KR20120109373A - Electrode production apparatus and electrode production method and computer storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 띠 형상의 기재(基材)의 양면에 활물질층을 형성하여 전극을 제조하는 전극 제조장치, 상기 전극 제조장치를 이용한 전극 제조방법, 프로그램 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode manufacturing apparatus for forming an electrode by forming an active material layer on both sides of a strip-shaped substrate, an electrode manufacturing method using the electrode manufacturing apparatus, a program, and a computer storage medium.
최근, 소형이고 경량이고, 또한 에너지 밀도가 높고, 반복하여 충방전이 가능한 특성을 살려서, 리튬 이온 캐패시터(LIC: Lithium Ion Capacitor), 전기 이중층 캐패시터(EDLC: Electric Double Layer Capacitor) 및 리튬이온 전지(LIB: Lithium Ion Battery) 등의 전기화학소자의 수요가 급속히 더 확대되고 있다. Recently, the lithium ion capacitor (LIC: Lithium Ion Capacitor), the electric double layer capacitor (EDLC), and the lithium ion battery (lithium ion capacitor (LIC) are used to take advantage of the characteristics of small size, light weight, high energy density, and repeatable charging and discharging). The demand for electrochemical devices such as LIB: Lithium Ion Battery is rapidly expanding.
리튬이온 전지는, 에너지 밀도가 비교적 크기 때문에, 휴대전화나 노트형 퍼스널 컴퓨터 등의 분야에서 이용되고 있다. 게다가 전기 이중층 캐패시터는 급속 충방전이 가능하므로, 퍼스널 컴퓨터 등의 메모리 백업 소형 전원으로서 이용되고 있다. 또한, 전기 이중층 캐패시터는 전기 자동차용의 대형 전원으로서의 응용이 기대되고 있다. 또한, 리튬이온 전지의 이점과 전기 이중층 캐패시터의 이점을 조합한 리튬 이온 캐패시터는, 에너지 밀도, 출력 밀도 모두 높기 때문에 주목을 끌고 있다. Lithium-ion batteries are used in fields such as mobile phones and notebook personal computers because of their relatively high energy density. In addition, since the electric double layer capacitor can be rapidly charged and discharged, it is used as a memory backup small power supply for personal computers and the like. In addition, the electric double layer capacitor is expected to be applied as a large power source for electric vehicles. In addition, lithium ion capacitors that combine the advantages of lithium ion batteries and the advantages of electric double layer capacitors are attracting attention because of their high energy density and output density.
이러한 전기화학소자의 전극은, 예를 들면 기재로서의 집전체인 금속박의 표면에 활물질이나 용매를 포함한 활물질합제를 도공한 후, 상기 활물질합제를 건조하고 활물질층을 형성하여 제조된다. 이러한 전극의 제조에는, 예를 들면 권출(卷出) 롤과 권취(卷取) 롤과의 사이에 도공 장치와 건조기를 배치한 전극 제조장치가 이용된다. 도공 장치는, 활물질합제를 도공하기 위한 도공구(塗工口)가 형성된 도공 헤드를 가지고 있다. 또한 건조기는, 소정간격으로 배치된 복수의 히터를 가지고 있다. 그리고, 권출 롤과 권취 롤의 사이에 띠 형상의 금속박을 대략 연직 상방으로 반송하면서, 도공 장치와 건조기에 의해서, 금속박의 표면에 활물질합제의 도공과 건조가 각각 행하여지고 있다(특허문헌 1).The electrode of such an electrochemical device is produced by coating an active material mixture containing an active material and a solvent on the surface of a metal foil as a current collector as a base material, and then drying the active material mixture and forming an active material layer. The electrode manufacturing apparatus which arrange | positions a coating apparatus and a dryer between the unwinding roll and the winding roll is used for manufacture of such an electrode, for example. The coating apparatus has a coating head in which the coating tool for coating an active material mixture is formed. In addition, the dryer has a plurality of heaters arranged at predetermined intervals. And coating and drying of an active material mixture are performed on the surface of metal foil with a coating apparatus and a dryer, respectively, conveying a strip | belt-shaped metal foil substantially vertically upward between a unwinding roll and a winding roll (patent document 1).
금속박의 표면에 도공된 활물질합제를 건조시킬 때의 건조 시간은, 기재의 도포 속도와 건조로(乾燥爐)의 길이에 따라 결정된다. 생산성을 올리기 위해서 도포 속도를 올리면, 대형의 건조 장치가 필요하게 된다. 예를 들면 도포 속도를 20m/분으로 하면, 건조 시간이 60sec의 경우, 20m의 길이의 건조 장치가 필요하다. 한편, 건조 장치를 소형화하면 건조 시간이 짧아져, 충분한 건조를 행할 수 없다. 특히 물을 용매로 하는 활물질합제의 경우는 건조에 시간을 필요로 한다. 게다가, 충분한 건조를 행하지 않고 물이 미량이라도 잔류하면, 예를 들면 이차전지의 전극으로서 이용했을 때, 3V 이하의 전압에서 물이 전기분해하여 가스가 발생하여 팽창하기 때문에, 불량 제품이 된다. The drying time at the time of drying the active material mixture coated on the surface of metal foil is determined according to the application | coating speed of a base material, and the length of a drying furnace. When the application speed is increased to increase productivity, a large drying device is required. For example, if the application speed is 20 m / min, a drying device of 20 m length is required when the drying time is 60 sec. On the other hand, when the drying apparatus is downsized, the drying time is shortened and sufficient drying cannot be performed. In particular, in the case of an active material mixture containing water as a solvent, drying takes time. In addition, if even a small amount of water is left without sufficient drying, for example, when used as an electrode of a secondary battery, water is electrolyzed at a voltage of 3 V or less, gas is generated and expands, resulting in a defective product.
그 때문에, 본 발명자들은, 종래의 전극 제조장치를 이용하여, 온풍 건조 등에 의한 건조 후에 일단 권취 롤에 감고, 그 후, 필요에 따라서 진공 건조를 행하는 것을 생각하였다. 그런데, 이 때, 롤 형상으로 감겨진 상태로 건조시키기 때문에, 수torr 정도로 감압된 건조로중에서 수십 시간의 시간을 필요로 해 버린다. Therefore, the present inventors considered using the conventional electrode manufacturing apparatus, after drying by a warm air drying etc., once winding up to a winding roll, and performing vacuum drying as needed after that. By the way, at this time, in order to dry in the state wound by roll shape, it takes several tens of hours in the drying furnace depressurized about several torr.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 전극을 제조하는 데 있어서, 금속박의 표면에 도공된 활물질합제를, 효율적으로 확실히 건조시키는 것을 목적으로 한다. This invention is made | formed in view of such a point, and when manufacturing an electrode, it aims at drying efficiently and reliably the active material mixture coated on the surface of metal foil.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 띠 형상의 기재의 양면에 활물질층을 형성하여 전극을 제조하는 전극 제조장치로서, 기재를 풀어내는 권출부와, 상기 권출부로부터 풀어진 기재를 감는 권취부와, 상기 권출부와 상기 권취부와의 사이에 설치되어, 기재의 양면에 활물질합제를 도공하는 도공부와, 상기 도공부와 상기 권취부와의 사이에 설치되어, 상기 도공부에서 도공된 상기 활물질합제를 건조시켜 활물질층을 형성하는 건조부를 갖고, 상기 건조부는, 상기 기재의 반송 방향으로 직렬 배치된 상압(常壓) 건조부 및 그 전방의 진공 건조부를 구비하며, 상기 기재가 통과하는 상기 진공 건조부의 입구 및 출구에, 상기 진공 건조부의 진공도를 유지하는 시일재가 설치되고, 상기 진공 건조부의 출구측의 상기 시일재를 사이에 두고, 드라이 에어 환경의 공간이 배치되고, 상기 권취부가 상기 드라이 에어 환경의 공간내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said problem, this invention is an electrode manufacturing apparatus which forms an active material layer on both surfaces of a strip | belt-shaped base material, and manufactures an electrode, The unwinding part which unwinds a base material, and the winding part which winds up the base material unwound from the said unwinding part And a coating portion provided between the unwinding portion and the winding portion, coated with an active material mixture on both surfaces of the substrate, and provided between the coating portion and the winding portion, and coated with the coating portion. The drying part which has a drying part which dries an active material mixture and forms an active material layer, The said drying part is provided with the normal pressure drying part arrange | positioned in series in the conveyance direction of the said base material, and the vacuum drying part in front of the said base material, A sealing material for maintaining the vacuum degree of the vacuum drying part is provided at the inlet and the outlet of the vacuum drying part, and the dry air is interposed between the sealing material on the outlet side of the vacuum drying part. An environment space is arranged, and the winding portion is provided in the space of the dry air environment.
본 발명에 의하면, 상압 건조부와 진공 건조부를 연속하여 배치함으로써, 권출 롤로부터 풀려나온 기재를 감기 전에, 기재의 표면에 도공된 활물질합제를 충분히 건조시킬 수 있다. 이것에 의해, 장치의 통합화를 도모할 수 있는 동시에, 토탈 처리 시간을 단축하여, 생산성의 향상 및 에너지 절약화를 도모할 수 있다. According to the present invention, by placing the atmospheric pressure drying section and the vacuum drying section continuously, the active material mixture coated on the surface of the substrate can be sufficiently dried before winding the substrate released from the unwinding roll. As a result, the integration of the device can be achieved, the total processing time can be shortened, and the productivity and energy saving can be improved.
상기 상압 건조부와 상기 진공 건조부에서의 상기 기재의 반송 속도가 같아도 좋다. The conveyance speed of the said base material in the said atmospheric pressure drying part and the said vacuum drying part may be the same.
상기 시일재는 비접촉형 시일재이더라도 좋다. The sealing material may be a non-contact sealing material.
상기 상압 건조부와 상기 진공 건조부의 사이에, 상기 기재의 장력 검출을 행하는 장력 검출부를 구비하고 있어도 좋다. A tension detector may be provided between the atmospheric pressure dryer and the vacuum dryer to detect the tension of the substrate.
상기 상압 건조부와 상기 진공 건조부의 사이에, 상기 기재를 일시적으로 축적할 수 있는 버퍼가 설치되어 있어도 좋다. Between the atmospheric pressure drying section and the vacuum drying section, a buffer for temporarily storing the base material may be provided.
상기 진공 건조부내에서 상기 기재가 사행(蛇行)하도록 가이드 롤러가 배치되어 있어도 좋다. The guide roller may be arrange | positioned so that the said base material may meander in the said vacuum drying part.
상기 기재는, 상기 권취 롤에 감긴 후, 상기 드라이 에어 환경의 공간내에서 밀폐 시일되어도 좋다. The said base material may be sealed sealed in the space of the said dry air environment, after winding up to the said winding roll.
상기 상압 건조부에서는 복사 또는 온풍에 의한 건조가 행하여지고, 상기 진공 건조부에서는 복사(輻射) 또는 전열에 의한 건조가 행하여져도 좋다. Drying by radiation or warm air may be performed in the said atmospheric pressure drying part, and drying by radiation or heat transfer may be performed in the said vacuum drying part.
상기 활물질합제의 용매는 물이더라도 좋다. The solvent of the active material mixture may be water.
상기 전극은, 리튬 이온 캐패시터, 전기 이중층 캐패시터, 또는 리튬이온 전지에 이용되는 전극이더라도 좋다. The electrode may be an electrode used for a lithium ion capacitor, an electric double layer capacitor, or a lithium ion battery.
상기 전극제조장치는, 상기 드라이 에어 환경의 공간에 인접하여 설치되고, 기재의 권취가 종류된 상기 권취부를 수용하는 케이스와, 상기 케이스내에, 상기 권취부를 반송하여 수용시키기 위한 수용 수단을 가지고 있어도 좋다.The electrode manufacturing apparatus may be provided adjacent to a space of the dry air environment, and may have a case accommodating the winding portion in which the winding of the substrate is sorted, and a housing means for conveying and accommodating the winding portion in the case. .
또한, 본 발명은, 권출부와 권취부와의 사이에서 띠 형상의 기재를 반송하면서, 상기 기재의 양면에 활물질층을 형성하여 전극을 제조하는 전극 제조방법으로서, 도공부에 있어서, 활물질과 용매를 혼합한 활물질합제를 기재의 양면에 도공하는 도공 공정과, 그 후, 건조부에 있어서, 상기 도공 공정에서 도공된 상기 활물질합제를 건조시켜 활물질층을 형성하는 건조 공정을 갖고, 상기 건조부는, 상기 기재의 반송 방향으로 직렬 배치된 상압 건조부 및 그 전방의 진공 건조부를 구비하며, 상기 기재가 통과하는 상기 진공 건조부의 입구 및 출구에, 상기 진공 건조부의 진공도를 유지하는 시일재가 설치되고, 상기 진공 건조부의 출구측의 상기 시일재를 사이에 두고, 드라이 에어 환경의 공간이 배치되고, 상기 권취부가 상기 드라이 에어 환경의 공간내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. Moreover, this invention is an electrode manufacturing method which forms an active material layer on both surfaces of the said base material, and manufactures an electrode, conveying a strip | belt-shaped base material between a unwinding part and a winding part, Comprising: An active material and a solvent in a coating part And a coating step of coating the active material mixture containing the mixture on both sides of the substrate, and thereafter, in a drying part, a drying step of drying the active material mixture coated in the coating step to form an active material layer. A normal pressure drying unit arranged in series in the conveying direction of the substrate and a vacuum drying unit in front of the substrate are provided, and a sealing material for maintaining the vacuum degree of the vacuum drying unit is provided at the inlet and the outlet of the vacuum drying unit through which the substrate passes. The space of a dry air environment is arrange | positioned with the said sealing material of the exit side of a vacuum drying part between, and the said winding part is in the space of the said dry air environment. It is characterized by being installed in.
상기 상압 건조부와 상기 진공 건조부에서의 상기 기재의 반송 속도가 같아도 좋다. The conveyance speed of the said base material in the said atmospheric pressure drying part and the said vacuum drying part may be the same.
상기 시일재는 비접촉형 시일재이더라도 좋다. The sealing material may be a non-contact sealing material.
상기 상압 건조부와 상기 진공 건조부의 사이에, 상기 기재의 장력 검출을 행하는 장력 검출부를 구비하고 있어도 좋다. A tension detector may be provided between the atmospheric pressure dryer and the vacuum dryer to detect the tension of the substrate.
상기 상압 건조부와 상기 진공 건조부의 사이에, 상기 기재를 일시적으로 축적할 수 있는 버퍼가 설치되어 있어도 좋다. Between the atmospheric pressure drying section and the vacuum drying section, a buffer for temporarily storing the base material may be provided.
상기 진공 건조부내에 있어서 상기 기재가 사행하도록 가이드 롤러가 배치되어 있어도 좋다. The guide roller may be arrange | positioned so that the said base material may meander in the said vacuum drying part.
상기 기재는, 상기 권취 롤에 감긴 후, 상기 드라이 에어 환경의 공간내에서 밀폐 시일되어도 좋다. The said base material may be sealed sealed in the space of the said dry air environment, after winding up to the said winding roll.
상기 상압 건조부에서는 복사 또는 온풍에 의한 건조가 행하여지고, 상기 진공 건조부에서는 복사 또는 전열에 의한 건조가 행하여져도 좋다. Drying by radiation or warm air may be performed in the said atmospheric pressure drying part, and drying by radiation or heat transfer may be performed in the said vacuum drying part.
상기 활물질합제의 용매는 물이더라도 좋다. The solvent of the active material mixture may be water.
상기 전극은, 리튬 이온 캐패시터, 전기 이중층 캐패시터, 또는 리튬이온 전지에 이용되는 전극이더라도 좋다. The electrode may be an electrode used for a lithium ion capacitor, an electric double layer capacitor, or a lithium ion battery.
상기 드라이 에어 환경의 공간에 있어서 기재의 권취가 종료된 상기 권취부는, 수용 수단에 의하여 상기 드라이 에어 환경의 공간에 인접하여 설치된 케이스에 수용된 후, 외부로 꺼내져도 좋다.After the winding of the base material is finished in the space of the dry air environment, the winding part may be taken out to the outside after being accommodated in a case provided adjacent to the space of the dry air environment by a receiving means.
또한 다른 관점에 의한 본 발명에 의하면, 상기 전극 제조방법을 전극 제조장치에 의해서 실행시키기 위해서, 상기 전극 제조장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램이 제공된다. Further, according to the present invention according to another aspect, in order to execute the electrode manufacturing method by the electrode manufacturing apparatus, a program operating on a computer of the control unit controlling the electrode manufacturing apparatus is provided.
또 다른 관점에 의한 본 발명에 의하면, 상기 프로그램을 저장한 읽기 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a readable computer storage medium storing the program.
본 발명에 의하면, 전극을 제조하는데 있어서, 금속박의 표면에 도공된 활물질합제를, 효율적으로 확실히 건조시킬 수 있다. According to this invention, in manufacturing an electrode, the active material mixture coated on the surface of metal foil can be efficiently and reliably dried.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 전극 제조장치의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 전극 제조장치의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 3은 전극 제조장치에서 제조되는 전극의 측면도이다.
도 4는 전극 제조장치에서 제조되는 전극의 평면도이다.
도 5는 도공 헤드의 구성의 개략을 나타내는 사시도이다.
도 6은 비접촉형 시일재의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전극 제조장치의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 전극 제조장치의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 전극 제조장치의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 10은 도공부의 다른 실시형태의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 11은 전극 제조장치에서 제조되는 다른 전극의 측면도이다.
도 12는 접촉형 시일재의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 13은 드라이 에어실의 다른 실시형태의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 14는 드라이 에어실의 또 다른 실시형태의 개략을 나타내는 측면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a side view which shows the outline of the structure of the electrode manufacturing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
FIG. 2 is a plan view schematically illustrating the configuration of the electrode manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
3 is a side view of the electrode manufactured by the electrode manufacturing apparatus.
4 is a plan view of an electrode manufactured by the electrode manufacturing apparatus.
It is a perspective view which shows the outline of the structure of a coating head.
6 is a cross-sectional view schematically illustrating the non-contact sealing material.
It is a top view which shows the outline of the structure of the electrode manufacturing apparatus concerning other embodiment of this invention.
8 is a plan view showing an outline of a configuration of an electrode manufacturing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
9 is a plan view showing an outline of a configuration of an electrode manufacturing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
It is a top view which shows the outline of the structure of other embodiment of a coating part.
11 is a side view of another electrode manufactured by the electrode manufacturing apparatus.
It is sectional drawing which shows the outline of a contact type sealing material.
It is a side view which shows the outline of other embodiment of a dry air chamber.
It is a side view which shows the outline of another embodiment of a dry air chamber.
이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시의 일실시형태에 관한 전극 제조장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 전극 제조장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다. 본 실시형태의 전극 제조장치(1)에서는, 리튬 이온 캐패시터의 전극을 제조한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 중복된 설명을 생략한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1: is a side view which shows the outline of the structure of the
전극 제조장치(1)에서는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 띠 형상의 기재로서의 금속박(M)의 양면에 활물질층(F)이 형성된 전극(E)이 제조된다. 금속박(M)의 양면의 활물질층(F)은, 대향하여 형성된다. 또한, 활물질층(F)은, 예를 들면 금속박(M)의 길이가 짧은 방향(도 3중의 Z방향)의 중앙부에 형성되고, 또한 금속박(M)의 길이가 긴 방향(도 3 및 도 4중의 Y방향)으로 복수 형성된다. In the
금속박(M)은, 리튬 이온 캐패시터의 경우는, 예를 들면 다공질의 집전체이다. 또한, 전기 이중층 캐패시터나, 리튬이온 전지 등의 경우는, 예를 들면 구멍이 없는 집전체이다. 전극(E)으로서 양극을 제조할 때에는, 예를 들면 금속박(M)으로서 알루미늄박이 이용된다. 한편, 음극을 제조할 때에는, 예를 들면 금속박(M)으로서 구리박이 이용된다. Metal foil M is a porous electrical power collector, for example in the case of a lithium ion capacitor. In addition, in the case of an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, etc., it is an electrical power collector without a hole, for example. When manufacturing a positive electrode as electrode E, aluminum foil is used as metal foil M, for example. On the other hand, when manufacturing a negative electrode, copper foil is used as metal foil M, for example.
또한, 활물질층(F)을 형성하기 위해, 후술하는 바와 같이 금속박(M)의 표면에 슬러리 형상의 활물질합제가 도공된다. 양극을 제조할 때의 양극 활물질합제는, 예를 들면 활물질로서의 활성탄과 결착제로서의 아크릴계 바인더와, 분산제로서의 카르복시메틸셀룰로오스와, 도전조재로서의 아세틸렌블랙 등의 도전성 탄소 분말을 혼합하고, 이것에 용매로서 물을 첨가하고, 혼련하여 생성된다. 한편, 음극을 제조할 때의 음극활물질합제는, 예를 들면 리튬 이온을 흡장·방출 가능한 활물질로서의 비정질 탄소와, 결착제로서의 폴리불화비닐리덴과, 도전조재로서의 아세틸렌블랙 등의 도전성 탄소재를 혼합하고, 이것에 용매로서 물을 첨가하고, 혼련하여 생성된다. In order to form the active material layer F, a slurry-like active material mixture is coated on the surface of the metal foil M as described later. The positive electrode active material mixture at the time of manufacturing a positive electrode mixes, for example, activated carbon as an active material, an acryl-type binder as a binder, carboxymethyl cellulose as a dispersing agent, and conductive carbon powder, such as acetylene black as a conductive support material, and mixes this as a solvent. It is produced by adding water and kneading. On the other hand, the negative electrode active material mixture at the time of manufacturing a negative electrode mixes amorphous carbon as an active material which can occlude and release lithium ion, polyvinylidene fluoride as a binder, and conductive carbon materials, such as acetylene black as a conductive support material, for example. Then, water is added as a solvent and kneaded to produce it.
양극과 음극은, 상술한 것처럼 재료는 다르지만, 금속박(M) 및 활물질층(F)의 폭이나 두께 등은 큰 차이가 없고, 건조 후에, 양극이 음극의 약 2배의 두께이다. 이 때문에, 전극 제조장치(1)는, 리튬 이온 캐패시터의 양극도 음극도 제조할 수 있다. 이하, 이들 양극과 음극을 전극(E)으로 칭하여 설명한다. The materials of the positive electrode and the negative electrode are different as described above, but the width, thickness, and the like of the metal foil M and the active material layer F are not significantly different. After drying, the positive electrode is about twice the thickness of the negative electrode. For this reason, the
전극 제조장치(1)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 상압실(2), 진공실(3), 드라이 에어실(4)의 3종류의 공간을 가지고 있다. 상압실(2)은, 금속박(M)을 풀어내는 권출부로서의 권출 롤(10)과, 금속박(M)의 양면에 활물질합제를 도공하는 도공부(11)와, 금속박(M)상의 활물질합제를 건조시켜 활물질층(F)을 형성하는 상압 건조부(12a)를 가지고 있다. 진공실(3)은, 수분의 잔류가 없어질 때까지 활물질합제를 더 건조시키는 진공 건조부(12b)를 가지고 있다. 드라이 에어실(4)은, 금속박(M)을 감는 권취부로서의 권취 롤(13)을 가지고 있다. 본 발명의 전극 제조장치(1)에 있어서, 건조부(12)는, 상압 건조부(12a)와 진공 건조부(12b)로 구성된다. 권출 롤(10), 도공부(11), 상압 건조부(12a), 진공 건조부(12b), 권취 롤(13)은, 금속박(M)의 반송 방향(도 1 및 도 2중의 Y방향)으로 상류측으로부터 이 순서로 배치되어 있다. 한편, 권출 롤(10)과 권취 롤(13)과의 사이에는, 적당한 개소 예를 들면 권출 롤(10)과 도공부(11)와의 사이에, 구동 기구(도시하지 않음) 및 텐션 조정부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이들에 의해서, 권출 롤(10)로부터 풀려나온 금속박(M)이 반송되어, 적정한 장력을 유지하여 권취 롤(13)에 감기게 되어 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the
권출 롤(10)은, 그 축방향이 연직 방향(도 1중의 Z방향)이 되는 방향으로 배치되어 있다. 권출 롤(10)에는 미처리된 금속박(M)이 감겨져 있고, 권출 롤(10)은 연직축을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 금속박(M)은, 그 길이가 긴 방향으로 끌어 당겨짐에 따라, 권출 롤(10)로부터 감은 것이 풀려나오도록 되어 있다. The unwinding
권취 롤(13)도, 그 축방향이 연직 방향이 되는 방향으로 배치되어 있다. 권취 롤(13)은, 연직축을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 활물질층(F)이 형성된 금속박(M)은, 권취 롤(13)에 감기게 되어 있다. The winding
이들 권출 롤(10)과 권취 롤(13)은 같은 높이로 배치되어 있다. 한편, 도공 처리가 진행됨에 따라, 권출 롤(10)의 지름은 작아지고 권취 롤(13)의 지름은 커지기 때문에, 금속박(M)을 같은 높이로 유지하기 위해서, 권출 롤(10)의 바로 뒤 및 권취 롤(13)의 바로 앞에, 각각 가이드 롤(15,16)이 설치되어 있다. 그리고, 권출 롤(10)과 권취 롤(13)은, 금속박(M)의 길이가 긴 방향이 수평방향(도 1 및 도 2중의 Y방향)이고, 또한 금속박(M)의 길이가 짧은 방향이 연직 방향(도 1중의 Z방향)이 되는 방향으로 금속박(M)을 반송하도록 배치되어 있다. These unwinding
도공부(11)는, 금속박(M)의 표면에 활물질합제를 도공하는 도공 헤드(20)를 가지고 있다. 도공 헤드(20)는, 권출 롤(10)과 권취 롤(13)의 사이를 반송중의 금속박(M)의 양측에 대향해서 배치되어 있다. The
도공 헤드(20)는, 도 5에 도시하는 바와 같이 연직 방향(도 5중의 Z방향)으로 연장되는 대략 직방체 형상을 가지고 있다. 도공 헤드(20)는, 예를 들면 금속박(M)의 길이가 짧은 방향보다 길게 형성되어 있다. 도공 헤드(20)의 금속박(M)에 대향하는 면에는, 활물질합제를 토출하는 슬릿 형상의 도공구(21)가 형성되어 있다. 도공구(21)는, 연직 방향(도 5중의 Z방향)으로 연장되어 형성되어 있다. 또한, 도공구(21)는, 금속박(M)의 길이가 짧은 방향의 중앙부에 활물질합제를 공급할 수 있는 위치에 형성되어 있다. 또한 도공 헤드(20)에는, 활물질합제 공급원(22)에 연이어 통하는 공급관(23)이 접속되어 있다. 활물질합제 공급원(22)의 내부에는 활물질합제가 저장되어 있어, 활물질합제 공급원(22)로부터 도공 헤드(20)에 활물질합제를 공급할 수 있게 되어 있다. The
상압 건조부(12a)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 금속박(M)상의 활물질합제를 예를 들면 적외선에 의한 복사 가열에 의해서 건조시키는 가열 기구(30)를 가지고 있다. 가열 기구(30)는, 권출 롤(10)과 권취 롤(13)의 사이를 반송중의 금속박(M)의 양측에 대향해서 배치되어 있다. 가열 기구(30)에는, 적외선을 조사하는 로드 히터(31)가, 금속박(M)의 길이가 긴 방향(도 1 및 도 2중의 Y방향)으로 나열되어 복수 배치되어 있다. 로드 히터(31)는, 연직 방향(도 1중의 Z방향)으로, 금속박(M)의 길이가 짧은 방향의 길이보다 길게 연장되어 있다. 즉, 로드 히터(31)는, 금속박(M)의 길이가 짧은 방향 전체에 적외선을 조사할 수 있다. 한편, 가열 기구(30)에 있어서, 로드 히터(31)를 사이에 두고 금속박(M)과 대향하는 위치에는, 로드 히터(31)로부터의 적외선을 금속박(M)측에 반사시키는 반사판(도시하지 않음)이 설치되어 있어도 좋다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the atmospheric
상압 건조부(12a)의 구성은 이상의 실시형태에 한정되지 않고, 금속박(M)상의 활물질합제를 건조할 수 있는 구성이면 여러 가지의 구성을 취할 수 있다. 예를 들면 가열 수단은 상기의 로드 히터(31)에 한정하지 않고, 적외선을 발광하는 복수의 LED를 배치해도 좋고, 온풍 건조해도 좋다. 권출 롤(10), 도공부(11), 상압 건조부(12a)를 구비하는 상압실(2)은, 간이 클린 룸 레벨로 제어된 공간이면 좋다. The structure of the atmospheric
상압실(2)과 진공실(3)은, 차동배기(差動排氣) 방식을 채용한 비접촉형 시일재(32)를 사이에 두고 연속 배치된다. 금속박(M)을 권출 롤(10)로부터 권취 롤(13)까지 연속하여 반송하기 위해서는, 상압실(2)과 진공실(3)과의 사이에, 금속박(M)이 통과 가능한 빈틈이 필요하다. 상압실(2)과 진공실(3)과의 사이에 비접촉형 시일재(32)를 설치하는 것에 의해, 도 6에 도시하는 바와 같이, 빈틈(41)을 통하여 상압실(2)로부터 진공실(3)을 향하여 흐르는 공기가 배기계(42)로부터 배기되어 진공실(3)로의 공기의 유입을 억제하고, 진공실(3)의 진공도를 유지한다. 한편, 비접촉형 시일재(32)에 의해, 진공실(3)로의 공기의 유입을 0으로 할 수는 없지만, 본 발명의 진공실(3)내는, 수torr 정도의 기압을 가지고 있어도 상관없다. 이러한 구조로 하는 것에 의해, 상압실(2)과 진공실(3)과의 사이에 빈틈(41)을 가지면서, 진공실(3)로의 공기의 유입을 억제할 수 있기 때문에, 금속박(M)이 빈틈(41)을 통과하여, 상압 건조부(12a)로부터 진공 건조부(12b)에 연속하여 반송할 수 있다. The
진공실(3)의 진공 건조부(12b)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 금속박(M)상의 활물질합제를 예를 들면 적외선에 의한 복사 가열에 의해서 건조시키는 가열 기구(33)를 가지고 있다. 가열 기구(33)는, 상압 건조부(12a)와 같이, 적외선을 조사하는 로드 히터(34)를 금속박(M)의 길이가 긴 방향의 양측으로 나열되어 복수 배치하여 구성된다. 한편, 진공 건조부(12b)의 구성은, 적외선에 의한 복사 가열에 한정되지 않고, 공기를 통하는 일 없이 금속박(M)상의 활물질합제를 건조할 수 있는 구성이면 여러 가지의 구성을 취할 수 있다. 예를 들면, 금속박(M)을 히터에 접촉시키는 전열가열이라도 좋다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
진공실(3)과 드라이 에어실(4)은, 상압실(2)과 진공실(3)의 사이와 같은 비접촉형 시일재(35)를 사이에 두고 연속 배치된다. 드라이 에어실(4)은, 예를 들면 이슬점 온도가 -50℃ 이하의 드라이 에어 환경으로 제어된다. 이 드라이 에어실(4)내에서, 진공 건조 후의 금속박(M)이 다시 흡습하는 일 없이 권취 롤(13)에 감긴다. The
이상의 전극 제조장치(1)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 제어부(50)가 설치되어 있다. 제어부(50)는, 예를 들면 컴퓨터이고, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 전극 제조장치(1)에서의 전극(E)을 제조하기 위한 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 한편, 상기 프로그램은, 예를 들면 컴퓨터 읽기 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 데스크(MO), 메모리카드 등의 컴퓨터에 읽기 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(50)에 인스톨 된 것이더라도 좋다. The
본 실시형태에 관한 전극 제조장치(1)는 이상과 같이 구성되어 있다. 다음에, 전극 제조장치(1)에서 행하여지는 전극(E)을 제조하기 위한 처리에 대해 설명한다. The
상압실(2)에 있어서, 금속박(M)은 권출 롤(10)로부터 풀어져, 도공부(11)에 반송된다. 도공부(11)에서는, 반송중의 금속박(M)의 표면에 대해서, 도공 헤드(20)로부터 슬러리 형상의 활물질합제(S)가 도공된다. 이 때, 금속박(M)의 양측에 배치된 도공 헤드(20,20)로부터 활물질합제(S)를 공급함으로써, 금속박(M)의 양면에 활물질합제(S)가 균일한 막두께로 동시에 도공된다. 또한, 도공 헤드(20)로부터 공급되는 활물질합제(S)는 금속박(M)의 길이가 짧은 방향의 중앙부에 도공된다. 또한, 도공 헤드(20)로부터 활물질합제(S)를 단속적으로 공급함으로써, 금속박(M)의 길이가 긴 방향으로 복수의 영역에 활물질합제(S)가 도공된다. In the
그 후, 활물질합제(S)가 도공된 금속박(M)은, 상압 건조부(12a)에 반송된다. 상압 건조부(12a)에서는, 금속박(M)의 양측에 배치된 가열 기구(30)로부터의 적외선에 의한 복사 가열에 의해서, 금속박(M)의 양면의 활물질합제(S)가 건조된다. 이 때, 가열 기구(30)의 로드 히터(31)의 온도는 100℃∼200℃ 정도로 설정되어 있다. 또한, 급기(給氣) 기구를 설치하고 기류(氣流)를 형성하여 건조를 촉진해도 좋다. Thereafter, the metal foil M coated with the active material mixture S is conveyed to the atmospheric
상압 건조부(12a)를 통과한 금속박(M)은, 상압실(2)로부터, 비접촉형 시일재(32)의 빈틈(41)을 통하여, 진공실(3)내의 진공 건조부(12b)에 반송된다. 진공 건조부(12b)에서는, 금속박(M)은 상압실(2)내와 같은 반송 속도로 반송되어 금속박(M)의 양측에 배치된 가열 기구(33)로부터의 적외선에 의한 복사 가열에 의해서, 금속박(M)의 양면의 활물질합제(S)에 수분이 잔류하지 않게 될 때까지, 더 건조된다. 이렇게 하여 금속박(M)의 양면의 활물질합제(S)가 건조되고, 상기 금속박(M)의 양면에 소정의 막두께의 활물질층(F)이 형성된다. The metal foil M which passed the atmospheric
활물질층(F)이 형성된 금속박(M)은, 진공실(3)의 출구측의 비접촉형 시일재(35)의 빈틈을 통하여 드라이 에어실(4)에 반송되어 권취 롤(13)에 감긴다. 이렇게 하여 전극 제조장치(1)에서의 일련의 처리가 종료되어, 전극(E)이 제조된다. The metal foil M in which the active material layer F was formed is conveyed to the
본 실시형태에서는, 상압 건조부(12a)와 진공 건조부(12b)가 연속하여 직렬 배치되어 있으므로, 우선 상압 건조부(12a)에서 금속박(M)상의 활물질합제(S)를 적절히 레벨까지 건조시킨 후, 그대로의 속도로 진공 건조부(12b)에 도입하여, 더 높은 레벨까지 건조시킬 수 있다. 이러한 2단계에 의한 구성의 건조부(12)를 통과시키는 것에 의해, 종래와 같이 활물질합제(S)에 수분이 잔류하는 일 없이, 활물질합제(S)를 적절히 건조시킬 수 있다. 게다가, 진공 건조부(12b)에서는, 권취 롤(13)에 감아 돌리지 않은 웹 상태로 건조시키기 때문에, 롤상태로 진공 건조하는 종래의 방법과 비교하여, 큰 폭으로 건조 시간을 단축할 수 있다. 그리고, 상압 건조부(12a)와 진공 건조부(12b)가 연속해서 배치되는 것에 의해, 일련의 처리를 연속하여 효율적으로 행할 수 있고, 상압 건조부(12a)와 진공 건조부(12b)의 금속박(M)의 반송 속도를 같게 함으로써, 처리 효율을 더 향상시킬 수 있다. 이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 금속박(M)의 표면에 활물질층(F)을 적절히 또한 효율적으로 형성할 수 있다. In this embodiment, since the atmospheric
또한, 진공 건조부(12b)로부터 반출된 금속박(M)은, 드라이 에어실(4)내에서 권취 롤(13)에 감기므로, 진공 건조된 금속박(M)이 다시 흡습하는 일 없이 감긴다. 게다가, 드라이 에어실(4)내에서, 권취 롤(13)에 감긴 금속박(M)을 권취 롤(13)인 채로 본 시스템으로부터 자동적으로 떼어내어, 권취 롤(13)을 예를 들면 자동적으로 비닐에 의한 진공팩 포장을 행하는 밀폐 시일을 할 수 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다. Moreover, since the metal foil M carried out from the
도 7은, 본 발명의 전극 제조장치의 다른 실시형태를 나타내는 평면도이며, 상압 건조부(12a)와 진공 건조부(12b)의 사이에, 금속박(M)의 장력 검출을 행하는 장력 검출부(61)를 설치한 것이다. 그 외의 구성은, 도 2에 나타내는 상술의 실시형태와 같다. 장력 검출부(61)에서 금속박(M)의 장력을 모니터링 함으로써, 금속박(M)의 반송을 보다 적절히 행할 수 있다. 한편, 상압 건조부(12a)의 바로 뒤에 장력 검출부(61)나 구동 롤(62)을 설치하는 것에 의해, 상압 건조부(12a)와 진공 건조부(12b)에서의 금속박(M)의 진동이나 불균형을 억제할 수 있다. 7 is a plan view showing another embodiment of the electrode manufacturing apparatus of the present invention, wherein the
또한, 도 8은, 본 발명의 전극 제조장치의 또 다른 실시형태를 나타내는 평면도이며, 상압 건조부(12a)와 진공 건조부(12b)의 사이에, 버퍼(62)를 설치한 것이다. 그 외의 구성은, 도 2에 나타내는 상술의 실시형태와 같다. 이 실시형태에서는, 금속박(M)을, 도 8에 나타내는 X방향으로 이동 가능한 댄서롤(63)을 경유시키고, 댄서롤(63)을 +X방향 또는 -X방향으로 이동시키는 것에 의해, 버퍼(62) 부분에 적절한 양의 금속박(M)을 일시적으로 모아둘 수 있다. 한편, 버퍼(62)의 구조는 도시한 것에 한정되지 않는다. 버퍼(62)를 설치하는 것에 의해, 진공 건조부(12b)를 일시 정지시키는 경우와 같이, 상압 건조부(12a)측과 진공 건조부(12b)측에서 반송 속도가 다른 경우 등의 조정을 행할 수 있다. 8 is a plan view showing still another embodiment of the electrode manufacturing apparatus of the present invention, in which a
도 9는, 본 발명의 전극 제조장치의 또 다른 실시형태이고, 진공 건조부(12b)에 있어서, 금속박(M)이 물결 형상으로 사행하도록, 진행 방향에 대해서 좌우 교대로 가이드 롤러(64)를 배치한 것이다. 그 외의 구성은, 도 2에 나타내는 상술의 실시형태와 같다. 금속박(M)을 사행시키는 것에 의해, 진공실(3)의 반송 방향의 길이를 억제해도, 금속박(M)이 진공 건조부(12b)내를 통과하는 시간을 길게 확보하여 충분한 건조를 행할 수 있다. 이 경우, 사행하는 금속박(M)을 따른 위치에 복수의 적외선 히터를 배치해도 좋다. 또한, 가이드 롤러(64)가 전열가열용 히터를 겸하고 있어도 좋다. Fig. 9 shows still another embodiment of the electrode manufacturing apparatus of the present invention. In the
한편, 도 7 내지 도 9에 기초하여 설명한 상기의 실시형태에서의 장력 검출부(61), 버퍼(62), 및 금속박(M)을 물결 형상으로 사행시키는 가이드 롤러(64)는, 임의의 조합, 또는 전부를 구비한 구성의 전극 제조장치로 해도 좋다. In addition, the
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주내에서, 각종의 변경예 또는 수정예를 도출할 수 있는 것은 분명하고, 그것들에 대해서도 당연하게 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. Those skilled in the art will clearly understand that various changes or modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims, and they are naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.
예를 들면, 상기의 실시형태의 전극 제조장치(1)에서는, 권출부로서 권출 롤(10)이 설치되어 있었지만, 권출부의 구성은 본 실시형태에 한정되지 않고, 금속박(M)을 풀어내는 구성이면 여러 가지의 구성을 취할 수 있다. 마찬가지로, 권취부로서 권취 롤(13)이 설치되어 있었지만, 권취부의 구성은 본 실시형태에 한정되지 않고, 금속박(M)을 감는 구성이면 여러 가지의 구성을 취할 수 있다. For example, in the
또한, 상기의 실시형태의 도공부(11)에는 도공 헤드(20)가 설치되어 있었지만, 도공부(11)의 구성은 본 실시형태에 한정되지 않고, 금속박(M)의 표면에 활물질합제(S)를 도공할 수 있는 구성이면 여러 가지의 구성을 취할 수 있다. 예를 들면, 상기의 실시형태에서는, 도공 헤드(20,20)는 금속박(M)의 양측에 대향해서 설치되어 있었지만, 어느 한 쪽의 도공 헤드(20)가 다른 쪽의 도공 헤드(20)보다 하류측에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 도공 헤드(20)의 수는 본 실시형태에 한정되지 않고, 금속박(M)의 양측에 각각 복수의 도공 헤드(20)가 배치되어 있어도 좋다. In addition, although the
또한, 도공부(11)에 있어서, 예를 들면 잉크젯 방식으로 금속박(M)의 표면에 활물질합제(S)를 도공해도 좋다. 또한, 도공부(11)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 금속박(M)의 표면에 접촉하여 상기 금속박(M)에 슬러리 형상의 활물질합제(S)를 도공하는 롤러(100)와, 롤러(100)의 표면에 활물질합제(S)를 공급하는 노즐(101)을 가지고 있어도 좋다. In addition, in the
상기의 실시형태에서는, 활물질층(F)은 금속박(M)의 길이가 긴 방향으로 복수 형성되어 있지만, 예를 들면 연속한 1개의 활물질층(F)을 구비한 전극(E)이나, 도 11에 도시하는 바와 같이 연속한 복수열의 활물질층(F)을 구비한 전극(E)을 형성할 때에도, 본 발명의 전극 제조장치(1)는 유용하다. In the said embodiment, although the active material layer F is formed in multiple numbers in the length direction of the metal foil M, For example, the electrode E provided with one continuous active material layer F, and FIG. The
또한 상기의 실시형태에서는, 전극 제조장치(1)에 있어서 금속박(M)의 양면에 활물질층(F)을 형성했지만, 전극(E)을 형성하기 위해서는 그 외의 처리, 예를 들면 금속박(M)의 프레스나 절단 등도 행하여진다. 전극 제조장치(1)는, 권출 롤(10)과 권취 롤(13)과의 사이에서, 이들 그 외의 처리를 연속하여 행하도록 해도 좋다. Moreover, in the said embodiment, although the active material layer F was formed in both surfaces of the metal foil M in the
또한, 상기의 실시형태에서는, 비접촉형 시일재(32,35)를 이용했지만, 비접촉형 시일재(32,35) 대신에, 도 12에 도시하는 바와 같이, 금속박(M)이나 활물질층(F)에 접촉하는 탄력성을 갖는 접촉부(44)를 갖고, 이 접촉부(44)에서 시일 하는 접촉형 시일재(43)를 이용해도 좋다. In addition, in the said embodiment, although the non-contact
또한, 상기의 실시형태에서는, 상압 건조부(12a)와 진공 건조부(12b)와의 사이에, 장력 검출부(61)를 설치했지만, 권출 롤(10)과 도공부(11)와의 사이나, 비접촉형 시일재(35)와 권취 롤(13)과의 사이에 장력 검출부(61)를 더 배치해도 좋다. 또는, 이들 중 어느 한 개소에만, 혹은 복수 개소에 장력 검출부를 배치해도 좋다. In addition, in the said embodiment, although the
다음에, 드라이 에어실(4)에 바깥 공기를 넣지 않고, 진공팩 포장된 권취 롤(13)을 드라이 에어실(4)로부터 어떻게 해서 꺼내는지를 설명한다. Next, how to take out the vacuum pack packaged winding
여기서 전극제조장치(1)는, 드라이 에어실(4)에 접하도록 설치되어, 권취가 종료된 권취 롤(13)을 수용하기 위한 케이스와, 이 케이스내에 권취 롤(13)을 반송하여 수용하기 위한 수용 수단을 갖는다. Here, the
구체적으로는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 드라이 에어실(4)의 측벽에, 글로브(200)가 설치되어 있다. 글로브(200)는, 유연성이 있는 재료로 형성되어 있고, 드라이 에어실(4)의 바깥으로부터 작업자가 글로브(200)내에 손을 넣어, 드라이 에어실(4)내의 작업을 행할 수 있다. 글로브(200)는, 통기성이 없고, 또한, 글로브(200)와 드라이 에어실(4)의 측벽과의 사이는 밀폐되어 있으므로, 이 부분으로부터 드라이 에어실(4)에 바깥 공기가 들어가는 경우는 없다. 그리고, 글로브(200)가 본 발명에서의 수용 수단에 상당한다. Specifically, as shown in FIG. 13, the
또한, 글로브(200)의 하방에는, 드라이 에어실(4)의 측벽에 접하는 케이스(201)가 설치되어 있다. 케이스(201)에 있어서의, 드라이 에어실(4)의 공간과 접하는 부분에는, 자유로이 개폐되도록, 닫았을 때에 케이스(201) 내를 자유로이 밀폐하는 제 1 문(202)이 설치되어 있다. 그리고, 케이스(201)에 있어서의, 드라이 에어실(4)의 측벽부(드라이 에어실(4)의 공간외에 접하는 부분)에, 자유로이 개폐되도록, 닫았을 때에 케이스(201) 내를 자유로이 밀폐하는 제 2 문(203)이 설치되어 있다. 또한, 케이스(201)에는, 케이스(201)내의 분위기를 배기하는 배기 수단(204)과, 케이스(201)내에 드라이 에어를 공급하는 기체 공급 수단(205)이 접속되어 있다. In addition, a
그리고, 권취 롤(13)을 드라이 에어실(4)로부터 꺼낼 때에는, 작업자가 글로브(200)내에 손을 넣어, 이하의 작업을 행한다. 우선, 제 1 및 제 2 문을 밀폐한 상태로부터, 작업자는, 제 1 문(202)을 열고, 진공팩 포장된 권취 롤(13)을 케이스(201)내에 수납한다. 그 후, 제 1 문(202)을 밀폐하고, 글로브(200)로부터 손을 뺀다. 그리고, 제 2 문(203)을 드라이 에어실(4)의 밖으로부터 열고, 케이스(201)내로부터 권취 롤(13)을 꺼낸다. 그 후, 제 2 문(203)을 밀폐하고, 배기 수단(204)으로 배기하면서, 기체 공급 수단(205)으로 드라이 에어를 케이스(201)내에 공급한다. 그러면, 케이스(201)안은, 드라이 에어 분위기로 치환된다. And when taking out the winding
이와 같이, 드라이 에어실(4)에 바깥 공기가 들어가는 일 없이, 진공팩 포장된 권취 롤(13)을 드라이 에어실(4)로부터 꺼내는 것이 가능해진다. In this way, it becomes possible to take out the vacuum-pack wrapped winding
다른 실시형태로서 글로브(200) 대신에, 도 14에 도시하는 바와 같이, 권취 롤(13)을 반송 가능한 반송 수단(206)을 설치해도 좋다. 이 예에서는, 반송 수단(206)이, 상술한 수용 수단에 상당한다. 반송 수단(206)은, 예를 들면 마니퓰레이터 등의 로봇을 임용한다. 그리고 반송 수단(206)은, 제 1 문(202)을 개폐하는 것도 가능하게 구성되어 있다. As another embodiment, instead of the
권취 롤(13)을 드라이 에어실(4)로부터 꺼낼 때에는, 우선, 제 1 및 제 2 문(202,203)을 밀폐한 상태로, 반송 수단(206)을 주사한다. 우선, 제 1 문(202)을 열고, 권취 롤(13)을 반송 수단(206)으로 반송하여, 케이스(201)내에 수납한다. 그 후, 반송 수단(206)을 이용하여, 제 1 문(202)을 밀폐하면 좋다. 그 다음은, 상술한 실시형태에서의 권취 롤(13)을 꺼내는 것과 같은 순서이다. When taking out the winding
한편, 케이스(201)를 도 14에 도시하는 바와 같이, 드라이 에어실(4)의 외측에 접하도록 설치해도 좋다. In addition, as shown in FIG. 14, the
또한, 반송 수단(206)으로 제 1 문(202)을 개폐하는 것이 아니라, 제 1 문(202)을 개폐하는 다른 수단을 설치해도 좋다. Further, instead of opening and closing the
상술한 실시형태에서는, 본 발명의 수용수단으로서 글로브(200) 또는 반송 수단(206)을 이용했지만, 이것에 한정되지 않고, 권취 롤(13)을 케이스(201)내에 반송하여 수납할 수 있으면, 다른 구성을 이용해도 좋다. In the above-mentioned embodiment, although the
그 외의 실시형태로서 권출 롤(12)이나 권취 롤(13)을 교환하기 위한 도시하지 않은 오토 체인저를, 권출 롤(12) 및 권취 롤(13)의 주위에 각각 설치해도 좋다. 이 오토 체인저는, 비어 있는 권출 롤(12)을 새로운 권출 롤(12)로 교환하고, 권취가 종료된 권취 롤(13)을 새로운 비어 있는 권취 롤(13)로 교환한다. 한편, 새로운 복수의 권출 롤(12)과 새로운 복수의 비어 있는 권취 롤(13)이 도시하지 않은 오토 체인저에 미리 장전되어 있다. As another embodiment, you may install the auto changer which is not shown in order to replace the unwinding
이러한 구성으로 하면, 금속박(M)을 연속적으로 처리할 수 있어, 장치의 생산성이 더 향상된다. 또한, 권취 롤(13)을 교환할 때마다, 작업자가 드라이 에어실(4)에 들어가 교환 작업을 행할 필요도 없다. 그러므로, 드라이 에어실(4)에 입퇴실하기 위해서 도시하지 않은 드라이 에어실(4)의 도어를 열 필요도 없기 때문에, 드라이 에어실(4)에 바깥 공기가 들어갈 우려도 없다. With such a configuration, the metal foil M can be processed continuously, and the productivity of the device is further improved. In addition, every time the winding
상기의 실시형태에서는, 리튬 이온 캐패시터의 전극(E)을 제조하는 경우에 대해 설명했지만, 전기 이중층 캐패시터에 이용되는 전극이나 리튬이온 전지에 이용되는 전극을 제조하는 경우에도, 본 발명의 전극 제조장치(1)를 이용할 수 있다. 이러한 경우, 제조되는 전극의 종류에 따라서, 금속박(M)의 재질이나 활물질합제(S)의 재료 등을 변경하면 좋다. In said embodiment, although the case where the electrode E of a lithium ion capacitor was manufactured was demonstrated, also when manufacturing the electrode used for an electric double layer capacitor, or the electrode used for a lithium ion battery, the electrode manufacturing apparatus of this invention. (1) can be used. In such a case, what is necessary is just to change the material of metal foil M, the material of active material mixture S, etc. according to the kind of electrode manufactured.
1 : 전극 제조장치
2 : 상압실
3 : 진공실
4 : 드라이 에어실
10 : 권출 롤
11 : 도공부
12 : 건조부
12a : 상압 건조부
12b : 진공 건조부
13 : 권취 롤
20 : 도공 헤드
30, 33 : 가열 기구
31, 34 : 로드 히터
32, 35 : 비접촉형 시일재
50 : 제어부
E : 전극
F : 활물질층
M : 금속박
S : 활물질합제1: electrode manufacturing apparatus
2: normal pressure chamber
3: vacuum chamber
4: dry air room
10: unwinding roll
11: coating
12: drying part
12a: atmospheric pressure drying section
12b: vacuum drying unit
13: winding roll
20: coating head
30, 33: heating apparatus
31, 34: load heater
32, 35: non-contact sealing material
50:
E: electrode
F: active material layer
M: Metallic Foil
S: active material mixture
Claims (25)
기재를 풀어내는 권출부(卷出部)와,
상기 권출부로부터 풀어내어진 기재를 감는 권취부(卷取部)와,
상기 권출부와 상기 권취부와의 사이에 설치되어, 기재의 양면에 활물질합제를 도공(塗工)하는 도공부와,
상기 도공부와 상기 권취부와의 사이에 설치되어, 상기 도공부에서 도공된 상기 활물질합제를 건조시켜 활물질층을 형성하는 건조부를 갖고,
상기 건조부는, 상기 기재의 반송 방향으로 직렬 배치된 상압 건조부 및 그 전방의 진공 건조부를 구비하며,
상기 기재가 통과하는 상기 진공 건조부의 입구 및 출구에, 상기 진공 건조부의 진공도를 유지하는 시일재가 설치되고,
상기 진공 건조부의 출구측에는, 상기 시일재를 사이에 두고, 드라이 에어 환경의 공간이 배치되고, 상기 권취부가 상기 드라이 에어 환경의 공간내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 전극 제조장치.An electrode manufacturing apparatus for forming an electrode by forming an active material layer on both sides of a strip-shaped base material,
Unwinding part which unpacks mention,
A winding unit for winding the base material released from the unwinding unit,
A coating portion provided between the unwinding portion and the winding portion to coat an active material mixture on both sides of the base material;
It is provided between the said coating part and the said winding part, It has a drying part which dries the said active material mixture coated by the said coating part, and forms an active material layer,
The said drying part is equipped with the atmospheric pressure drying part and the vacuum drying part of the front part arranged in series in the conveyance direction of the said base material,
At the inlet and the outlet of the vacuum drying section through which the substrate passes, a sealing material for maintaining the vacuum degree of the vacuum drying section is provided,
An electrode manufacturing apparatus, characterized in that a space in a dry air environment is arranged on the outlet side of the vacuum drying unit with the sealing material interposed therebetween, and the winding portion is provided in a space in the dry air environment.
도공부에 있어서, 활물질과 용매를 혼합한 활물질합제를 기재의 양면에 도공하는 도공 공정과,
그 후, 건조부에 있어서, 상기 도공 공정에서 도공된 상기 활물질합제를 건조시켜 활물질층을 형성하는 건조 공정을 갖고,
상기 건조부는, 상기 기재의 반송 방향으로 직렬 배치된 상압 건조부 및 그 전방의 진공 건조부를 구비하여,
상기 기재가 통과하는 상기 진공 건조부의 입구 및 출구에, 상기 진공 건조부의 진공도를 유지하는 시일재가 설치되고,
상기 진공 건조부의 출구측에는, 상기 시일재를 사이에 두고, 드라이 에어 환경의 공간이 배치되고, 상기 권취부가 상기 드라이 에어 환경의 공간내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 전극 제조방법.As an electrode manufacturing method of manufacturing an electrode by forming an active material layer on both surfaces of the said base material, conveying a strip | belt-shaped base material between a unwinding part and a winding part,
In a coating part, the coating process of coating the active material mixture which mixed the active material and the solvent on both surfaces of a base material,
Thereafter, the drying unit has a drying step of drying the active material mixture coated in the coating step to form an active material layer,
The said drying part is equipped with the atmospheric pressure drying part and the vacuum drying part of the front part arranged in series in the conveyance direction of the said base material,
At the inlet and the outlet of the vacuum drying section through which the substrate passes, a sealing material for maintaining the vacuum degree of the vacuum drying section is provided,
A space in a dry air environment is disposed on the outlet side of the vacuum drying unit with the sealing material interposed therebetween, and the winding unit is provided in a space in the dry air environment.
상기 케이스의, 상기 드라이 에어 환경의 공간과 접하는 부분에 설치되어, 자유로이 개폐되도록 밀폐 자유로운 제 1 문과,
상기 케이스의, 상기 드라이 에어 환경의 공간외에 접하는 부분에 설치되어 자유로이 개폐되도록 밀폐 자유로운 제 2 문과,
상기 케이스내에, 권취가 종료된 상기 권취부를 수용하기 위한 수용 수단을 갖고,
권취가 종료된 상기 권취부를, 상기 케이스를 사이에 두고 상기 드라이 에어 환경의 공간으로부터 상기 드라이 에어 환경의 공간의 밖으로 꺼내는 것을 특징으로 하는, 전극 제조장치.The case according to any one of claims 1 to 6, wherein the case is provided so as to be in contact with the space of the dry air environment, and accommodates the winding portion in which winding is completed.
A first door which is installed in a part of the case which is in contact with the space of the dry air environment, and which is free to be opened and closed freely;
A second door which is freely sealed to be freely opened and closed at a portion of the case that is outside the space of the dry air environment;
In the case, there is an accommodating means for accommodating the winding portion in which the winding is completed,
The said winding part which winding is complete | finished is taken out of the space of the dry air environment from the space of the dry air environment across the said case, The electrode manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
상기 드라이 에어 환경의 공간의 외벽에 설치되어, 상기 드라이 에어 환경의 공간외로부터 작업자가 손을 넣어 상기 드라이 에어 환경의 공간에서 작업 가능한 글로브인 것을 특징으로 하는 전극 제조장치.The method of claim 22, wherein the receiving means,
It is provided on the outer wall of the space of the dry air environment, the electrode manufacturing apparatus, characterized in that the worker can work in the space of the dry air environment by putting a hand from outside the space of the dry air environment.
상기 드라이 에어 환경의 공간에 배치되어, 상기 권취부를 상기 케이스내에 반송하는 로봇인 것을 특징으로 하는 전극 제조장치.The method of claim 22, wherein the receiving means,
It is a robot arrange | positioned in the space of the said dry air environment, and conveys the said winding part in the said case, The electrode manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
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