JP2020035537A - Manufacturing apparatus of electrode sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長尺帯状の集電体と、集電体の少なくとも片面に存在する活物質層とを有する電極シートの製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing an electrode sheet having a long strip-shaped current collector and an active material layer present on at least one surface of the current collector.
従来から、リチウムイオン二次電池等の蓄電装置に用いられる電極シートが知られている。電極シートは、長尺帯状の集電体としての金属箔と、金属箔の少なくとも片面に集電体の長手方向に沿って存在する活物質層とを有する。このような電極シートの製造方法は、帯状の金属箔の少なくとも片面に活物質合剤を塗工する塗工工程を備える。塗工工程により、集電体の少なくとも片面に活物質合剤が塗工された塗工部と、活物質合剤が塗工されず、集電体が露出した未塗工部とを有する電極材料が形成される。また、電極シートの製造方法は、一対のプレスロール間を電極材料を通過させて塗工部をプレスするプレス工程を備える。プレス工程では、活物質合剤における活物質の密度を所望の密度まで上げる。これにより、塗工部は活物質層となり、電極材料は電極シートとなる。 Conventionally, an electrode sheet used for a power storage device such as a lithium ion secondary battery has been known. The electrode sheet has a metal foil as a long strip-shaped current collector, and an active material layer present on at least one surface of the metal foil along the longitudinal direction of the current collector. The method for manufacturing such an electrode sheet includes a coating step of coating an active material mixture on at least one surface of a strip-shaped metal foil. An electrode having a coating portion in which the active material mixture is coated on at least one surface of the current collector by a coating process, and an uncoated portion in which the active material mixture is not coated and the current collector is exposed. A material is formed. In addition, the method for manufacturing an electrode sheet includes a pressing step of pressing the coating portion by passing the electrode material between a pair of press rolls. In the pressing step, the density of the active material in the active material mixture is increased to a desired density. Thus, the coated portion becomes an active material layer, and the electrode material becomes an electrode sheet.
特許文献１では、プレス工程の一例として、周面の加熱されたプレスロールによって塗工部をプレスするヒートプレスが開示されている。周面の加熱されたプレスロールによって塗工部をプレスする場合、周面の加熱されていないプレスロールによって塗工部をプレスする場合と比較して、活物質をより高密度化させることができる。 Patent Literature 1 discloses, as an example of a pressing step, a heat press in which a coated portion is pressed by a press roll having a heated peripheral surface. When the coated part is pressed by the heated press roll on the peripheral surface, the active material can be densified more than when the coated part is pressed by the non-heated press roll on the peripheral surface. .
ところで、プレス工程において、塗工部にはプレスロールにより大きな加圧力が作用するが、未塗工部には力がほとんど作用しない。このため、電極材料における塗工部と未塗工部との境界周辺に皺が生じることがある。そして、電極材料に発生する皺の度合いが著しい場合、金属箔の長手方向に沿う端が蛇行してしまう。特に、周面の加熱されたプレスロールによって塗工部をプレスする場合、集電体は、プレスロールの熱によって軟化し、変形しやすくなるため、電極材料の皺はより発生しやすい。 By the way, in the pressing step, a large pressing force acts on the coated portion by the press roll, but almost no force acts on the uncoated portion. For this reason, wrinkles may be generated around the boundary between the coated portion and the uncoated portion of the electrode material. When the degree of wrinkles generated in the electrode material is remarkable, the end of the metal foil along the longitudinal direction meanders. In particular, when the coated portion is pressed by a press roll having a heated peripheral surface, the current collector is softened by the heat of the press roll and easily deformed, so that wrinkles of the electrode material are more likely to occur.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電極シートの皺を抑制できる電極シートの製造装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing an electrode sheet capable of suppressing wrinkles of the electrode sheet.
上記問題点を解決するための電極シートの製造装置は、長尺帯状の集電体の少なくとも片面に前記集電体の長手方向に沿って活物質合剤が塗工された塗工部と、前記活物質合剤が塗工されず、前記集電体が露出した未塗工部とを有するとともに、前記集電体の長手方向に搬送される電極材料に対し、前記塗工部を挟んで配置された一対のプレスロールを備え、前記一対のプレスロールによって前記塗工部をプレスすることで、前記集電体と、前記集電体の少なくとも片面に存在する活物質層とを有する電極シートを製造する電極シートの製造装置であって、前記電極材料の搬送方向において、前記一対のプレスロールと同位置又は前記一対のプレスロールよりも下流側に配置された張力付与装置を備え、前記張力付与装置は、前記未塗工部を把持する把持部と、前記電極材料の短手方向において前記塗工部と前記把持部との間に配置されるとともに、前記未塗工部に前記電極材料の短手方向への張力を付与する張力付与部とを備え、前記一対のプレスロールが前記塗工部を挟む方向を上下方向とすると、前記把持部は、前記上下方向において前記未塗工部の上側で回転する把持ロールと、前記未塗工部の下側に配置された下側把持部材とを有し、前記張力付与部は、前記上下方向において前記未塗工部の上側で回転するテンションロールと、前記未塗工部の下側に配置された受け部材とを有し、前記把持ロール及び前記テンションロールは、前記把持ロールが前記未塗工部に接触した状態で前記テンションロールが前記未塗工部に接触するように配置され、前記テンションロールの下端は、前記把持ロールの下端よりも下側に位置することを要旨とする。 An apparatus for manufacturing an electrode sheet for solving the above problems, a coating section in which an active material mixture is coated on at least one surface of a long strip-shaped current collector along the longitudinal direction of the current collector, The active material mixture is not coated, and has an uncoated portion where the current collector is exposed, and the electrode material conveyed in the longitudinal direction of the current collector, with the coating portion interposed therebetween. An electrode sheet comprising a pair of press rolls arranged, by pressing the coating portion by the pair of press rolls, the current collector, and an active material layer present on at least one surface of the current collector An apparatus for manufacturing an electrode sheet, comprising: a tension applying device that is disposed at the same position as the pair of press rolls or downstream of the pair of press rolls in the transport direction of the electrode material; The applying device removes the uncoated portion A grip portion to be held, disposed between the coating portion and the grip portion in the short direction of the electrode material, and applying a tension in the short direction of the electrode material to the uncoated portion. A tension applying portion, and a pair of press rolls sandwiching the coating portion and a vertical direction, the grip portion, the grip roll rotating in the vertical direction above the uncoated portion, A lower gripping member disposed below the uncoated portion, wherein the tension applying portion is a tension roll that rotates above the uncoated portion in the up-down direction; and Having a receiving member disposed on the lower side, wherein the gripping roll and the tension roll are such that the tension roll contacts the uncoated portion while the gripping roll is in contact with the uncoated portion. Of the tension roll End is summarized in that located below the lower end of the gripping roll.
これによれば、把持ロールは、テンションロールよりも先に未塗工部に接触し、未塗工部は、把持ロールと下側把持部材とによって把持される。テンションロールは、把持部によって未塗工部が把持された状態で未塗工部に接触し、未塗工部を受け部材に向けて押圧する。これにより、未塗工部には、電極材料の短手方向への張力が付与され、付与された張力によって電極材料に発生した皺が伸ばされる。よって、電極シートの皺を抑制できる。 According to this, the holding roll contacts the uncoated portion before the tension roll, and the uncoated portion is held by the holding roll and the lower holding member. The tension roll contacts the uncoated portion in a state where the uncoated portion is gripped by the grip portion, and presses the uncoated portion toward the receiving member. As a result, a tension in the lateral direction of the electrode material is applied to the uncoated portion, and wrinkles generated in the electrode material are extended by the applied tension. Therefore, wrinkles of the electrode sheet can be suppressed.
また、上記電極シートの製造装置は、前記電極材料の搬送方向において、前記把持ロール及び前記テンションロールは、軸線が前記一対のプレスロールの軸線と同位置に位置するように配置されるのが好ましい。 Further, in the electrode sheet manufacturing apparatus, it is preferable that the gripping roll and the tension roll are arranged such that an axis is located at the same position as an axis of the pair of press rolls in the transport direction of the electrode material. .
電極シートの皺は、一対のプレスロールによって電極材料の塗工部をプレスする際に発生する。このため、把持ロール及びテンションロールの軸線とプレスロールの軸線とが同位置に位置するように、把持ロール及びテンションロールを配置することにより、プレスロールによる塗工部のプレスと同時に、張力付与部によって未塗工部に電極材料の短手方向への張力を付与することができる。よって、電極シートにおける皺の発生を抑制できる。 The wrinkles of the electrode sheet are generated when the coated portion of the electrode material is pressed by a pair of press rolls. For this reason, by disposing the gripping roll and the tension roll such that the axis of the gripping roll and the tension roll and the axis of the press roll are located at the same position, the tension applying unit is simultaneously pressed with the press unit by the press roll. Thereby, tension in the short direction of the electrode material can be applied to the uncoated portion. Therefore, generation of wrinkles in the electrode sheet can be suppressed.
また、上記電極シートの製造装置は、前記電極材料の搬送方向において、前記把持ロール及び前記テンションロールは、軸線が前記一対のプレスロールの軸線よりも下流側に位置するように配置され、前記張力付与装置は、前記電極シートの皺の深さを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて前記電極材料の短手方向における前記テンションロールの位置を制御する制御部とを備え、前記テンションロールは、弾性変形可能であり、前記受け部材は、前記未塗工部と対向する上面に、前記テンションロールの一部が収容される凹部を有し、前記受け部材の上面からの前記凹部の深さは、前記電極材料の短手方向に異なるのが好ましい。 Further, in the electrode sheet manufacturing apparatus, in the transport direction of the electrode material, the gripping roll and the tension roll are arranged such that an axis is located downstream of an axis of the pair of press rolls, and the tension The application device includes a detection unit that detects the depth of wrinkles of the electrode sheet, and a control unit that controls the position of the tension roll in the lateral direction of the electrode material based on a detection result by the detection unit, The tension roll is elastically deformable, and the receiving member has a concave portion in which a part of the tension roll is housed on an upper surface facing the uncoated portion, and the receiving member has a concave portion from the upper surface. It is preferable that the depth of the concave portion is different in the lateral direction of the electrode material.
これによれば、テンションロールが凹部の深さに応じて弾性変形することで、電極材料の短手方向におけるテンションロールの位置に関わらず、未塗工部に対し張力を付与することができる。例えば、電極シートに発生した皺が浅い場合、未塗工部に付与する張力が小さくても皺を伸ばすことができるが、皺が深い場合、未塗工部に付与する張力を大きくする必要がある。また、未塗工部に付与される張力は、凹部の深さが深いほど大きくなる。このため、検出部が検出した皺の深さが深い場合には、制御部は、凹部の深さが深い位置にテンションロールを移動させることで、未塗工部に付与する張力を大きくする。また、検出部が検出した皺の深さが浅い場合には、制御部は、凹部の深さが浅い位置にテンションロールを移動させることで、未塗工部に付与する張力を小さくする。つまり、検出部が検出した皺の深さに応じて、未塗工部に付与する張力の大きさを調整できる。 According to this, the tension roll is elastically deformed in accordance with the depth of the concave portion, so that tension can be applied to the uncoated portion regardless of the position of the tension roll in the lateral direction of the electrode material. For example, when the wrinkles generated in the electrode sheet are shallow, the wrinkles can be extended even if the tension applied to the uncoated portion is small, but when the wrinkles are deep, it is necessary to increase the tension applied to the uncoated portion. is there. The tension applied to the uncoated portion increases as the depth of the concave portion increases. For this reason, when the depth of the wrinkle detected by the detection unit is deep, the control unit increases the tension applied to the uncoated portion by moving the tension roll to a position where the depth of the concave portion is deep. When the depth of the wrinkles detected by the detection unit is small, the control unit moves the tension roll to a position where the depth of the concave portion is small, thereby reducing the tension applied to the uncoated portion. That is, the magnitude of the tension applied to the uncoated portion can be adjusted according to the depth of the wrinkle detected by the detection unit.
また、上記電極シートの製造装置は、前記テンションロールの径は、前記電極材料の短手方向において前記塗工部に近付くほど径が大きくなり、前記受け部材は、前記未塗工部と対向する上面に、前記テンションロールの一部が収容される凹部を有し、前記受け部材の上面からの前記凹部の深さは、前記電極材料の短手方向において前記塗工部に近付くほど深くなるのが好ましい。 Further, in the electrode sheet manufacturing apparatus, the diameter of the tension roll is such that the diameter increases as approaching the coated portion in the short direction of the electrode material, and the receiving member faces the uncoated portion. The upper surface has a recess in which a part of the tension roll is housed, and the depth of the recess from the upper surface of the receiving member increases as the electrode material approaches the coating portion in the lateral direction. Is preferred.
電極シートの皺は、塗工部と未塗工部との境界付近で発生する。また、未塗工部に付与される張力は、テンションロールの径が大きくなるとともに凹部の深さが深くなるほど大きくなる。このため、塗工部に近付くほど、テンションロールの径を大きくするとともに凹部の深さを深くすることで、未塗工部における塗工部寄りの部分に対して付与する張力を大きくできる。よって、電極シートの皺をより抑制できる。 The wrinkles of the electrode sheet occur near the boundary between the coated part and the uncoated part. Further, the tension applied to the uncoated portion increases as the diameter of the tension roll increases and as the depth of the concave portion increases. For this reason, by increasing the diameter of the tension roll and increasing the depth of the concave portion as approaching the coated portion, the tension applied to the portion of the uncoated portion near the coated portion can be increased. Therefore, wrinkles of the electrode sheet can be further suppressed.
また、上記電極シートの製造装置は、前記受け部材は、前記下側把持部材を兼ねるのが好ましい。
これによれば、下側把持部材を別途用意する必要が無いため、電極シートの製造装置の構成を簡素化できる。
Further, in the above electrode sheet manufacturing apparatus, it is preferable that the receiving member also serves as the lower gripping member.
According to this, since it is not necessary to separately prepare the lower gripping member, the configuration of the electrode sheet manufacturing apparatus can be simplified.
本発明によれば、電極シートの皺を抑制できる。 According to the present invention, wrinkles of the electrode sheet can be suppressed.
以下、電極シートの製造装置を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
先に、本実施形態の電極シートの製造装置によって製造される電極シート１０について説明する。本実施形態の電極シート１０は、蓄電装置としての二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）に用いられる。図示しないが、二次電池は、電極組立体と、電極組立体を収容するケースとを備える。例えば、電極組立体は、複数の正極の電極１００と、複数の負極の電極１００と、複数のセパレータとを備える。電極組立体は、正極の電極１００と負極の電極１００との間にセパレータを介在させ、かつ相互に絶縁させた状態で積層した層状構造を有する。
Hereinafter, one embodiment of an electrode sheet manufacturing apparatus will be described with reference to FIGS.
First, the electrode sheet 10 manufactured by the electrode sheet manufacturing apparatus of the present embodiment will be described. The electrode sheet 10 of the present embodiment is used for a secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery) as a power storage device. Although not shown, the secondary battery includes an electrode assembly and a case that houses the electrode assembly. For example, the electrode assembly includes a plurality of positive electrodes 100, a plurality of negative electrodes 100, and a plurality of separators. The electrode assembly has a layered structure in which a separator is interposed between the positive electrode 100 and the negative electrode 100 and is insulated from each other.
図１に示すように、各極の電極１００は、矩形シート状の集電体としての金属箔１１と、金属箔１１の両面に存在する活物質層１２とを有する。正極の電極１００の金属箔１１には、例えばアルミニウム箔が用いられ、負極の電極１００の金属箔１１には、例えば銅箔が用いられる。各極の電極１００は、金属箔１１の一辺の一部から突出した形状のタブ１１ａを有する。タブ１１ａは、活物質層１２が存在せず、金属箔１１そのもので構成されている。正極の電極１００は、長尺帯状の正極の電極シート１０から製造され、負極の電極１００は、長尺帯状の負極の電極シート１０から製造される。電極シート１０は、正極と負極で材料が異なるものの、構造及び製造方法はほぼ同じである。 As shown in FIG. 1, each electrode 100 includes a metal foil 11 as a rectangular sheet-shaped current collector, and active material layers 12 present on both surfaces of the metal foil 11. The metal foil 11 of the positive electrode 100 is, for example, an aluminum foil, and the metal foil 11 of the negative electrode 100 is, for example, a copper foil. The electrode 100 of each pole has a tab 11 a having a shape protruding from a part of one side of the metal foil 11. The tab 11a has no active material layer 12 and is formed of the metal foil 11 itself. The positive electrode 100 is manufactured from a long strip-shaped positive electrode sheet 10, and the negative electrode 100 is manufactured from a long strip-shaped negative electrode sheet 10. Although the material of the electrode sheet 10 is different between the positive electrode and the negative electrode, the structure and the manufacturing method are almost the same.
図２に示すように、電極シート１０は、長尺帯状の集電体としての金属箔１１と、金属箔１１の両面に存在する活物質層１２とを備える。本実施形態の活物質層１２は、金属箔１１の長手方向全体に亘って存在するとともに、金属箔１１の短手方向の中央に一定幅で存在する。電極シート１０は、活物質層１２が存在せず、金属箔１１が露出した未塗工部１３を備える。本実施形態の未塗工部１３は、金属箔１１の長手方向全体に亘って存在するとともに、金属箔１１の短手方向の両端に存在する。このような電極シート１０を、図２に二点鎖線で示す形状に切断することによって、複数の電極１００が製造される。タブ１１ａは、未塗工部１３によって形成される。短手方向の両端に未塗工部１３を有する電極シート１０の場合、電極シート１０の短手方向で２枚の電極１００が製造可能である。 As shown in FIG. 2, the electrode sheet 10 includes a metal foil 11 as a long strip-shaped current collector, and active material layers 12 present on both surfaces of the metal foil 11. The active material layer 12 of the present embodiment exists over the entire length of the metal foil 11 and at a constant width in the center of the metal foil 11 in the short direction. The electrode sheet 10 includes an uncoated portion 13 in which the active material layer 12 is not present and the metal foil 11 is exposed. The uncoated portions 13 of the present embodiment are present over the entire length of the metal foil 11 and are present at both ends of the metal foil 11 in the short direction. By cutting such an electrode sheet 10 into a shape shown by a two-dot chain line in FIG. 2, a plurality of electrodes 100 are manufactured. The tab 11a is formed by the uncoated portion 13. In the case of the electrode sheet 10 having the uncoated portions 13 at both ends in the short direction, two electrodes 100 can be manufactured in the short direction of the electrode sheet 10.
次に、電極シートの製造方法及び電極シートの製造装置について説明する。
図３に示すように、電極シートの製造方法は、塗工工程Ｓ１と、乾燥工程Ｓ２と、プレス工程Ｓ３と、張力付与工程Ｓ４とを有する。電極シートの製造装置３０は、帯状の金属箔１１が巻回された供給リール３１と、金属箔１１を巻き取り可能な巻取リール３２とを備える。金属箔１１は、供給リール３１から繰り出された後、巻取リール３２によって巻き取られることにより、供給リール３１と巻取リール３２との間で金属箔１１の長手方向に搬送される。各工程Ｓ１〜Ｓ４は、長尺帯状の金属箔１１の搬送中に行われ、製造された電極シート１０は、巻取リール３２によって巻き取られる。
Next, a method for manufacturing an electrode sheet and an apparatus for manufacturing an electrode sheet will be described.
As shown in FIG. 3, the method for manufacturing an electrode sheet includes a coating step S1, a drying step S2, a pressing step S3, and a tension applying step S4. The electrode sheet manufacturing apparatus 30 includes a supply reel 31 around which the band-shaped metal foil 11 is wound, and a winding reel 32 capable of winding the metal foil 11. After being unwound from the supply reel 31, the metal foil 11 is taken up by the take-up reel 32, and is conveyed between the supply reel 31 and the take-up reel 32 in the longitudinal direction of the metal foil 11. Each of the steps S1 to S4 is performed while the long strip-shaped metal foil 11 is being conveyed, and the manufactured electrode sheet 10 is taken up by the take-up reel 32.
本実施形態では、供給リール３１に巻回された金属箔１１の一方の面には、活物質、導電剤、溶媒、及びバインダを混合したペースト状の活物質合剤１２ａが既に塗工されている。活物質合剤１２ａは、金属箔１１の長手方向全体に亘って、金属箔１１の短手方向の中央に一定幅で塗工されている。塗工工程Ｓ１では、供給リール３１から繰り出された帯状の金属箔１１の他方の面に活物質合剤１２ａを塗工する。活物質合剤１２ａは、金属箔１１の長手方向全体に亘って、金属箔１１の短手方向の中央に一定幅で塗工される。塗工工程Ｓ１により、図４及び図５（ａ）に示すように、金属箔１１の両面に活物質合剤１２ａが塗工された塗工部１４と、活物質合剤１２ａが塗工されず、金属箔１１が露出した未塗工部１３とを有する電極材料１０ａが形成される。塗工部１４は、金属箔１１の短手方向の中央に存在し、未塗工部１３は、金属箔１１の短手方向の両端に存在する。 In the present embodiment, on one surface of the metal foil 11 wound around the supply reel 31, a paste-like active material mixture 12a obtained by mixing an active material, a conductive agent, a solvent, and a binder is already applied. I have. The active material mixture 12 a is applied at a constant width at the center of the metal foil 11 in the short direction over the entire length of the metal foil 11. In the coating step S1, the active material mixture 12a is applied to the other surface of the strip-shaped metal foil 11 fed from the supply reel 31. The active material mixture 12 a is applied to the center of the metal foil 11 in the short direction at a constant width over the entire length of the metal foil 11. As shown in FIG. 4 and FIG. 5A, the coating section 14 in which the active material mixture 12 a is coated on both surfaces of the metal foil 11 and the active material mixture 12 a are applied by the coating step S <b> 1. Instead, an electrode material 10a having an uncoated portion 13 where the metal foil 11 is exposed is formed. The coated part 14 exists at the center of the metal foil 11 in the short direction, and the uncoated part 13 exists at both ends of the metal foil 11 in the short direction.
塗工工程Ｓ１は、電極シートの製造装置３０が備える塗工装置３３によって行われる。塗工装置３３は、活物質合剤１２ａが貯留される貯留部３４ａと、貯留部３４ａに貯留された活物質合剤１２ａが吐出される吐出口３４ｂとを有するスリットダイ３４を備える。貯留部３４ａには、活物質合剤１２ａが図示しないタンクから図示しないポンプにより圧送され、吐出口３４ｂから吐出されるようになっている。スリットダイ３４の吐出口３４ｂと対向する位置にはバックアップロール３５が配置される。バックアップロール３５は、スリットダイ３４による金属箔１１の表面に活物質合剤１２ａの塗工が可能な塗工位置と、スリットダイ３４による金属箔１１に対する活物質合剤１２ａの塗工が不能な退避位置とに、スリットダイ３４に対して相対移動可能に設けられている。そして、塗工位置に移動したバックアップロール３５に沿って金属箔１１が搬送されることで、スリットダイ３４から吐出された活物質合剤１２ａは、金属箔１１に塗工され、塗工部１４が形成される。 The coating step S1 is performed by a coating device 33 included in the electrode sheet manufacturing device 30. The coating device 33 includes a slit die 34 having a storage part 34a in which the active material mixture 12a is stored, and a discharge port 34b from which the active material mixture 12a stored in the storage part 34a is discharged. The active material mixture 12a is pressure-fed to a reservoir 34a from a tank (not shown) by a pump (not shown), and is discharged from a discharge port 34b. A backup roll 35 is disposed at a position facing the discharge port 34b of the slit die 34. The backup roll 35 has a coating position at which the active material mixture 12a can be applied to the surface of the metal foil 11 by the slit die 34, and a coating position at which the active material mixture 12a cannot be applied to the metal foil 11 by the slit die 34. At the retreat position, the slit die 34 is provided so as to be relatively movable. When the metal foil 11 is transported along the backup roll 35 moved to the coating position, the active material mixture 12a discharged from the slit die 34 is coated on the metal foil 11, and the coating portion 14 is formed. Is formed.
乾燥工程Ｓ２では、塗工部１４の活物質合剤１２ａを乾燥させることにより、活物質合剤１２ａに残留する溶媒を除去する。乾燥工程Ｓ２は、電極シートの製造装置３０が備える乾燥装置３６内を電極材料１０ａを通過させることによって行われる。 In the drying step S2, the solvent remaining in the active material mixture 12a is removed by drying the active material mixture 12a of the coating unit 14. The drying step S2 is performed by passing the electrode material 10a through a drying device 36 included in the electrode sheet manufacturing device 30.
プレス工程Ｓ３では、電極材料１０ａをプレスすることにより、塗工部１４の活物質合剤１２ａにおける活物質の密度を所望の密度まで上げる。これにより、活物質合剤１２ａは活物質層１２となり、電極材料１０ａは電極シート１０となる。 In the pressing step S3, the density of the active material in the active material mixture 12a of the coating unit 14 is increased to a desired density by pressing the electrode material 10a. Thus, the active material mixture 12a becomes the active material layer 12, and the electrode material 10a becomes the electrode sheet 10.
図４及び図５（ａ）に示すように、プレス工程Ｓ３は、電極シートの製造装置３０が備えるプレス装置３７によって行われる。プレス装置３７は、電極材料１０ａを挟んで配置された一対のプレスロール３７ａ，３７ｂを備える。一対のプレスロール３７ａ，３７ｂが電極材料１０ａを挟む方向を上下方向とする。各プレスロール３７ａ，３７ｂの軸方向は、電極材料１０ａの短手方向と一致する。各プレスロール３７ａ，３７ｂの軸方向の寸法は、電極材料１０ａの短手方向における塗工部１４の寸法とほぼ同じである。一対のプレスロール３７ａ，３７ｂは、電極材料１０ａの塗工部１４を挟むように配置される。 As shown in FIGS. 4 and 5A, the pressing step S3 is performed by a pressing device 37 provided in the electrode sheet manufacturing device 30. The press device 37 includes a pair of press rolls 37a and 37b arranged with the electrode material 10a interposed therebetween. The direction in which the pair of press rolls 37a and 37b sandwich the electrode material 10a is defined as the vertical direction. The axial direction of each of the press rolls 37a and 37b coincides with the lateral direction of the electrode material 10a. The axial dimension of each of the press rolls 37a and 37b is substantially the same as the dimension of the coating portion 14 in the lateral direction of the electrode material 10a. The pair of press rolls 37a and 37b are arranged so as to sandwich the coated portion 14 of the electrode material 10a.
プレスロール３７ａ，３７ｂはそれぞれ、図示しないシャフトに軸支され、シャフトには、図示しない駆動装置が接続されている。駆動装置は、各シャフトを回転させる。各プレスロール３７ａ，３７ｂは、各シャフトが回転することによって回転する。一対のプレスロール３７ａ，３７ｂのうち、塗工部１４の上側に位置する一方のプレスロール３７ａは、上下方向の下側部分が電極材料１０ａの搬送方向の上流側から下流側に向かう方向に回転する。一方、塗工部１４の下側に位置する他方のプレスロール３７ｂは、上下方向の上側部分が電極材料１０ａの搬送方向の上流側から下流側に向かう方向に回転する。また、図示しないが、本実施形態の各プレスロール３７ａ，３７ｂは、内部に熱媒体が流通可能な構造である。このため、プレスロール３７ａ，３７ｂの周面は、熱媒体によって加熱される。そして、回転する一対のプレスロール３７ａ，３７ｂ間を電極材料１０ａの塗工部１４を通過させることによって、塗工部１４をプレスする。本実施形態のプレスは、周面の加熱されたプレスロール３７ａ，３７ｂによってプレスするヒートプレスである。 The press rolls 37a and 37b are each supported by a shaft (not shown), and a driving device (not shown) is connected to the shaft. The driving device rotates each shaft. Each of the press rolls 37a and 37b rotates as each shaft rotates. Among the pair of press rolls 37a, 37b, one of the press rolls 37a located above the coating unit 14 rotates the lower part in the vertical direction from the upstream side to the downstream side in the transport direction of the electrode material 10a. I do. On the other hand, the other press roll 37b located below the coating section 14 rotates in a direction in which the upper part in the vertical direction goes from the upstream side to the downstream side in the transport direction of the electrode material 10a. Although not shown, each of the press rolls 37a and 37b of the present embodiment has a structure through which a heat medium can flow. Therefore, the peripheral surfaces of the press rolls 37a and 37b are heated by the heat medium. Then, the coating part 14 is pressed by passing the coating part 14 of the electrode material 10a between a pair of rotating press rolls 37a and 37b. The press of the present embodiment is a heat press in which pressing is performed by press rolls 37a and 37b whose peripheral surfaces are heated.
ところで、一対のプレスロール３７ａ，３７ｂは、電極材料１０ａの塗工部１４を挟む位置に配置されるため、プレス工程Ｓ３において、電極材料１０ａの未塗工部１３は、一対のプレスロール３７ａ，３７ｂによってプレスされない。このように、電極材料１０ａにプレスされる部分（塗工部１４）とプレスされない部分（未塗工部１３）とが存在する場合、プレス工程Ｓ３によって、電極材料１０ａにおける塗工部１４と未塗工部１３との境界周辺に皺が発生することがある。電極シートの製造方法は、未塗工部１３に対し、電極材料１０ａの短手方向に張力を付与することで電極材料１０ａの皺を伸ばす張力付与工程Ｓ４を備える。本実施形態では、張力付与工程Ｓ４は、プレス工程Ｓ３と同時に行われる。 By the way, since the pair of press rolls 37a and 37b are arranged at positions sandwiching the coated part 14 of the electrode material 10a, in the pressing step S3, the uncoated part 13 of the electrode material 10a is separated from the pair of press rolls 37a and 37b. Not pressed by 37b. As described above, when there is a part to be pressed on the electrode material 10a (the coated part 14) and a part that is not pressed (the uncoated part 13), the coated part 14 and the uncoated part of the electrode material 10a are pressed by the pressing step S3. Wrinkles may occur around the boundary with the coating unit 13. The method for manufacturing an electrode sheet includes a tension applying step S4 of applying tension to the uncoated portion 13 in the lateral direction of the electrode material 10a to extend wrinkles of the electrode material 10a. In the present embodiment, the tension applying step S4 is performed simultaneously with the pressing step S3.
図４、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）に示すように、張力付与工程Ｓ４は、電極シートの製造装置３０が備える張力付与装置３８によって行われる。本実施形態では、張力付与装置３８は、電極材料１０ａの短手方向の両端にそれぞれ配置される。各張力付与装置３８の構成は同じ構成であるため、以下では、電極材料１０ａの短手方向の一端に配置された張力付与装置３８について説明する。 As shown in FIGS. 4, 5B, and 5C, the tension applying step S4 is performed by the tension applying device 38 included in the electrode sheet manufacturing apparatus 30. In the present embodiment, the tension applying devices 38 are arranged at both ends in the short direction of the electrode material 10a. Since the configuration of each tension applying device 38 is the same, the following description will be given of the tension applying device 38 disposed at one end in the short direction of the electrode material 10a.
張力付与装置３８は、円柱状のテンションロール４１と、円柱状の把持ロール４２と、直方体状の受け部材４３とを備える。上下方向において、テンションロール４１及び把持ロール４２は、未塗工部１３の上側に配置され、受け部材４３は、未塗工部１３の下側に配置される。テンションロール４１の外径は、把持ロール４２の外径よりも十分小さい。言い換えると、把持ロール４２の外径は、テンションロール４１の外径よりも十分大きい。図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、テンションロール４１及び把持ロール４２において、軸方向の端面と外周面とが交わる部分は、角取りされている。 The tension applying device 38 includes a cylindrical tension roll 41, a cylindrical gripping roll 42, and a rectangular parallelepiped receiving member 43. In the vertical direction, the tension roll 41 and the gripping roll 42 are arranged above the uncoated portion 13, and the receiving member 43 is arranged below the uncoated portion 13. The outer diameter of the tension roll 41 is sufficiently smaller than the outer diameter of the gripping roll 42. In other words, the outer diameter of the holding roll 42 is sufficiently larger than the outer diameter of the tension roll 41. As shown in FIG. 6A to FIG. 6C, in the tension roll 41 and the gripping roll 42, a portion where the end face in the axial direction intersects with the outer peripheral face is chamfered.
テンションロール４１の軸方向、及び把持ロール４２の軸方向は、電極材料１０ａの短手方向と一致する。テンションロール４１の軸方向の寸法、及び把持ロール４２の軸方向の寸法はそれぞれ、電極材料１０ａの短手方向における未塗工部１３の寸法よりも短い。電極材料１０ａの短手方向において、テンションロール４１は、塗工部１４と把持ロール４２との間に配置されている。つまり、テンションロール４１は、電極材料１０ａの短手方向において、塗工部１４の上側に位置する一方のプレスロール３７ａと把持ロール４２との間に配置されている。上下方向において、把持ロール４２は、下端４２ａが未塗工部１３の上面に接触する位置に配置され、テンションロール４１は、テンションロール４１の下端４１ａが把持ロール４２の下端４２ａよりも下側に位置するように配置されている。つまり、テンションロール４１の軸線Ｌ４１は、把持ロール４２の軸線Ｌ４２よりも上下方向において下方に配置されている。 The axial direction of the tension roll 41 and the axial direction of the gripping roll 42 coincide with the lateral direction of the electrode material 10a. The axial dimension of the tension roll 41 and the axial dimension of the gripping roll 42 are each shorter than the dimension of the uncoated portion 13 in the lateral direction of the electrode material 10a. In the short direction of the electrode material 10a, the tension roll 41 is disposed between the coating unit 14 and the holding roll 42. That is, the tension roll 41 is disposed between the one press roll 37a located above the coating portion 14 and the gripping roll 42 in the lateral direction of the electrode material 10a. In the up-down direction, the gripping roll 42 is disposed at a position where the lower end 42a contacts the upper surface of the uncoated portion 13, and the tension roll 41 is such that the lower end 41a of the tension roll 41 is lower than the lower end 42a of the gripping roll 42. It is arranged to be located. That is, the axis L41 of the tension roll 41 is disposed below the axis L42 of the gripping roll 42 in the up-down direction.
テンションロール４１及び把持ロール４２はそれぞれ、図示しないシャフトに軸支され、シャフトには、図示しない駆動装置が接続されている。駆動装置は、シャフトを回転させる。テンションロール４１及び把持ロール４２はそれぞれ、シャフトが回転することによって回転する。テンションロール４１及び把持ロール４２の回転方向は、塗工部１４の上側に位置する一方のプレスロール３７ａの回転方向と一致する。 The tension roll 41 and the holding roll 42 are each supported by a shaft (not shown), and a driving device (not shown) is connected to the shaft. The drive rotates the shaft. Each of the tension roll 41 and the grip roll 42 rotates as the shaft rotates. The rotation direction of the tension roll 41 and the gripping roll 42 coincides with the rotation direction of one press roll 37a located above the coating unit 14.
図４に示すように、テンションロール４１及び把持ロール４２は、テンションロール４１の軸線Ｌ４１及び把持ロール４２の軸線Ｌ４２が電極材料１０ａの搬送方向において同位置に位置するように配置される。また、本実施形態では、テンションロール４１及び把持ロール４２は、テンションロール４１及び把持ロール４２の軸線Ｌ４１，Ｌ４２が、電極材料１０ａの搬送方向において、各プレスロール３７ａ，３７ｂの軸線Ｌ３７と同位置に位置するように配置される。これにより、プレス工程Ｓ３と張力付与工程Ｓ４とを同時に行うことが可能になる。 As shown in FIG. 4, the tension roll 41 and the gripping roll 42 are arranged such that the axis L41 of the tension roll 41 and the axis L42 of the gripping roll 42 are located at the same position in the transport direction of the electrode material 10a. In the present embodiment, the tension rolls 41 and the gripping rolls 42 are such that the axes L41 and L42 of the tension rolls 41 and the gripping rolls 42 are at the same position as the axis L37 of the press rolls 37a and 37b in the transport direction of the electrode material 10a. It is arranged so that it may be located. This makes it possible to simultaneously perform the pressing step S3 and the tension applying step S4.
図３、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）に示すように、受け部材４３は、上下方向において未塗工部１３を挟んでテンションロール４１及び把持ロール４２とは反対側に配置される。つまり、受け部材４３は、上下方向において未塗工部１３の下側に配置される。図４に示すように、電極材料１０ａの短手方向における受け部材４３の寸法は、テンションロール４１の軸方向の寸法と把持ロール４２の軸方向の寸法を足し合わせた寸法よりも長く、電極材料１０ａにおける未塗工部１３の寸法よりも僅かに短い。受け部材４３における塗工部１４寄りの部分は、テンションロール４１の下方に位置し、受け部材４３における電極材料１０ａの一端寄りの部分は、把持ロール４２の下方に位置する。 As shown in FIG. 3, FIG. 5 (b), and FIG. 5 (c), the receiving member 43 is disposed on the opposite side to the tension roll 41 and the grip roll 42 with the uncoated portion 13 therebetween in the vertical direction. You. That is, the receiving member 43 is disposed below the uncoated portion 13 in the vertical direction. As shown in FIG. 4, the dimension of the receiving member 43 in the lateral direction of the electrode material 10 a is longer than the sum of the axial dimension of the tension roll 41 and the axial dimension of the gripping roll 42. It is slightly shorter than the size of the uncoated portion 13 at 10a. The portion of the receiving member 43 near the coating portion 14 is located below the tension roll 41, and the portion of the receiving member 43 near one end of the electrode material 10 a is located below the gripping roll 42.
図５（ｂ）及び図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、受け部材４３は、未塗工部１３と対向する面である上面４３ａに、上面４３ａよりも凹んだ凹部４４を有する。凹部４４は、長方形状の底部４４ａと、底部４４ａの一対の長辺と受け部材４３の上面４３ａとを接続する一対の側面部４４ｂとを有する。底部４４ａの長手方向は、電極材料１０ａの搬送方向と一致し、底部４４ａの短手方向は、電極材料１０ａの短手方向と一致する。図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、受け部材４３を電極材料１０ａの搬送方向から見たとき、凹部４４はＵ字型である。本実施形態では、受け部材４３の上面４３ａからの凹部４４の深さは、活物質層１２の厚み程度（約１０μｍ）の深さに設定される。凹部４４において、底部４４ａと側面部４４ｂとが交わる部分は角取りされている。また、図５（ｂ）に示すように、電極材料１０ａの短手方向から見た受け部材４３の断面において、凹部４４の底部４４ａは弧状である。 As shown in FIGS. 5B and 6A to 6C, the receiving member 43 has a concave portion 44 recessed from the upper surface 43a on an upper surface 43a which is a surface facing the uncoated portion 13. Having. The recess 44 has a rectangular bottom 44 a and a pair of side surfaces 44 b connecting a pair of long sides of the bottom 44 a and the upper surface 43 a of the receiving member 43. The longitudinal direction of the bottom 44a matches the transport direction of the electrode material 10a, and the short direction of the bottom 44a matches the short direction of the electrode material 10a. As shown in FIGS. 6A to 6C, when the receiving member 43 is viewed from the transport direction of the electrode material 10a, the concave portion 44 is U-shaped. In the present embodiment, the depth of the concave portion 44 from the upper surface 43 a of the receiving member 43 is set to a depth of about the thickness of the active material layer 12 (about 10 μm). In the concave portion 44, a portion where the bottom portion 44a and the side surface portion 44b intersect is chamfered. Further, as shown in FIG. 5B, in the cross section of the receiving member 43 viewed from the short side direction of the electrode material 10a, the bottom 44a of the concave portion 44 has an arc shape.
上下方向において、受け部材４３は、未塗工部１３の下面が受け部材４３の上面４３ａに沿う位置に固定されている。また、電極材料１０ａの短手方向及び搬送方向において、受け部材４３は、テンションロール４１の一部である下側部分が凹部４４に収容されるような位置に配置されている。 In the vertical direction, the receiving member 43 is fixed at a position where the lower surface of the uncoated portion 13 is along the upper surface 43 a of the receiving member 43. The receiving member 43 is arranged at a position such that the lower portion, which is a part of the tension roll 41, is accommodated in the concave portion 44 in the short direction and the transport direction of the electrode material 10 a.
把持ロール４２と、受け部材４３における電極材料１０ａの短手方向の一端寄りの部分とは、未塗工部１３を把持する把持部３８ａを構成する。つまり、受け部材４３の一部は、把持ロール４２とともに未塗工部１３を把持する下側把持部材である。また、テンションロール４１と、受け部材４３における塗工部１４寄りの部分は、未塗工部１３に張力を付与する張力付与部３８ｂを構成する。 The gripping roll 42 and a portion of the receiving member 43 near one end in the short direction of the electrode material 10a constitute a gripping portion 38a that grips the uncoated portion 13. That is, a part of the receiving member 43 is a lower gripping member that grips the uncoated portion 13 together with the gripping roll 42. The tension roll 41 and the portion of the receiving member 43 near the coating portion 14 constitute a tension applying portion 38b that applies tension to the uncoated portion 13.
張力付与装置３８の動作について、本実施形態の作用とともに説明する。
図６（ａ）では、電極材料１０ａの搬送方向においてプレス工程Ｓ３及び張力付与工程Ｓ４よりも上流側でのプレス装置３７及び張力付与装置３８を図示している。図６（ａ）において、電極材料１０ａの塗工部１４は、一対のプレスロール３７ａ，３７ｂによってプレスされる前の塗工部である。また、電極材料１０ａの未塗工部１３は、受け部材４３の上面４３ａに沿う状態で搬送されるものの、テンションロール４１及び把持ロール４２は、未塗工部１３に接触していない。つまり、未塗工部１３は、把持部３８ａによって把持されず、かつテンションロール４１によって押圧されていない。
The operation of the tension applying device 38 will be described together with the operation of the present embodiment.
FIG. 6A illustrates the pressing device 37 and the tension applying device 38 upstream of the pressing step S3 and the tension applying step S4 in the transport direction of the electrode material 10a. In FIG. 6A, a coating portion 14 of the electrode material 10a is a coating portion before being pressed by a pair of press rolls 37a and 37b. Further, although the uncoated portion 13 of the electrode material 10a is transported along the upper surface 43a of the receiving member 43, the tension roll 41 and the gripping roll 42 do not contact the uncoated portion 13. That is, the uncoated portion 13 is not gripped by the grip portion 38 a and is not pressed by the tension roll 41.
図６（ｂ）では、プレス工程Ｓ３及び張力付与工程Ｓ４でのプレス装置３７及び張力付与装置３８を図示している。このとき、塗工部１４は、一対のプレスロール３７ａ，３７ｂによってプレスされる。ここで、上述したように、テンションロール４１及び把持ロール４２は、軸線Ｌ４１，Ｌ４２が電極材料１０ａの搬送方向において同位置に位置するように配置されるとともに、把持ロール４２の外径は、テンションロール４１の外径よりも十分大きく設定される。また、受け部材４３の上面４３ａからの凹部４４の深さは、活物質層１２の厚み程度（約１０μｍ）の深さに設定される。このため、把持ロール４２は、テンションロール４１よりも先に未塗工部１３に接触する。把持ロール４２が未塗工部１３に接触することにより、未塗工部１３における電極材料１０ａの短手方向の一端寄りの部分は、把持ロール４２と受け部材４３の上面４３ａとによって把持される。テンションロール４１は、把持部３８ａによって未塗工部１３が把持された状態で、未塗工部１３における塗工部１４寄りの部分に接触し、未塗工部１３における塗工部１４寄りの部分を凹部４４に向けて押圧する。これにより、未塗工部１３には、電極材料１０ａの短手方向への張力が付与され、付与された張力により、電極材料１０ａにおける皺の発生が抑制される。なお、本実施形態では、未塗工部１３は、テンションロール４１によって凹部４４に向けて押圧されることで、凹部４４の内面及びテンションロール４１の外面に沿う形状に塑性変形する。 FIG. 6B illustrates the pressing device 37 and the tension applying device 38 in the pressing step S3 and the tension applying step S4. At this time, the coating unit 14 is pressed by a pair of press rolls 37a and 37b. Here, as described above, the tension roll 41 and the gripping roll 42 are arranged such that the axes L41 and L42 are located at the same position in the transport direction of the electrode material 10a, and the outer diameter of the gripping roll 42 is the tension. It is set to be sufficiently larger than the outer diameter of the roll 41. The depth of the concave portion 44 from the upper surface 43 a of the receiving member 43 is set to a depth of about the thickness of the active material layer 12 (about 10 μm). For this reason, the gripping roll 42 contacts the uncoated portion 13 before the tension roll 41. When the gripping roll 42 comes into contact with the uncoated portion 13, a portion of the uncoated portion 13 near one end in the short direction of the electrode material 10 a is gripped by the gripping roll 42 and the upper surface 43 a of the receiving member 43. . The tension roll 41 comes into contact with a portion of the uncoated portion 13 near the coating portion 14 in a state where the uncoated portion 13 is gripped by the grip portion 38a, and the tension roll 41 is closer to the coating portion 14 of the uncoated portion 13. The part is pressed toward the recess 44. As a result, tension in the width direction of the electrode material 10a is applied to the uncoated portion 13, and wrinkles in the electrode material 10a are suppressed by the applied tension. In the present embodiment, the uncoated portion 13 is plastically deformed into a shape along the inner surface of the concave portion 44 and the outer surface of the tension roll 41 by being pressed toward the concave portion 44 by the tension roll 41.
図６（ｃ）では、電極材料１０ａの搬送方向においてプレス工程Ｓ３及び張力付与工程Ｓ４よりも下流側でのプレス装置３７及び張力付与装置３８を図示している。このとき、電極材料１０ａの金属箔１１の両面には、塗工部１４が一対のプレスロール３７ａ，３７ｂによってプレスされて形成された活物質層１２が存在する。また、電極材料１０ａの未塗工部１３は、受け部材４３の上面４３ａに沿う状態で搬送されるものの、テンションロール４１及び把持ロール４２は、未塗工部１３に接触していない。つまり、把持部３８ａによる未塗工部１３の把持、及びテンションロール４１による未塗工部１３の押圧は解除されている。本実施形態では、張力付与工程Ｓ４により、未塗工部１３は塑性変形しているため、テンションロール４１による押圧が解除された後であっても、未塗工部１３は、凹部４４の内面及びテンションロール４１の外面に沿う形状のままである。 FIG. 6C illustrates the pressing device 37 and the tension applying device 38 downstream of the pressing step S3 and the tension applying step S4 in the transport direction of the electrode material 10a. At this time, on both surfaces of the metal foil 11 of the electrode material 10a, there is an active material layer 12 formed by pressing the coating portion 14 with a pair of press rolls 37a and 37b. Although the uncoated portion 13 of the electrode material 10a is transported along the upper surface 43a of the receiving member 43, the tension roll 41 and the gripping roll 42 do not contact the uncoated portion 13. That is, the grip of the uncoated portion 13 by the grip portion 38a and the pressing of the uncoated portion 13 by the tension roll 41 are released. In the present embodiment, the uncoated portion 13 is plastically deformed by the tension applying step S4. Therefore, even after the pressing by the tension roll 41 is released, the uncoated portion 13 remains on the inner surface of the concave portion 44. And the shape along the outer surface of the tension roll 41 remains.
本実施形態の効果について説明する。
（１）把持部３８ａにより未塗工部１３を把持した状態で、テンションロール４１により未塗工部１３を受け部材４３の凹部４４に向けて押圧することにより、未塗工部１３には、電極材料１０ａの短手方向への張力が付与される。よって、電極シート１０の皺を抑制できる。
The effect of the present embodiment will be described.
(1) In a state where the uncoated portion 13 is gripped by the grip portion 38a, the uncoated portion 13 is pressed toward the concave portion 44 of the receiving member 43 by the tension roll 41, so that the uncoated portion 13 is A tension in the short direction of the electrode material 10a is applied. Therefore, wrinkles of the electrode sheet 10 can be suppressed.
（２）電極シート１０の皺は、一対のプレスロール３７ａ，３７ｂによって電極材料１０ａの塗工部１４をプレスする際に発生する。このため、電極材料１０ａの搬送方向において、テンションロール４１及び把持ロール４２を、軸線Ｌ４１，Ｌ４２がプレスロール３７ａ，３７ｂの軸線Ｌ３７と同位置に位置するように配置することにより、プレスロール３７ａ，３７ｂによる塗工部１４のプレスと同時に、テンションロール４１によって未塗工部１３に電極材料１０ａの短手方向への張力を付与することができる。よって、電極シート１０における皺の発生を抑制できる。 (2) The wrinkles of the electrode sheet 10 occur when the coated portion 14 of the electrode material 10a is pressed by the pair of press rolls 37a, 37b. For this reason, in the transport direction of the electrode material 10a, the tension roll 41 and the gripping roll 42 are arranged such that the axes L41, L42 are located at the same position as the axis L37 of the press rolls 37a, 37b, so that the press rolls 37a, At the same time as the pressing of the coated part 14 by 37b, the tension in the short direction of the electrode material 10a can be applied to the uncoated part 13 by the tension roll 41. Therefore, generation of wrinkles in the electrode sheet 10 can be suppressed.
（３）受け部材４３における電極材料１０ａの端寄りの部分は、把持ロール４２とともに未塗工部１３を把持する。つまり、受け部材４３は、把持部３８ａの下側把持部材を兼ねる。この場合、下側把持部材を別途用意する必要が無いため、電極シートの製造装置３０の構成を簡素化できる。 (3) The portion of the receiving member 43 near the end of the electrode material 10 a grips the uncoated portion 13 together with the gripping roll 42. That is, the receiving member 43 also functions as a lower gripping member of the gripping portion 38a. In this case, since there is no need to separately prepare a lower gripping member, the configuration of the electrode sheet manufacturing apparatus 30 can be simplified.
（４）テンションロール４１において、軸方向の端面と外周面とが交わる部分は角取りされている。また、受け部材４３の凹部４４において、底部４４ａと側面部４４ｂとが交わる部分は角取りされている。このため、テンションロール４１によって未塗工部１３を凹部４４に押圧した際に、テンションロール４１における軸方向の端面と外周面とが交わる部分や、凹部４４における底部４４ａと側面部４４ｂとが交わる部分によって未塗工部１３が損傷することを抑制できる。 (4) In the tension roll 41, a portion where the axial end surface and the outer peripheral surface intersect is chamfered. In the concave portion 44 of the receiving member 43, a portion where the bottom portion 44a and the side surface portion 44b intersect is chamfered. For this reason, when the uncoated portion 13 is pressed against the concave portion 44 by the tension roll 41, a portion where the axial end surface of the tension roll 41 intersects with the outer peripheral surface, or a bottom portion 44 a and a side surface portion 44 b of the concave portion 44 cross. Damage to the uncoated portion 13 due to the portion can be suppressed.
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 二次電池が備える電極組立体は、上記実施形態に記載した、いわゆる積層型の電極組立体に限定されず、帯状の正極の電極、帯状のセパレータ、及び帯状の負極の電極を積層して巻回した巻回型の電極組立体であってもよい。この場合、正極の電極は、正極の電極シート１０を長手方向において所望の長さに切断することで製造され、負極の電極は、負極の電極シート１０を長手方向において所望の長さに切断することで製造される。
This embodiment can be implemented with the following modifications. The present embodiment and the modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
○ The electrode assembly included in the secondary battery is not limited to the so-called stacked electrode assembly described in the above embodiment, and a band-shaped positive electrode, a band-shaped separator, and a band-shaped negative electrode are stacked. A wound electrode assembly may be wound. In this case, the positive electrode is manufactured by cutting the positive electrode sheet 10 to a desired length in the longitudinal direction, and the negative electrode is cut to the negative electrode sheet 10 to a desired length in the longitudinal direction. It is manufactured by.
○ 電極シート１０において、活物質層１２は金属箔１１の片面に存在してもよい。
○ 電極シート１０において、未塗工部１３は、金属箔１１の短手方向の一端側のみに存在してもよい。この場合、未塗工部１３が存在する金属箔１１の短手方向の一方側のみに張力付与装置３８を配置すればよい。
In the electrode sheet 10, the active material layer 12 may be present on one side of the metal foil 11.
In the electrode sheet 10, the uncoated portion 13 may be present only at one end in the short direction of the metal foil 11. In this case, the tension applying device 38 may be disposed only on one side in the short direction of the metal foil 11 where the uncoated portion 13 exists.
○ 塗工工程Ｓ１を行う塗工装置３３は、スリットダイ３４に限定されず、金属箔１１に活物質合剤１２ａを塗工できるのであれば適宜変更してよい。
○ プレス装置３７が備える一対のプレスロール３７ａ，３７ｂの表面は加熱されていなくてもよい。つまり、プレス工程Ｓ３において、電極材料１０ａの塗工部１４は、ヒートプレスされなくてもよい。
The coating device 33 that performs the coating step S1 is not limited to the slit die 34, and may be appropriately changed as long as the metal foil 11 can be coated with the active material mixture 12a.
The surfaces of the pair of press rolls 37a and 37b of the press device 37 may not be heated. That is, in the pressing step S3, the coated portion 14 of the electrode material 10a may not be heat pressed.
○ 把持ロール４２が未塗工部１３に接触した状態でテンションロール４１が未塗工部１３に接触するのであれば、テンションロール４１及び把持ロール４２の構成や配置は適宜変更してもよい。 If the tension roll 41 contacts the uncoated portion 13 in a state where the grip roll 42 is in contact with the uncoated portion 13, the configurations and arrangement of the tension roll 41 and the grip roll 42 may be changed as appropriate.
例えば、テンションロール４１の外径と把持ロール４２の外径を同じにする代わりに、把持ロール４２を弾性変形可能な材料によって形成し、把持ロール４２の下端部が潰れた状態で把持ロール４２を配置してもよい。この場合、把持ロール４２と未塗工部１３との接触面積は、テンションロール４１と未塗工部１３との接触面積よりも大きくなるため、把持部３８ａが未塗工部１３を把持した状態で、張力付与部３８ｂによって未塗工部１３に張力を付与できる。また、例えば、テンションロール４１及び把持ロール４２は、軸線Ｌ４１，Ｌ４２が電極材料１０ａの搬送方向において異なる位置に位置するように配置されていてもよい。 For example, instead of making the outer diameter of the tension roll 41 and the outer diameter of the gripping roll 42 the same, the gripping roll 42 is formed of an elastically deformable material, and the gripping roll 42 is held in a state where the lower end of the gripping roll 42 is crushed. It may be arranged. In this case, since the contact area between the gripping roll 42 and the uncoated portion 13 is larger than the contact area between the tension roll 41 and the uncoated portion 13, the gripping portion 38a grips the uncoated portion 13. Thus, the tension can be applied to the uncoated portion 13 by the tension applying portion 38b. Further, for example, the tension roll 41 and the gripping roll 42 may be arranged such that the axes L41 and L42 are located at different positions in the transport direction of the electrode material 10a.
○ 受け部材４３の凹部４４内には、弾性変形可能な材料が充填されていてもよいし、弾性変形可能な材料からなる部材が収容されていてもよい。凹部４４内に充填された材料、又は凹部４４内に収容された部材は、テンションロール４１の下端４１ａによって押圧されることで圧縮される。 In the concave portion 44 of the receiving member 43, an elastically deformable material may be filled, or a member made of an elastically deformable material may be accommodated. The material filled in the recess 44 or the member accommodated in the recess 44 is compressed by being pressed by the lower end 41 a of the tension roll 41.
○ 電極材料１０ａの搬送方向において、テンションロール４１及び把持ロール４２は、軸線Ｌ４１，Ｌ４２が一対のプレスロール３７ａ，３７ｂの軸線Ｌ３７よりも下流側に位置するように配置されていてもよい。つまり、張力付与工程Ｓ４は、プレス工程Ｓ３と同時に行われずに、プレス工程Ｓ３後、かつ電極シート１０が巻取リール３２によって巻き取られる前に行われてもよい。この場合、プレス工程Ｓ３直後の電極シート１０は皺が発生した状態となるが、その後の張力付与工程Ｓ４によって、未塗工部１３に張力が付与されるため、皺は伸ばされる。 In the transport direction of the electrode material 10a, the tension roll 41 and the holding roll 42 may be arranged such that the axes L41, L42 are located downstream of the axis L37 of the pair of press rolls 37a, 37b. That is, the tension applying step S4 may not be performed simultaneously with the pressing step S3, but may be performed after the pressing step S3 and before the electrode sheet 10 is wound by the winding reel 32. In this case, the electrode sheet 10 immediately after the pressing step S3 is in a wrinkled state, but the tension is applied to the uncoated portion 13 in the subsequent tension applying step S4, so that the wrinkles are elongated.
○ 張力付与工程Ｓ４後に、未塗工部１３における凹部４４及びテンションロール４１に沿って塑性変形した部分を切断する切断工程を追加してもよい。巻取リール３２は、切断工程後の電極シート１０を巻き取る。この場合、電極シート１０が巻取リール３２に巻き取られる際に、未塗工部１３における塑性変形した部分同士が干渉することが回避され、電極シート１０をスムーズに巻き取ることができる。 (Circle) after the tension provision process S4, you may add the cutting process which cuts the plastically deformed part along the recessed part 44 and the tension roll 41 in the uncoated part 13. FIG. The take-up reel 32 takes up the electrode sheet 10 after the cutting step. In this case, when the electrode sheet 10 is taken up on the take-up reel 32, interference between the plastically deformed portions in the uncoated portion 13 is avoided, and the electrode sheet 10 can be taken up smoothly.
○ 張力付与工程Ｓ４において、未塗工部１３が凹部４４及びテンションロール４１に沿う形状に塑性変形しないように、金属箔１１の材料を選択してもよい。この場合、未塗工部１３は、張力付与工程Ｓ４では、凹部４４及びテンションロール４１に沿う形状に弾性変形するが、張力付与工程Ｓ４後、図７に示すように元の平面状に復帰する。なお、張力付与工程Ｓ４において伸ばされた皺は、未塗工部１３が平面状に復帰したとしても再発しない。 In the tension applying step S4, the material of the metal foil 11 may be selected so that the uncoated portion 13 is not plastically deformed into a shape along the concave portion 44 and the tension roll 41. In this case, in the tension applying step S4, the uncoated portion 13 is elastically deformed into a shape along the concave portion 44 and the tension roll 41, but after the tension applying step S4, returns to the original planar shape as shown in FIG. . The wrinkles stretched in the tension applying step S4 do not recur even if the uncoated portion 13 returns to the planar shape.
○ 上記実施形態では、張力付与部３８ｂの一部である受け部材４３が把持部３８ａの下側把持部材も兼ねていたが、受け部材４３とは別に下側把持部材を設けてもよい。受け部材４３とは別に下側把持部材を設ける場合、例えば、把持ロール４２と同様のロール部材を下側把持部材とし、未塗工部１３の下側に配置される他方のプレスロール３７ｂと同じ方向に下側把持部材を回転させてもよい。 In the above embodiment, the receiving member 43 which is a part of the tension applying portion 38b also serves as the lower gripping member of the gripping portion 38a, but a lower gripping member may be provided separately from the receiving member 43. When a lower gripping member is provided separately from the receiving member 43, for example, a roll member similar to the gripping roll 42 is used as the lower gripping member, and is the same as the other press roll 37b disposed below the uncoated portion 13. The lower gripping member may be rotated in the direction.
○ 図示しないが、張力付与装置３８は、電極シート１０の皺の深さを検出する検出部と、検出部による検出結果に基づいて電極材料１０ａの短手方向におけるテンションロール４１の位置を制御する制御部とを備えていてもよい。この場合、テンションロール４１は、上下方向に弾性変形可能な材料によって形成され、受け部材４３の上面４３ａからの凹部４４の深さは、電極材料１０ａの短手方向に異なるものとする。また、電極材料１０ａの短手方向における凹部４４の寸法をテンションロール４１の軸方向の寸法よりも大きくすることで、テンションロール４１は、凹部４４内を電極材料１０ａの短手方向に移動可能である。テンションロール４１が凹部４４の最も深い位置に位置するとき、テンションロール４１は弾性変形していない状態であり、テンションロール４１が凹部４４の最も浅い位置に位置するとき、テンションロール４１は凹部４４の底部４４ａによって圧縮された状態である。つまり、テンションロール４１は、凹部４４の深さに応じて弾性変形する。このため、電極材料１０ａの短手方向におけるテンションロール４１の位置に関わらず、テンションロール４１によって未塗工部１３を凹部４４に向けて押圧でき、未塗工部１３に張力を付与することができる。 Although not shown, the tension applying device 38 controls the position of the tension roll 41 in the short direction of the electrode material 10a based on the detection unit that detects the depth of the wrinkle of the electrode sheet 10 and the detection result by the detection unit. And a control unit. In this case, the tension roll 41 is formed of a material that can be elastically deformed in the vertical direction, and the depth of the concave portion 44 from the upper surface 43a of the receiving member 43 is different in the short direction of the electrode material 10a. Further, by making the dimension of the concave portion 44 in the short direction of the electrode material 10a larger than the axial size of the tension roll 41, the tension roll 41 can move in the concave portion 44 in the short direction of the electrode material 10a. is there. When the tension roll 41 is located at the deepest position of the concave portion 44, the tension roll 41 is not elastically deformed. When the tension roll 41 is located at the shallowest position of the concave portion 44, the tension roll 41 It is in a state of being compressed by the bottom portion 44a. That is, the tension roll 41 is elastically deformed according to the depth of the concave portion 44. For this reason, regardless of the position of the tension roll 41 in the lateral direction of the electrode material 10a, the uncoated portion 13 can be pressed toward the recess 44 by the tension roll 41, and tension can be applied to the uncoated portion 13. it can.
電極シート１０に発生した皺が浅い場合、未塗工部１３に付与する張力が小さくても皺を伸ばすことができるが、皺が深い場合、未塗工部１３に付与する張力を大きくする必要がある。また、未塗工部１３に付与される張力は、凹部４４の深さが深いほど大きくなる。このため、検出部が検出した皺の深さが深い場合には、制御部は、凹部４４の深さが深い位置にテンションロール４１を移動させることで、未塗工部１３に付与する張力を大きくする。また、検出部が検出した皺の深さが浅い場合には、制御部は、凹部４４の深さが浅い位置にテンションロール４１を移動させることで、未塗工部１３に付与する張力を小さくする。つまり、検出部が検出した皺の深さに応じて、未塗工部１３に付与する張力の大きさを調整できる。 When the wrinkles generated in the electrode sheet 10 are shallow, the wrinkles can be extended even if the tension applied to the uncoated portion 13 is small, but when the wrinkles are deep, the tension applied to the uncoated portion 13 needs to be increased. There is. The tension applied to the uncoated portion 13 increases as the depth of the concave portion 44 increases. For this reason, when the depth of the wrinkles detected by the detection unit is deep, the control unit moves the tension roll 41 to a position where the depth of the concave portion 44 is deep, thereby increasing the tension applied to the uncoated portion 13. Enlarge. When the depth of the wrinkles detected by the detection unit is small, the control unit moves the tension roll 41 to a position where the depth of the concave portion 44 is small, thereby reducing the tension applied to the uncoated portion 13. I do. That is, the magnitude of the tension applied to the uncoated portion 13 can be adjusted according to the depth of the wrinkles detected by the detection portion.
○ テンションロール４１の形状、及び受け部材４３の凹部４４の形状は、適宜変更してよい。
例えば、図８に示すように、テンションロール４１の形状は、電極材料１０ａの短手方向において塗工部１４に近付くほど径が大きくなるような形状であってもよい。また、凹部４４の形状は、受け部材４３の上面４３ａからの凹部４４の深さが、電極材料１０ａの短手方向において塗工部１４に近付くほど深くなるような形状であってもよい。上述したように、電極シート１０の皺は、塗工部１４と未塗工部１３との境界付近で発生する。また、未塗工部１３に対して付与される張力は、テンションロール４１の径が大きくなるとともに凹部４４の深さが深くなるほど大きくなる。このため、塗工部１４に近付くほど、テンションロール４１の径を大きくするとともに凹部４４の深さを深くすることで、未塗工部１３における塗工部１４寄りの部分に対して付与する張力を大きくできる。よって、電極シート１０の皺をより抑制できる。
The shape of the tension roll 41 and the shape of the concave portion 44 of the receiving member 43 may be appropriately changed.
For example, as shown in FIG. 8, the shape of the tension roll 41 may be such that the diameter increases as the electrode material 10a approaches the coating portion 14 in the lateral direction. Further, the shape of the concave portion 44 may be such that the depth of the concave portion 44 from the upper surface 43a of the receiving member 43 becomes deeper as it approaches the coating portion 14 in the lateral direction of the electrode material 10a. As described above, wrinkles of the electrode sheet 10 occur near the boundary between the coated portion 14 and the uncoated portion 13. The tension applied to the uncoated portion 13 increases as the diameter of the tension roll 41 increases and as the depth of the concave portion 44 increases. For this reason, by increasing the diameter of the tension roll 41 and increasing the depth of the concave portion 44 as it approaches the coated portion 14, the tension applied to the portion of the uncoated portion 13 closer to the coated portion 14 is increased. Can be increased. Therefore, wrinkles of the electrode sheet 10 can be further suppressed.
○ 電極シート１０を用いて製造される二次電池は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。 The secondary battery manufactured using the electrode sheet 10 may be a lithium ion secondary battery or another secondary battery. In short, any material may be used as long as ions move between the positive electrode active material and the negative electrode active material and transfer charges.
○ 電極シート１０を用いて製造される蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
The power storage device manufactured using the electrode sheet 10 is applicable to a power storage device other than a secondary battery, such as a capacitor.
The technical idea that can be grasped from the embodiment and the modified example will be described.
（イ）前記プレスロールの表面は加熱される請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の電極シートの製造装置。
これによれば、プレスロールの表面が加熱されていない場合と比較して、活物質合剤の活物質を高密度化できる。その一方で、プレスロールの熱によって、集電体は軟化して変形しやすくなるため、電極シートに皺が発生しやすい。このため、張力付与装置により未塗工部に張力を付与することで皺を抑制するのが効果的である。
(A) The apparatus for manufacturing an electrode sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein a surface of the press roll is heated.
According to this, the density of the active material of the active material mixture can be increased as compared with the case where the surface of the press roll is not heated. On the other hand, the current of the current collector is softened and easily deformed by the heat of the press roll, so that the electrode sheet is likely to wrinkle. For this reason, it is effective to suppress wrinkles by applying tension to the uncoated portion using a tension applying device.
１０…電極シート、１０ａ…電極材料、１１…集電体としての金属箔、１２…活物質層、１２ａ…活物質合剤、１３…未塗工部、１４…塗工部、３０…電極シートの製造装置、３７ａ，３７ｂ…プレスロール、３８…張力付与装置、３８ａ…把持部、３８ｂ…張力付与部、４１…テンションロール、４１ａ…下端、４２…把持ロール、４２ａ…下端、４３…下側把持部材を兼ねる受け部材、４４…凹部、Ｌ３７…（プレスロールの）軸線、Ｌ４１…（テンションロールの）軸線、Ｌ４２…（把持ロールの）軸線。
Reference Signs List 10: electrode sheet, 10a: electrode material, 11: metal foil as current collector, 12: active material layer, 12a: active material mixture, 13: uncoated portion, 14: coated portion, 30: electrode sheet 37a, 37b press roll, 38 ... tension applying device, 38a ... gripping portion, 38b ... tension applying portion, 41 ... tension roll, 41a ... lower end, 42 ... gripping roll, 42a ... lower end, 43 ... lower side A receiving member also serving as a gripping member, 44 ... concave portion, L37 ... axis of the press roll, L41 ... axis of the tension roll, L42 ... axis of the gripping roll.
Claims (5)
前記電極材料の搬送方向において、前記一対のプレスロールと同位置又は前記一対のプレスロールよりも下流側に配置された張力付与装置を備え、
前記張力付与装置は、前記未塗工部を把持する把持部と、前記電極材料の短手方向において前記塗工部と前記把持部との間に配置されるとともに、前記未塗工部に前記電極材料の短手方向への張力を付与する張力付与部とを備え、
前記一対のプレスロールが前記塗工部を挟む方向を上下方向とすると、前記把持部は、前記上下方向において前記未塗工部の上側で回転する把持ロールと、前記未塗工部の下側に配置された下側把持部材とを有し、
前記張力付与部は、前記上下方向において前記未塗工部の上側で回転するテンションロールと、前記未塗工部の下側に配置された受け部材とを有し、
前記把持ロール及び前記テンションロールは、前記把持ロールが前記未塗工部に接触した状態で前記テンションロールが前記未塗工部に接触するように配置され、
前記テンションロールの下端は、前記把持ロールの下端よりも下側に位置することを特徴とする電極シートの製造装置。 A coating portion in which an active material mixture is applied on at least one surface of the long strip-shaped current collector along the longitudinal direction of the current collector, and the active material mixture is not applied, and the current collector And a pair of press rolls disposed with the uncoated portion sandwiched between the coated portion and the electrode material conveyed in the longitudinal direction of the current collector. An electrode sheet manufacturing apparatus for manufacturing an electrode sheet having the current collector and an active material layer present on at least one surface of the current collector by pressing the coating unit,
In the transport direction of the electrode material, a tension applying device disposed at the same position as the pair of press rolls or downstream of the pair of press rolls,
The tension applying device is disposed between the gripping portion for gripping the uncoated portion and the coating portion and the gripping portion in the short direction of the electrode material, and the uncoated portion is A tension applying portion for applying a tension in a short direction of the electrode material,
Assuming that the direction in which the pair of press rolls sandwich the coated portion is the up-down direction, the gripping portion is a gripping roll that rotates above the uncoated portion in the up-down direction, and the lower side of the uncoated portion. And a lower gripping member disposed on the
The tension applying portion has a tension roll that rotates above the uncoated portion in the up-down direction, and a receiving member disposed below the uncoated portion,
The gripping roll and the tension roll are arranged such that the tension roll contacts the uncoated portion in a state where the gripping roll is in contact with the uncoated portion,
An apparatus for manufacturing an electrode sheet, wherein a lower end of the tension roll is located below a lower end of the gripping roll.
前記張力付与装置は、前記電極シートの皺の深さを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて前記電極材料の短手方向における前記テンションロールの位置を制御する制御部とを備え、
前記テンションロールは、弾性変形可能であり、
前記受け部材は、前記未塗工部と対向する上面に、前記テンションロールの一部が収容される凹部を有し、前記受け部材の上面からの前記凹部の深さは、前記電極材料の短手方向に異なる請求項１に記載の電極シートの製造装置。 In the transport direction of the electrode material, the gripping roll and the tension roll are arranged such that an axis is located downstream from an axis of the pair of press rolls,
The tension applying device, a detection unit that detects the depth of the wrinkles of the electrode sheet, and a control unit that controls the position of the tension roll in the lateral direction of the electrode material based on the detection result by the detection unit Prepare,
The tension roll is elastically deformable,
The receiving member has, on an upper surface facing the uncoated portion, a concave portion in which a part of the tension roll is accommodated, and a depth of the concave portion from an upper surface of the receiving member is shorter than a length of the electrode material. The apparatus for manufacturing an electrode sheet according to claim 1, wherein the apparatus is different in a hand direction.
前記受け部材は、前記未塗工部と対向する上面に、前記テンションロールの一部が収容される凹部を有し、前記受け部材の上面からの前記凹部の深さは、前記電極材料の短手方向において前記塗工部に近付くほど深くなる請求項１又は請求項２に記載の電極シートの製造装置。 The diameter of the tension roll increases as it approaches the coating portion in the lateral direction of the electrode material,
The receiving member has, on an upper surface facing the uncoated portion, a concave portion in which a part of the tension roll is housed, and a depth of the concave portion from an upper surface of the receiving member is a short-circuit of the electrode material. The electrode sheet manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the electrode sheet is deeper as approaching the coating portion in the hand direction.
The electrode sheet manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the receiving member also serves as the lower gripping member.
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