JP6098308B2 - Electrode manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、金属箔に活物質ペーストを間欠的に転写する電極の製造方法に関する。 The present invention relates to the production how the electrode for intermittently transferring the active material paste to the metal foil.
従来から、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）などの車両に搭載される蓄電装置としては、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よく知られている。これらの蓄電装置では、金属箔の表面に活物質層を有する電極（正極及び負極）が間にセパレータを介在させた状態で層状に重なる電極組立体を有している。 Conventionally, lithium ion secondary batteries, nickel-hydrogen secondary batteries, and the like are well known as power storage devices mounted on vehicles such as EVs (Electric Vehicles) and PHVs (Plug-in Hybrid Vehicles). These power storage devices include an electrode assembly in which electrodes (a positive electrode and a negative electrode) having an active material layer on the surface of a metal foil overlap each other with a separator interposed therebetween.
そして、電極の製造装置としては、活物質、導電剤、バインダ、及び溶媒を混練した活物質ペーストをコーティングロールに付着させるとともに、該コーティングロールに付着させた活物質ペーストと、バッキングロールで搬送する帯状の金属箔とを接触位置にて接触（転写）させ、活物質ペーストの層を形成するものがある。 As an electrode manufacturing apparatus, an active material paste obtained by kneading an active material, a conductive agent, a binder, and a solvent is attached to a coating roll, and the active material paste attached to the coating roll is transported by a backing roll. There is one that forms a layer of an active material paste by contacting (transferring) a band-shaped metal foil at a contact position.
ところで、活物質ペーストの層において、転写時に活物質ペーストが金属箔に最初に転写される部位（転写始端部）では、その厚みが薄くなる場合がある。この転写始端部の厚みが薄くならないようにする方法として、例えば、特許文献１がある。 By the way, in the layer of the active material paste, the thickness of the portion (transfer start end portion) where the active material paste is first transferred to the metal foil during transfer may be thin. For example, Patent Document 1 discloses a method for preventing the transfer start end portion from being thinned.
特許文献１では、金属箔の片面に活物質ペーストの層（塗工区間）を形成する場合は、活物質ペーストの金属箔への転写位置においてコーティングロールとバッキングロールとを反対方向に回転させる。一方、金属箔の片面に活物質ペーストの非塗工部（未塗工区間）を形成する場合は、コーティングロールを停止させると共にバッキングロールのみを回転させる。 In Patent Document 1, when a layer of active material paste (coating section) is formed on one side of a metal foil, the coating roll and the backing roll are rotated in opposite directions at the transfer position of the active material paste to the metal foil. On the other hand, when forming an uncoated part (uncoated section) of the active material paste on one side of the metal foil, the coating roll is stopped and only the backing roll is rotated.
ここで、コーティングロールを停止させるタイミングは、コーティングロールの前回の停止によって、コーティングロール表面の活物質ペーストに発生した盛り上がり部分が、上記の転写位置に移動してきたタイミングである。その結果、活物質ペーストに発生した盛り上がり部分が、活物質ペーストの層における始端と終端に位置するため、転写時には、始端と終端における厚みの薄くなる部分（傾斜面）に盛り上がり部分が塗工されて、活物質ペーストの層における転写始端部の厚みが薄くなることが防止される。 Here, the timing at which the coating roll is stopped is the timing at which the raised portion generated in the active material paste on the surface of the coating roll has moved to the transfer position due to the previous stop of the coating roll. As a result, the raised portions generated in the active material paste are located at the start and end of the active material paste layer, and therefore, the raised portions are applied to the thinned portions (inclined surfaces) at the start and end of the transfer. Thus, the thickness of the transfer start end portion in the active material paste layer is prevented from being reduced.
ところが、特許文献１の方法では、コーティングロールの回転と停止が交互に繰り返して行われるため、コーティングロールの回転と停止に伴う振動等により、金属箔に転写された活物質ペーストが波打ったり、厚みがばらついたりしてしまう。 However, in the method of Patent Document 1, since the rotation and stop of the coating roll are alternately and repeatedly performed, the active material paste transferred to the metal foil undulates due to vibrations associated with the rotation and stop of the coating roll, The thickness will vary.
本発明は、上記の不都合無く、活物質ペーストの転写始端部の厚みが薄くなることを防止することができる電極の製造方法を提供することにある。 The present invention is to provide a manufacturing how the electrodes can be prevented that the above disadvantages without the thickness of the transfer beginning in the active material paste becomes thinner.
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の電極の製造方法は、活物質を含む活物質ペーストを付着装置によって第１ロールに付着させるとともに、第２ロールで金属箔を搬送し、該第２ロールで搬送する金属箔と、前記第１ロールに付着させた活物質ペーストとを接触させて前記金属箔に前記活物質ペーストを転写した後、前記第２ロールと、前記第１ロールとを離間させ、前記接触と離間を交互に繰り返して前記金属箔に前記活物質ペーストを間欠的に転写する電極の製造方法であって、前記第２ロールで搬送する金属箔と、前記第１ロールに付着させた前記活物質ペーストとが接触しない状態で、前記第１ロールを一定速度で回転させながら、前記第１ロールに付着させた前記活物質ペーストに、厚みがその他の部位よりも厚い突出部を形成する厚み調整工程と、前記第１ロールの前記活物質ペーストに形成された突出部を、前記金属箔への前記活物質ペーストの転写開始位置で前記金属箔に接触させる転写工程と、を含むことを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the electrode manufacturing method according to claim 1, the active material paste containing the active material is adhered to the first roll by an adhesion device, and the metal foil is conveyed by the second roll, After transferring the active material paste to the metal foil by bringing the metal foil conveyed by the second roll into contact with the active material paste adhered to the first roll, the second roll and the first roll And the contact and separation are alternately repeated to transfer the active material paste intermittently to the metal foil, the metal foil transported by the second roll, and the first The active material paste attached to the first roll is thicker than the other parts while rotating the first roll at a constant speed without contacting the active material paste attached to the roll. Sudden A thickness adjusting step for forming a portion, and a transfer step for bringing a protrusion formed on the active material paste of the first roll into contact with the metal foil at a transfer start position of the active material paste to the metal foil, It is made to include.
これによれば、転写工程では、金属箔において、活物質ペーストの転写開始位置には厚みの厚くなった突出部が転写される。このため、金属箔に活物質ペーストの層が形成されると、その層の転写始端部は突出部が転写されて形成されることから、転写始端部の厚みがその他の部位より薄くなることが防止できる。また、厚み調整工程では、第１ロールは一定速度で回転している。このため、転写始端部の厚みが薄くなることを防止する突出部を形成するために、第１ロールの回転と停止が繰り返されることが無く、その回転と停止に伴う振動等が、第１ロールに付着された活物質ペーストに伝わることもない。よって、第１ロール表面に付着された活物質ペーストは、突出部以外では厚みが均一になり、金属箔に活物質ペーストが転写されても、その活物質ペーストの層の厚みも均一になる。 According to this, in the transfer step, the protruding portion having a large thickness is transferred to the transfer start position of the active material paste in the metal foil. For this reason, when a layer of the active material paste is formed on the metal foil, the transfer start end portion of the layer is formed by transferring the protruding portion, so that the thickness of the transfer start end portion may be thinner than other portions. Can be prevented. In the thickness adjusting step, the first roll rotates at a constant speed. For this reason, in order to form the protrusion part which prevents that the thickness of a transfer start end part becomes thin, rotation and a stop of a 1st roll are not repeated, and the vibration accompanying the rotation and a stop, etc. It is not transmitted to the active material paste adhering to. Therefore, the thickness of the active material paste attached to the surface of the first roll is uniform except for the protruding portion, and even if the active material paste is transferred to the metal foil, the thickness of the active material paste layer is also uniform.
また、電極の製造方法において、前記厚み調整工程では、前記付着装置と前記第１ロールとの隙間を一定に維持しながら、前記隙間で前記活物質ペーストに作用する圧力を一時的に高めて前記突出部を形成してもよい。 Further, in the electrode manufacturing method, in the thickness adjusting step, the pressure acting on the active material paste is temporarily increased in the gap while maintaining the gap between the attachment device and the first roll constant. A protrusion may be formed.
これによれば、隙間で活物質ペーストに作用する圧力を高めると、隙間からは、圧力を高める前よりも多くの活物質ペーストが通過するため、第１ロールの表面に多くの活物質ペーストを付着させて突出部を形成することができる。よって、例えば、付着装置や第１ロールを移動させて隙間の広さを調整して突出部を形成する場合と異なり、第１ロールの移動に伴う振動が発生せず、第１ロールに付着させた活物質ペーストが波打つことがない。 According to this, when the pressure acting on the active material paste in the gap is increased, more active material paste passes from the gap than before the pressure is increased. The protrusions can be formed by attaching them. Therefore, for example, unlike the case where the protrusion is formed by adjusting the width of the gap by moving the attachment device or the first roll, the vibration due to the movement of the first roll does not occur and the attachment is made to the first roll. The active material paste does not wave.
また、電極の製造方法において、前記付着装置は、前記第１ロールに対し接近又は離間可能であり、前記厚み調整工程では、前記付着装置を一時的に前記第１ロールから離間する方向へ移動させ、前記付着装置と前記第１ロールとの隙間を一時的に広くして前記突出部を形成してもよい。 Further, in the electrode manufacturing method, the attachment device can approach or separate from the first roll, and in the thickness adjustment step, the attachment device is temporarily moved in a direction away from the first roll. The protrusion may be formed by temporarily widening a gap between the attachment device and the first roll.
これによれば、突出部を簡単に形成することができる。 According to this, Ru can be easily form protrusions.
本発明によれば、活物質ペーストの転写始端部の厚みが薄くなることを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the transfer start end portion of the active material paste from becoming thin.
（第１の実施形態）
以下、電極の製造方法、及び電極の製造装置を具体化した第１の実施形態を図１〜図２にしたがって説明する。
(First embodiment)
A first embodiment that embodies an electrode manufacturing method and an electrode manufacturing apparatus will be described below with reference to FIGS.
図１に示すように、蓄電装置としてのリチウムイオン二次電池に用いる電極の製造装置１０は、金属箔１１の一方の面である塗布面１１ａに活物質ペースト１２を転写し、乾燥、圧縮して活物質層３５を形成するための装置である。 As shown in FIG. 1, an electrode manufacturing apparatus 10 used for a lithium ion secondary battery as a power storage device transfers an active material paste 12 to a coating surface 11 a that is one surface of a metal foil 11, and then dries and compresses the active material paste 12. This is an apparatus for forming the active material layer 35.
電極の製造装置１０は、正極電極を製造する場合には、例えばアルミニウム箔である正極用の金属箔１１に、正極用の活物質ペースト１２を塗布し、塗布面１１ａに正極用の活物質層３５を設けるための装置となる。正極用の活物質ペースト１２には、正極用の活物質、導電剤、バインダ、及び溶媒を混練したものが用いられる。 The electrode manufacturing apparatus 10, when manufacturing a positive electrode, applies a positive electrode active material paste 12 to a positive electrode metal foil 11, which is an aluminum foil, for example, and applies a positive electrode active material layer to a coating surface 11 a. It becomes an apparatus for providing 35. As the positive electrode active material paste 12, a mixture of a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and a solvent is used.
また、電極の製造装置１０は、負極電極を製造する場合には、例えば銅箔である負極用の金属箔１１に、負極用の活物質ペースト１２を塗布し、塗布面１１ａに負極用の活物質層３５を設けるための装置となる。負極用の活物質ペースト１２には、負極用の活物質、導電剤、バインダ、及び溶媒を混練したものが用いられる。 Further, when manufacturing the negative electrode, the electrode manufacturing apparatus 10 applies the negative electrode active material paste 12 to the negative electrode metal foil 11, for example, a copper foil, and applies the negative electrode active material to the coating surface 11 a. This is an apparatus for providing the material layer 35. As the negative electrode active material paste 12, a material obtained by kneading a negative electrode active material, a conductive agent, a binder, and a solvent is used.
電極の製造装置１０は、供給ロール１４ａにロール状に捲回された帯状の金属箔１１がセットされ、その金属箔１１を供給するための供給機構部１４を備えている。また、電極の製造装置１０は、供給される金属箔１１に活物質ペースト１２を転写する転写装置２０を備え、この転写装置２０は金属箔１１の搬送方向Ｘ１における供給機構部１４の下流側に設けられている。 The electrode manufacturing apparatus 10 is provided with a supply mechanism 14 for supplying a metal foil 11 in which a band-shaped metal foil 11 wound in a roll is set on a supply roll 14 a. In addition, the electrode manufacturing apparatus 10 includes a transfer device 20 that transfers the active material paste 12 to the supplied metal foil 11, and the transfer device 20 is located downstream of the supply mechanism unit 14 in the transport direction X <b> 1 of the metal foil 11. Is provided.
転写装置２０は、活物質ペースト１２の貯留部２１、第１ロールとしての円柱状のコーティングロール２２、貯留部２１から供給される活物質ペースト１２をコーティングロール２２の表面に付着させるとともに、活物質ペースト１２の厚さ（量）を調節する付着装置としての略円柱状のコンマロール２３を有する。また、転写装置２０は、金属箔１１を搬送する第２ロールとしての円柱状のバッキングロール２５を備える。各ロール２２，２３，２５は平行に配置されている。 The transfer device 20 attaches the active material paste 12 to the surface of the coating roll 22 while attaching the active material paste 12 to the surface of the coating roll 22, the cylindrical coating roll 22 as the first roll, and the active material paste 12. A substantially cylindrical comma roll 23 is provided as an attachment device for adjusting the thickness (amount) of the paste 12. Further, the transfer device 20 includes a columnar backing roll 25 as a second roll for conveying the metal foil 11. Each roll 22,23,25 is arrange | positioned in parallel.
コーティングロール２２は、バッキングロール２５の回転方向Ｙ１とは同方向（図１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２２の表面に付着した活物質ペースト１２を金属箔１１の塗布面１１ａに転写する。コーティングロール２２は、該コーティングロール２２を回転させる図示しないモータ等の駆動装置を有している。コンマロール２３は、コーティングロール２２から一定の間隔を空けて離間し、コンマロール２３とコーティングロール２２の隙間２３ａの広さによって、コーティングロール２２に付着させる活物質ペースト１２の厚さを規定する。 The coating roll 22 rotates in the rotation direction Y2 which is the same direction as the rotation direction Y1 of the backing roll 25 (clockwise in FIG. 1). Thereby, the adjacent surfaces move in opposite directions, and the active material paste 12 attached to the surface of the coating roll 22 is transferred to the application surface 11 a of the metal foil 11. The coating roll 22 has a driving device such as a motor (not shown) that rotates the coating roll 22. The comma roll 23 is spaced apart from the coating roll 22 at a predetermined interval, and the thickness of the active material paste 12 attached to the coating roll 22 is defined by the size of the gap 23 a between the comma roll 23 and the coating roll 22.
図２（ｃ）に示すように、バッキングロール２５は、金属箔１１をコーティングロール２２に対して接近させることにより、活物質ペースト１２と金属箔１１とを接触させ、金属箔１１の塗布面１１ａに活物質ペースト１２を転写させる接触位置Ｐ１に位置可能である。 As shown in FIG. 2 (c), the backing roll 25 brings the metal foil 11 closer to the coating roll 22, thereby bringing the active material paste 12 and the metal foil 11 into contact with each other, and the application surface 11 a of the metal foil 11. The active material paste 12 can be transferred to the contact position P1.
また、図２（ａ）に示すように、バッキングロール２５は、接触位置Ｐ１から離れた位置であり、金属箔１１の塗布面１１ａに活物質ペースト１２を転写させない離間位置Ｐ２に位置可能である。バッキングロール２５は、該バッキングロール２５を回転、及び移動させる図示しないモータ等の駆動装置を有しており、軸心まわりで回転可能であるとともに、接触位置Ｐ１と離間位置Ｐ２との間を移動可能である。 Further, as shown in FIG. 2A, the backing roll 25 is located away from the contact position P1, and can be located at a separation position P2 where the active material paste 12 is not transferred to the application surface 11a of the metal foil 11. . The backing roll 25 has a driving device such as a motor (not shown) that rotates and moves the backing roll 25, and can rotate around the axis and move between the contact position P1 and the separation position P2. Is possible.
図１に示すように、電極の製造装置１０は制御装置２８を備え、この制御装置２８は、バッキングロール２５の駆動装置に接続され、バッキングロール２５の位置を制御可能である。制御装置２８は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置（メモリ）を有する。制御装置２８の記憶装置には、各種の制御プログラムが記憶されている。また、制御装置２８の中央処理装置は、記憶装置に記憶された制御プログラムにしたがって各種の処理を実行し、電極の製造装置１０の動作を制御する。 As shown in FIG. 1, the electrode manufacturing apparatus 10 includes a control device 28, which is connected to a driving device for the backing roll 25 and can control the position of the backing roll 25. The control device 28 includes a central processing unit (CPU) and a storage device (memory) not shown. Various control programs are stored in the storage device of the control device 28. The central processing unit of the control device 28 executes various processes according to the control program stored in the storage device, and controls the operation of the electrode manufacturing apparatus 10.
制御装置２８の制御プログラムには、バッキングロール２５を離間位置Ｐ２から接触位置Ｐ１に移動させるタイミングが設定されるとともに、バッキングロール２５を接触位置Ｐ１から離間位置Ｐ２に移動させるタイミングが設定されている。そして、バッキングロール２５を接触位置Ｐ１に位置させるタイミングは、コーティングロール２２表面の活物質ペースト１２を、金属箔１１の転写開始位置から転写させるタイミングである。一方、バッキングロール２５を接触位置Ｐ１から離間位置Ｐ２に移動させるタイミングは、金属箔１１に所定長さだけ活物質ペースト１２が転写されたタイミングである。 In the control program of the control device 28, timing for moving the backing roll 25 from the separation position P2 to the contact position P1 is set, and timing for moving the backing roll 25 from the contact position P1 to the separation position P2 is set. . The timing at which the backing roll 25 is positioned at the contact position P1 is the timing at which the active material paste 12 on the surface of the coating roll 22 is transferred from the transfer start position of the metal foil 11. On the other hand, the timing at which the backing roll 25 is moved from the contact position P1 to the separation position P2 is the timing at which the active material paste 12 is transferred to the metal foil 11 by a predetermined length.
また、バッキングロール２５を接触位置Ｐ１から離間させている時間の長さによって、金属箔１１に活物質ペースト１２が転写されない部位（非塗布部１１ｂ）の長さが決定される。そして、制御装置２８により、バッキングロール２５を接触位置Ｐ１と離間位置Ｐ２との間で繰り返し移動させることにより、金属箔１１に活物質ペースト１２が間欠的に転写される。 Moreover, the length of the part (non-application part 11b) where the active material paste 12 is not transferred to the metal foil 11 is determined by the length of time that the backing roll 25 is separated from the contact position P1. Then, the active material paste 12 is intermittently transferred to the metal foil 11 by repeatedly moving the backing roll 25 between the contact position P <b> 1 and the separation position P <b> 2 by the control device 28.
電極の製造装置１０において、搬送方向Ｘ１における転写装置２０の下流側には、金属箔１１の塗布面１１ａに転写された活物質ペースト１２を乾燥させる乾燥炉３０が設けられている。乾燥炉３０の内部には、高温の熱媒体（例えば空気や窒素ガスなどの気体）が外部から供給され、金属箔１１に転写された活物質ペースト１２を加熱するとともに、活物質ペースト１２から蒸発した溶媒蒸気を乾燥炉３０内から除去するようになっている。 In the electrode manufacturing apparatus 10, a drying furnace 30 for drying the active material paste 12 transferred to the coating surface 11 a of the metal foil 11 is provided on the downstream side of the transfer apparatus 20 in the transport direction X <b> 1. Inside the drying furnace 30, a high-temperature heat medium (for example, gas such as air or nitrogen gas) is supplied from the outside to heat the active material paste 12 transferred to the metal foil 11 and evaporate from the active material paste 12. The solvent vapor thus removed is removed from the drying furnace 30.
電極の製造装置１０において、搬送方向Ｘ１における乾燥炉３０の下流側（出口側）には、金属箔１１を搬送方向Ｘ１へ搬送しながら、乾燥済みの活物質ペースト１２を一対のプレスロール３２ａによりロールプレス（圧縮）するプレス機構部３２が設けられている。プレス機構部３２により乾燥済みの活物質ペースト１２を圧縮することで、正極用、又は負極用の活物質層３５が完成される。また、搬送方向Ｘ１におけるプレス機構部３２の下流側には、金属箔１１を巻取る巻取ロール３６ａを有する巻取機構部３６を備える。 In the electrode manufacturing apparatus 10, on the downstream side (exit side) of the drying furnace 30 in the transport direction X1, the dried active material paste 12 is transferred by a pair of press rolls 32a while transporting the metal foil 11 in the transport direction X1. A press mechanism 32 for roll pressing (compression) is provided. By compressing the dried active material paste 12 by the press mechanism unit 32, the active material layer 35 for the positive electrode or the negative electrode is completed. Moreover, the winding mechanism part 36 which has the winding roll 36a which winds up the metal foil 11 is provided in the downstream of the press mechanism part 32 in the conveyance direction X1.
次に、コンマロール２３とコーティングロール２２と間の隙間２３ａで、活物質ペースト１２に作用する圧力を調整可能な圧力調整機構４０について説明する。
圧力調整機構４０は、貯留部２１の内圧を調整可能とするポンプ４１と、貯留部２１の内圧を検出する圧力センサ４２とを備える。ポンプ４１の駆動装置（図示せず）は、制御装置２８に信号接続されている。また、圧力センサ４２は制御装置２８に信号接続され、圧力センサ４２の検出した貯留部２１の内圧に関する信号は、制御装置２８に出力される。制御装置２８は、圧力センサ４２から入力した信号に基づき、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を演算可能になっている。
Next, the pressure adjusting mechanism 40 capable of adjusting the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23a between the comma roll 23 and the coating roll 22 will be described.
The pressure adjustment mechanism 40 includes a pump 41 that can adjust the internal pressure of the storage unit 21 and a pressure sensor 42 that detects the internal pressure of the storage unit 21. A drive device (not shown) of the pump 41 is connected in signal to the control device 28. The pressure sensor 42 is signal-connected to the control device 28, and a signal related to the internal pressure of the reservoir 21 detected by the pressure sensor 42 is output to the control device 28. The control device 28 can calculate the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23a based on the signal input from the pressure sensor 42.
また、制御装置２８は、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力が所定の圧力となるようにポンプ４１の駆動装置を制御可能になっている。ポンプ４１は、貯留部２１内にエアを供給することで貯留部２１内を加圧し、貯留部２１の内圧を上げることが可能である。 Further, the control device 28 can control the drive device of the pump 41 so that the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23a becomes a predetermined pressure. The pump 41 can pressurize the interior of the storage section 21 by supplying air into the storage section 21 and increase the internal pressure of the storage section 21.
コンマロール２３とコーティングロール２２との隙間２３ａを一定に維持し、かつコーティングロール２２を一定速度で回転させた状態で、制御装置２８は、制御プログラムにより、ポンプ４１によって貯留部２１の内圧を上げる。そして、制御装置２８は、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を一時的に高めた直後、ポンプ４１によって貯留部２１の内圧を下げる制御を行う。この制御を行うことで、コーティングロール２２の表面に付着させた活物質ペースト１２の層には、その他の部位よりも厚みが厚く、突出した突出部１２ａを形成することができる。この突出部１２ａは、活物質ペースト１２が金属箔１１に転写されるとき、金属箔１１での転写開始位置に転写され、活物質ペースト１２の層における転写始端部１２ｂを形成する。なお、金属箔１１での転写開始位置とは、コーティングロール２２に付着した活物質ペースト１２が、活物質ペースト１２の層を形成する際に最初に金属箔１１の塗布面１１ａに転写される位置であり、非塗布部１１ｂの直後に位置する部位である。 In a state where the gap 23a between the comma roll 23 and the coating roll 22 is kept constant and the coating roll 22 is rotated at a constant speed, the control device 28 increases the internal pressure of the storage unit 21 by the pump 41 according to the control program. . Then, immediately after the pressure acting on the active material paste 12 is temporarily increased in the gap 23a, the control device 28 performs control to lower the internal pressure of the storage unit 21 by the pump 41. By performing this control, the layer of the active material paste 12 attached to the surface of the coating roll 22 is thicker than other portions, and a protruding protrusion 12a can be formed. When the active material paste 12 is transferred to the metal foil 11, the protrusion 12 a is transferred to the transfer start position on the metal foil 11 to form a transfer start end 12 b in the layer of the active material paste 12. The transfer start position on the metal foil 11 is a position where the active material paste 12 attached to the coating roll 22 is first transferred to the application surface 11a of the metal foil 11 when the active material paste 12 layer is formed. It is a part located immediately after the non-application part 11b.
なお、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力は、突出部１２ａの厚みに相関し、貯留部２１の内圧が上がり、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力が高くなるほど、突出部１２ａの厚みは厚くなる。そして、制御装置２８は、突出部１２ａが金属箔１１に転写されたとき、転写始端部１２ｂが活物質ペースト１２の層におけるその他の部位の厚みと同じになるように、ポンプ４１を制御し、貯留部２１の内圧を調整する。 Note that the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23a correlates with the thickness of the protruding portion 12a, the internal pressure of the storage portion 21 increases, and the higher the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23a, the higher the protruding portion 12a. The thickness of becomes thicker. Then, the control device 28 controls the pump 41 so that when the protrusion 12a is transferred to the metal foil 11, the transfer start end 12b is the same as the thickness of the other part in the layer of the active material paste 12, The internal pressure of the storage part 21 is adjusted.
次に、電極の製造方法について、その作用とともに図２にしたがって説明する。
電極の製造方法は、コーティングロール２２の表面に活物質ペースト１２を付着させる付着工程と、コーティングロール２２の表面に付着させた活物質ペースト１２に突出部１２ａを形成する厚み調整工程と、を含む。さらに、電極の製造方法は、活物質ペースト１２の突出部１２ａを、転写開始位置で金属箔１１に接触させ、その後、金属箔１１に活物質ペースト１２を一定の厚み及び一定の長さで転写する転写工程を含む。
Next, the electrode manufacturing method will be described with reference to FIG.
The electrode manufacturing method includes an attaching step of attaching the active material paste 12 to the surface of the coating roll 22, and a thickness adjusting step of forming the protrusion 12 a on the active material paste 12 attached to the surface of the coating roll 22. . Further, in the electrode manufacturing method, the protruding portion 12a of the active material paste 12 is brought into contact with the metal foil 11 at the transfer start position, and then the active material paste 12 is transferred to the metal foil 11 with a certain thickness and a certain length. A transfer step.
図２（ａ）に示すように、付着工程では、制御装置２８は、コーティングロール２２を離間位置Ｐ２に位置させつつ、コーティングロール２２を一定速度でＹ２の方向に回転させる。すると、コンマロール２３によってコーティングロール２２の表面に活物質ペースト１２が付着される。また、付着工程では、制御装置２８は、バッキングロール２５を回転させ、金属箔１１を搬送方向Ｘ１へ搬送させる。 As shown in FIG. 2A, in the attaching process, the control device 28 rotates the coating roll 22 in the Y2 direction at a constant speed while positioning the coating roll 22 at the separation position P2. Then, the active material paste 12 is attached to the surface of the coating roll 22 by the comma roll 23. Further, in the attaching step, the control device 28 rotates the backing roll 25 and transports the metal foil 11 in the transport direction X1.
図２（ｂ）に示すように、厚み調整工程では、制御装置２８は、圧力センサ４２により検出された値から、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を演算する。そして、活物質ペースト１２に突出部１２ａを形成する際、制御装置２８は、ポンプ４１を駆動させ、貯留部２１内を加圧して内圧を一時的に上げる。すると、隙間２３ａでの圧力が一時的に高まり、隙間２３ａからは、内圧を高める前よりも多くの活物質ペースト１２が通過するため、コーティングロール２２の表面に多くの活物質ペースト１２が付着して突出部１２ａが形成される。 As shown in FIG. 2B, in the thickness adjustment step, the control device 28 calculates the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23a from the value detected by the pressure sensor 42. And when forming the protrusion part 12a in the active material paste 12, the control apparatus 28 drives the pump 41, pressurizes the inside of the storage part 21, and raises an internal pressure temporarily. Then, the pressure in the gap 23a temporarily increases, and more active material paste 12 passes from the gap 23a than before increasing the internal pressure, so that a lot of active material paste 12 adheres to the surface of the coating roll 22. Thus, the protruding portion 12a is formed.
図２（ｃ）に示すように、転写工程において、突出部１２ａがコーティングロール２２の回転によって移動していき、突出部１２ａが金属箔１１への転写開始位置に移動したタイミングで、制御装置２８はバッキングロール２５を離間位置Ｐ２から接触位置Ｐ１に移動させる。すると、金属箔１１の塗布面１１ａでは、転写開始位置で金属箔１１に突出部１２ａが接触し、転写が開始される。その後、制御装置２８は、バッキングロール２５を一定速度で回転させ、金属箔１１を一定の速度で搬送させる。すると、活物質ペースト１２は、一定の厚みで金属箔１１の塗布面１１ａに転写される。 As shown in FIG. 2C, in the transfer process, the control unit 28 moves at the timing when the projecting portion 12 a moves by the rotation of the coating roll 22 and the projecting portion 12 a moves to the transfer start position to the metal foil 11. Moves the backing roll 25 from the separation position P2 to the contact position P1. Then, on the application surface 11a of the metal foil 11, the protruding portion 12a comes into contact with the metal foil 11 at the transfer start position, and transfer is started. Thereafter, the control device 28 rotates the backing roll 25 at a constant speed and transports the metal foil 11 at a constant speed. Then, the active material paste 12 is transferred to the application surface 11a of the metal foil 11 with a certain thickness.
図２（ｄ）に示すように、活物質ペースト１２の層が金属箔１１の塗布面１１ａに転写されていき、活物質ペースト１２の層の長さが一定の長さになると、制御装置２８は、バッキングロール２５を接触位置Ｐ１から離間させ、離間位置Ｐ２に向けて移動させる。その結果、活物質ペースト１２の層に連続して非塗布部１１ｂが形成される。その後、上記と同様に、突出部１２ａを形成する厚み調整工程と、活物質ペースト１２の転写工程と、非塗布部１１ｂの形成が繰り返し行われる。 As shown in FIG. 2D, when the layer of the active material paste 12 is transferred to the coating surface 11a of the metal foil 11 and the length of the layer of the active material paste 12 reaches a certain length, the control device 28 Moves the backing roll 25 away from the contact position P1 and moves it toward the separation position P2. As a result, the non-application part 11b is formed continuously in the layer of the active material paste 12. Thereafter, similarly to the above, the thickness adjusting step for forming the protruding portion 12a, the transfer step of the active material paste 12, and the formation of the non-application portion 11b are repeatedly performed.
その結果、図２（ｅ）に示すように、金属箔１１に形成された活物質ペースト１２の層において、転写始端部１２ｂの厚さは、その他の部位と同じ厚みとなる。
次に、図１に示すように、活物質ペースト１２が塗布された金属箔１１を乾燥炉３０に搬送し、当該乾燥炉３０により活物質ペースト１２を乾燥させる。次に、プレス機構部３２により、乾燥させた活物質ペースト１２を圧縮するプレス工程を行う。このプレス工程により、活物質ペースト１２が圧縮され、金属箔１１の塗布面１１ａに活物質層３５が完成される。次に、巻取ロール３６ａにより、塗布面１１ａに活物質層３５が形成された金属箔１１をロール状に巻き取る。
As a result, as shown in FIG. 2E, in the layer of the active material paste 12 formed on the metal foil 11, the transfer start end portion 12b has the same thickness as other portions.
Next, as shown in FIG. 1, the metal foil 11 coated with the active material paste 12 is conveyed to a drying furnace 30, and the active material paste 12 is dried by the drying furnace 30. Next, the press mechanism unit 32 performs a pressing process for compressing the dried active material paste 12. By this pressing step, the active material paste 12 is compressed, and the active material layer 35 is completed on the coated surface 11 a of the metal foil 11. Next, the metal foil 11 in which the active material layer 35 is formed on the coating surface 11a is wound into a roll shape by the winding roll 36a.
上記第１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）厚み調整工程では、コーティングロール２２を一定速度で回転させながら、コーティングロール２２に付着させた活物質ペースト１２に突出部１２ａを形成した。そして、転写工程では、突出部１２ａを転写開始位置で金属箔１１に接触させて転写するようにした。このため、金属箔１１に活物質ペースト１２の層が形成されると、突出部１２ａの厚みが厚いことから、活物質ペースト１２の層の転写始端部１２ｂの厚みが薄くなることが防止できる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the thickness adjusting step, the protruding portion 12a was formed on the active material paste 12 attached to the coating roll 22 while rotating the coating roll 22 at a constant speed. In the transfer step, the protrusion 12a is transferred to the metal foil 11 at the transfer start position. For this reason, when the layer of the active material paste 12 is formed on the metal foil 11, the thickness of the protruding portion 12 a is thick, so that the thickness of the transfer start end portion 12 b of the layer of the active material paste 12 can be prevented from being reduced.
（２）厚み調整工程では、コーティングロール２２は一定速度で回転している。このため、突出部１２ａを形成するために、コーティングロール２２の回転と停止が繰り返されることが無く、その回転と停止に伴う振動等が、コーティングロール２２に付着された活物質ペースト１２に伝わることもなく、コーティングロール２２には、突出部１２ａ以外では均一な厚みの活物質ペースト１２が付着される。よって、コーティングロール２２から金属箔１１に転写された活物質ペースト１２は、その層の厚みがばらついたり、表面が波打つことがなく、均一な厚みの活物質ペースト１２の層を形成することができる。 (2) In the thickness adjusting step, the coating roll 22 rotates at a constant speed. For this reason, in order to form the protrusion 12a, the rotation and stop of the coating roll 22 are not repeated, and vibrations and the like accompanying the rotation and stop are transmitted to the active material paste 12 attached to the coating roll 22. In addition, the active material paste 12 having a uniform thickness is attached to the coating roll 22 except for the protruding portion 12a. Therefore, the active material paste 12 transferred from the coating roll 22 to the metal foil 11 can form a layer of the active material paste 12 having a uniform thickness without the thickness of the layer being varied or the surface being wavy. .
（３）厚み調整工程では、圧力調整機構４０によって、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を一時的に高めて突出部１２ａを形成した。このため、突出部１２ａを形成するために、コンマロール２３やコーティングロール２２を移動させる必要が無い。よって、突出部１２ａを形成するために、コンマロール２３やコーティングロール２２の移動に伴う機械振動が発生することもなく、コーティングロール２２に付着される活物質ペースト１２が突出部１２ａ以外で波打ったりすることもない。したがって、コーティングロール２２には突出部１２ａ以外では均一な厚みで活物質ペースト１２が付着し、金属箔１１に活物質ペースト１２が転写されても、活物質ペースト１２の層の厚みを均一にすることができる。 (3) In the thickness adjusting step, the pressure adjusting mechanism 40 temporarily increased the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23a to form the protruding portion 12a. For this reason, it is not necessary to move the comma roll 23 and the coating roll 22 in order to form the protrusion part 12a. Therefore, in order to form the protruding portion 12a, mechanical vibration accompanying the movement of the comma roll 23 and the coating roll 22 does not occur, and the active material paste 12 attached to the coating roll 22 undulates except for the protruding portion 12a. There's nothing to do. Therefore, even if the active material paste 12 adheres to the coating roll 22 with a uniform thickness except for the protruding portion 12a, and the active material paste 12 is transferred to the metal foil 11, the layer thickness of the active material paste 12 is made uniform. be able to.
（４）圧力調整機構４０は、ポンプ４１により貯留部２１の内圧を調整して、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を調整する。このため、ポンプ４１で加圧又は減圧するだけで、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を簡単に調整できる。 (4) The pressure adjustment mechanism 40 adjusts the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23 a by adjusting the internal pressure of the storage portion 21 with the pump 41. For this reason, the pressure which acts on the active material paste 12 with the clearance gap 23a can be easily adjusted only by pressurizing or pressure-reducing with the pump 41. FIG.
（５）電極の製造装置１０は、圧力調整機構４０を備えるとともに、圧力調整機構４０を制御する制御装置２８を備える。そして、コーティングロール２２を一定速度で回転させ、かつ隙間２３ａを一定の広さに維持した状態で、制御装置２８により圧力調整機構４０を制御することで、突出部１２ａを簡単に形成することができる。また、電極の製造装置１０を用いた電極の製造において、コーティングロール２２を一定位置で回転させているため、隙間２３ａの広さが変わったり、コーティングロール２２の移動に伴う振動も無いため、突出部１２ａの厚みを厚くしながらも、活物質ペースト１２の層において突出部１２ａ以外の部位は均一な厚みとすることができる。 (5) The electrode manufacturing apparatus 10 includes a pressure adjustment mechanism 40 and a control device 28 that controls the pressure adjustment mechanism 40. The protrusion 12a can be easily formed by controlling the pressure adjusting mechanism 40 with the control device 28 in a state where the coating roll 22 is rotated at a constant speed and the gap 23a is maintained at a constant width. it can. Further, in the manufacture of the electrode using the electrode manufacturing apparatus 10, the coating roll 22 is rotated at a fixed position, so that the width of the gap 23 a is not changed and there is no vibration associated with the movement of the coating roll 22. While the thickness of the portion 12a is increased, the portion other than the protruding portion 12a in the layer of the active material paste 12 can have a uniform thickness.
（６）圧力調整機構４０は、ポンプ４１によって貯留部２１の内圧を高めて突出部１２ａを形成する。例えば、貯留部２１内の活物質ペースト１２をシリンダ等で直接加圧する場合と比べると、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を簡単に高めることができる。 (6) The pressure adjustment mechanism 40 increases the internal pressure of the storage portion 21 by the pump 41 to form the protruding portion 12a. For example, as compared with the case where the active material paste 12 in the storage unit 21 is directly pressurized with a cylinder or the like, the pressure acting on the active material paste 12 in the gap 23a can be easily increased.
（第２の実施形態）
以下、電極の製造方法、及び電極の製造装置を具体化した第２の実施形態を図３〜図４にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which an electrode manufacturing method and an electrode manufacturing apparatus are embodied will be described with reference to FIGS. In the embodiment described below, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the redundant description thereof is omitted or simplified.
図３に示すように、電極の製造装置１０は、圧力調整機構４０は備えていない。そして、電極の製造装置１０は、シリンダ４４を備え、このシリンダ４４のロッド４４ａにおいて、シリンダボディ４４ｂからの突出端には、コーティングロール２２の回転軸２２ａが連結されている。そして、シリンダ４４は、ロッド４４ａのシリンダボディ４４ｂからの出没により、コーティングロール２２を上下動可能に支持している。シリンダ４４は制御装置２８に信号接続されている。 As shown in FIG. 3, the electrode manufacturing apparatus 10 does not include the pressure adjustment mechanism 40. The electrode manufacturing apparatus 10 includes a cylinder 44, and a rotating shaft 22a of the coating roll 22 is connected to a projecting end of the rod 44a of the cylinder 44 from the cylinder body 44b. And the cylinder 44 is supporting the coating roll 22 so that a vertical motion is possible by the protrusion / projection of the rod 44a from the cylinder body 44b. The cylinder 44 is signal-connected to the control device 28.
さて、第２の実施形態において、図４（ａ）に示すように、付着工程では、制御装置２８は、コーティングロール２２を離間位置Ｐ２に位置させつつ、コーティングロール２２を一定速度でＹ２の方向に回転させる。すると、コンマロール２３によってコーティングロール２２の表面に活物質ペースト１２が付着される。また、付着工程では、制御装置２８は、バッキングロール２５を回転させ、金属箔１１を搬送方向Ｘ１へ搬送させる。 In the second embodiment, as shown in FIG. 4A, in the attaching process, the controller 28 moves the coating roll 22 at a constant speed in the direction Y2 while positioning the coating roll 22 at the separation position P2. Rotate to Then, the active material paste 12 is attached to the surface of the coating roll 22 by the comma roll 23. Further, in the attaching step, the control device 28 rotates the backing roll 25 and transports the metal foil 11 in the transport direction X1.
図４（ｂ）に示すように、厚み調整工程では、制御装置２８は、シリンダ４４を制御してコンマロール２３を上方へ移動させ、コンマロール２３をコーティングロール２２から一時的に離間させる。すると、隙間２３ａの広さが一時的に広がり、隙間２３ａからは、コンマロール２３を離間させる前よりも多くの活物質ペースト１２が通過する。 As shown in FIG. 4B, in the thickness adjustment step, the control device 28 controls the cylinder 44 to move the comma roll 23 upward, and temporarily separates the comma roll 23 from the coating roll 22. Then, the width of the gap 23a temporarily increases, and more active material paste 12 passes through the gap 23a than before the comma roll 23 is separated.
図４（ｃ）に示すように、コンマロール２３を上方へ移動させた直後、制御装置２８は、シリンダ４４を制御してコンマロール２３を下方へ移動させ、上方へ移動させる前の位置に戻す。すると、隙間２３ａの広さが、コンマロール２３を上方へ移動させる前に戻り、コーティングロール２２に付着された活物質ペースト１２に突出部１２ａが形成される。 As shown in FIG. 4C, immediately after the comma roll 23 is moved upward, the control device 28 controls the cylinder 44 to move the comma roll 23 downward and return it to the position before the upward movement. . Then, the width of the gap 23 a returns before the comma roll 23 is moved upward, and the protrusion 12 a is formed on the active material paste 12 attached to the coating roll 22.
従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）、（２）と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（７）コンマロール２３をコーティングロール２２に対して移動させ、隙間２３ａの広さを調整して突出部１２ａを形成するようにした。このため、隙間２３ａの広さを機械的に調整することができ、突出部１２ａを簡単に形成することができる。
Therefore, according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(7) The comma roll 23 is moved relative to the coating roll 22, and the width of the gap 23a is adjusted to form the protruding portion 12a. For this reason, the width of the gap 23a can be mechanically adjusted, and the protruding portion 12a can be easily formed.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第１の実施形態において、ポンプ４１でエアの圧力を調整して隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を調整したが、貯留部２１の内圧の調整手段は、特にエアの圧力調整に限定されない。例えば、貯留部２１内をエア以外のガス（例えば不活性ガス）で満たし、このガス圧力を調整してもよい。また、貯留部２１内の活物質ペースト１２を直接押圧する等して、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を調整してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the first embodiment, the pressure of the air is adjusted by the pump 41 and the pressure acting on the active material paste 12 is adjusted by the gap 23a. It is not limited. For example, the inside of the storage unit 21 may be filled with a gas other than air (for example, an inert gas), and the gas pressure may be adjusted. Moreover, you may adjust the pressure which acts on the active material paste 12 in the clearance gap 23a by pressing the active material paste 12 in the storage part 21 directly.
○ 第１の実施形態において、隙間２３ａ付近に圧力センサ４２を配置して、隙間２３ａで活物質ペースト１２に作用する圧力を直接検出するようにしてもよい。
○ 第２の実施形態において、隙間２３ａの広さを調整する際、コンマロール２３は移動させず、コーティングロール２２を移動させてもよい。
In the first embodiment, the pressure sensor 42 may be disposed in the vicinity of the gap 23a, and the pressure acting on the active material paste 12 may be directly detected in the gap 23a.
In the second embodiment, when adjusting the width of the gap 23a, the comma roll 23 may not be moved, and the coating roll 22 may be moved.
○ 付着装置は、コンマロール２３ではなく、活物質ペースト１２をコーティングロール２２に直接塗布するスリットダイや供給装置であってもよい。
○ 電極の製造装置１０は、コーティングロール２２を移動させて、又は各ロール２２，２５の両方を移動させて各ロール２２，２３の離間又は接近を行ってもよい。
The attachment device may be a slit die or a supply device that directly applies the active material paste 12 to the coating roll 22 instead of the comma roll 23.
The electrode manufacturing apparatus 10 may move the coating roll 22 or move both the rolls 22 and 25 to separate or approach the rolls 22 and 23.
○ 電極の製造装置１０は、乾燥炉３０やプレス機構部３２を省略してもよい。
○ ニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電装置に用いられる電極の製造装置であってもよい。
The electrode manufacturing apparatus 10 may omit the drying furnace 30 and the press mechanism unit 32.
A device for manufacturing an electrode used in a power storage device such as a nickel metal hydride secondary battery or an electric double layer capacitor may be used.
１０…製造装置、１１…金属箔、１２…活物質ペースト、１２ａ…突出部、２１…貯留部、２３ａ…隙間、２２…第１ロールとしてのコーティングロール、２３…付着装置としてのコンマロール、２５…第２ロールとしてのバッキングロール、２８…制御装置、４０…圧力調整機構。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Manufacturing apparatus, 11 ... Metal foil, 12 ... Active material paste, 12a ... Projection part, 21 ... Storage part, 23a ... Gap, 22 ... Coating roll as 1st roll, 23 ... Comma roll as adhesion apparatus, 25 ... a backing roll as the second roll, 28 ... a control device, 40 ... a pressure adjusting mechanism.
Claims (3)
該第２ロールで搬送する金属箔と、前記第１ロールに付着させた活物質ペーストとを接触させて前記金属箔に前記活物質ペーストを転写した後、前記第２ロールと、前記第１ロールとを離間させ、前記接触と離間を交互に繰り返して前記金属箔に前記活物質ペーストを間欠的に転写する電極の製造方法であって、
前記第２ロールで搬送する金属箔と、前記第１ロールに付着させた前記活物質ペーストとが接触しない状態で、前記第１ロールを一定速度で回転させながら、前記第１ロールに付着させた前記活物質ペーストに、厚みがその他の部位よりも厚い突出部を形成する厚み調整工程と、
前記第１ロールの前記活物質ペーストに形成された突出部を、前記金属箔への前記活物質ペーストの転写開始位置で前記金属箔に接触させる転写工程と、を含むことを特徴とする電極の製造方法。 While adhering the active material paste containing the active material to the first roll by the adhesion device, the metal foil is conveyed by the second roll,
After transferring the active material paste to the metal foil by bringing the metal foil conveyed by the second roll into contact with the active material paste adhered to the first roll, the second roll and the first roll , And the contact and separation are alternately repeated to intermittently transfer the active material paste to the metal foil,
The metal foil conveyed by the second roll was attached to the first roll while rotating the first roll at a constant speed in a state where the active material paste attached to the first roll was not in contact. In the active material paste, a thickness adjusting step of forming a protrusion having a thickness thicker than other parts,
A transfer step of bringing a protrusion formed on the active material paste of the first roll into contact with the metal foil at a transfer start position of the active material paste onto the metal foil. Production method.
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