔２６上から熱可塑性樹脂シ
ート２９に剥離接合して除去されるようになっている。When the electrode film 15 in the unnecessary area passes between the platen 19 of the ultrasonic melting device 18 and the ultrasonic horn 20, the ultrasonic horn 20 is moved to the platen 19 side, The foil 26 and the release film 27 are polymerized, and a polymerization pressure is applied to them. In this state, ultrasonic waves are applied to the overlapping surface of the metal foil 26 and the release film 27 by the ultrasonic horn 20, and the electrode film 15 and the thermoplastic resin sheet 29 of the release film 27 are melted by the ultrasonic waves. As a result, the electrode film 15 is peeled off from the metal foil 26 to the thermoplastic resin sheet 29 and removed.
【００３９】これに対して、必要領域の電極膜１５が定
盤１９と超音波ホーン２０との間を通過する際には、超
音波ホーン２０が定盤１９から離間した位置に配置され
て、金属箔２６及び剥離フィルム２７に対する重合圧力
が解除されるとともに、超音波ホーン２０による超音波
の付与が停止される。これにより、電極膜１５が熱可塑
性樹脂シート２９側に剥離接合されることなく、金属箔
２６上に残されるようになっている。On the other hand, when the electrode film 15 in the required area passes between the surface plate 19 and the ultrasonic horn 20, the ultrasonic horn 20 is disposed at a position separated from the surface plate 19, The polymerization pressure on the metal foil 26 and the release film 27 is released, and the application of ultrasonic waves by the ultrasonic horn 20 is stopped. As a result, the electrode film 15 is left on the metal foil 26 without being peeled and joined to the thermoplastic resin sheet 29 side.
【００４０】なお、この実施形態では、不要領域の電極
膜１５の剥離接合を終了した金属箔２６が製品として第
１巻取りローラ１２に巻き取られるため、その金属箔２
６上に第３繰出しローラ２２から保護フィルム２３が繰
り出されて積層巻取りされるようになっている。In this embodiment, since the metal foil 26 which has completed the peeling and joining of the electrode film 15 in the unnecessary area is wound up as a product by the first winding roller 12, the metal foil 2
The protective film 23 is fed out from the third feed-out roller 22 onto the roll 6, and is stacked and wound.
【００４１】従って、この第３実施形態によれば、前記
第１実施形態における（１）〜（３）に記載の効果とほ
ぼ同様の効果を得ることができる。 （変更例）なお、この実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。Therefore, according to the third embodiment, substantially the same effects as the effects (1) to (3) in the first embodiment can be obtained. (Modification) This embodiment can be modified and embodied as follows.
【００４２】・前記第１及び第２実施形態において、第
２シートとしての電解質膜１７の表面側に電極膜１５の
接合を行った後、その裏面側にも同様に電極膜１５の接
合または接合を行って、電解質膜１７の表裏両面に所定
パターンの電極膜１５を形成するようにしてもよい。In the first and second embodiments, after the electrode film 15 is bonded to the front surface of the electrolyte film 17 as the second sheet, the electrode film 15 is similarly bonded or bonded to the back surface thereof. To form the electrode film 15 having a predetermined pattern on both the front and back surfaces of the electrolyte film 17.
【００４３】・前記第３実施形態において、第１シート
としての金属箔２６の表裏両面に塗膜としての電極膜１
５を塗布しておき、その金属箔２６の両面に電極膜１５
の剥離接合を行って、所定パターンの電極膜１５を形成
するようにしてもよい。In the third embodiment, the electrode film 1 as a coating film is formed on both front and back surfaces of the metal foil 26 as the first sheet.
5 is applied, and the electrode film 15 is formed on both sides of the metal foil 26.
May be performed to form an electrode film 15 having a predetermined pattern.
【００４４】・前記第３実施形態において、超音波溶融
装置１８を第２実施形態と同様に一対の超音波ホーン２
０から構成し、金属箔２６と剥離フィルム２７との重合
面に対してその両側から超音波を当てるように構成して
もよい。In the third embodiment, the ultrasonic melting device 18 is connected to the pair of ultrasonic horns 2 similarly to the second embodiment.
Alternatively, the ultrasonic wave may be applied from both sides to the overlapping surface of the metal foil 26 and the release film 27.
【００４５】・この電極体製造装置を、前記各実施形態
のリチウム二次電池等の電極板とは異なった製品を製造
する際の塗膜の接合または接合に実用化してもよい。The apparatus for manufacturing an electrode body may be put to practical use for bonding or bonding of coating films when manufacturing a product different from the electrode plate such as the lithium secondary battery of each of the above embodiments.
【図１】 第１実施形態の電極体製造装置を示す概略構
成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electrode assembly manufacturing apparatus according to a first embodiment.
【図２】 図１の電極体製造装置の接合状態を示す部分
拡大断面図。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a bonding state of the electrode assembly manufacturing apparatus of FIG.
【図３】 第２実施形態の電極体製造装置を示す概略構
成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an electrode assembly manufacturing apparatus according to a second embodiment.
【図４】 第３実施形態の電極体製造装置を示す概略構
成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an electrode assembly manufacturing apparatus according to a third embodiment.
【図５】 図４の電極体製造装置の接合状態を示す部分
拡大断面図。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing a bonding state of the electrode assembly manufacturing apparatus of FIG.
１５…塗膜としての電極膜、１６…第１シートとしての
基材フィルム、１７…第２シートとしての電解質膜、１
８…超音波溶融手段としての超音波溶融装置、１９…定
盤、２０…超音波ホーン、２１…押圧手段としての押圧
用シリンダ、２６…第１シートとしての金属箔、２７…
第２シートとしての剥離フィルム。15 ... electrode film as coating film, 16 ... base film as first sheet, 17 ... electrolyte film as second sheet, 1
8 ... Ultrasonic melting device as ultrasonic melting means, 19 ... Stable plate, 20 ... Ultrasonic horn, 21 ... Pressing cylinder as pressing means, 26 ... Metal foil as first sheet, 27 ...
A release film as a second sheet.
Claims (6)
の第２シートを重合して、塗膜を第２シートに接合する
ための電極体製造装置において、 前記第１シートと第２シートとの重合面に超音波を当て
て溶融するための超音波溶融手段を設け、塗膜と第２シ
ートとの少なくとも一方を超音波で溶融させることによ
り、前記接合が行われるようにしたことを特徴とする電
極体製造装置。1. An electrode assembly manufacturing apparatus for polymerizing a second band-like sheet onto a coating film on a first band-like sheet and joining the coating film to a second sheet, wherein the first sheet and the second sheet Ultrasonic fusing means for applying ultrasonic waves to the superposed surface of the sheet and fusing it, and fusing at least one of the coating film and the second sheet with ultrasonic waves, so that the bonding is performed. An electrode body manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
盤に対して前記第１及び第２シートを介して反対側に配
置され、第１及び第２シートに超音波を当てるための超
音波ホーンとを備えたことを特徴とする請求項１に記載
の電極体製造装置。2. The ultrasonic melting means is disposed on a surface plate and on the opposite side of the surface plate via the first and second sheets, and applies ultrasonic waves to the first and second sheets. The electrode body manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising: an ultrasonic horn.
ートにその両側から超音波を当てて溶融する一対の超音
波ホーンを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電
極体製造装置。3. The electrode body according to claim 1, wherein said ultrasonic melting means includes a pair of ultrasonic horns for applying ultrasonic waves to both the first and second sheets from both sides thereof to melt them. manufacturing device.
ートに対して重合圧力を加えるための押圧手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に
記載の電極体製造装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic melting means includes a pressing means for applying a polymerization pressure to the first and second sheets. An electrode body manufacturing apparatus according to the above.
の第２シートを重合して、塗膜を第２シートに接合する
ための製造方法において、 前記第１シートと第２シートとの重合面に超音波を当て
て、塗膜と第２シートとの少なくとも一方を超音波で溶
融させることにより、前記接合を行うようにしたことを
特徴とする製造方法。5. A manufacturing method for polymerizing a second band-like sheet onto a coating film on the first band-like sheet and joining the coating film to the second sheet, wherein the first sheet, the second sheet, The method according to claim 1, wherein the bonding is performed by applying ultrasonic waves to the polymerized surface of (a) and melting at least one of the coating film and the second sheet with the ultrasonic waves.
シートに重合圧力を加えることを特徴とする請求項５に
記載の製造方法。6. Simultaneously with said ultrasonic melting, the first and second ultrasonic melting are performed.
The method according to claim 5, wherein a polymerization pressure is applied to the sheet.
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|---|---|---|---|
| JP2000236050A JP2002050400A (en) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | Manufacturing device and manufacturing method of electrode |
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