專利名稱：電池用電極的制造方法以及電池用電極制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池用電極的制造方法以及電池用電極制造裝置。更詳細(xì)地是本發(fā)明主要 涉及設(shè)置在電極表面的多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料的涂布方法的改良。
背景技術(shù)：
隨著電子機器的便攜化、無繩化的發(fā)展，希望使用量輕且具有高能量密度的非水電解 質(zhì)二次電池作為電子機器的電源。實際上，電源為非水電解質(zhì)二次電池的電子機器的種類 正顯著增加。將非水電解質(zhì)二次電池用于民生用電子機器時，作為應(yīng)解決的課題之一，舉 例有由于非水電解質(zhì)二次電池的活性物質(zhì)中使用反應(yīng)性高的鋰，所以其短路所引起的發(fā)熱量比市場上銷售的其他電池的多。也就是，在非水電解質(zhì)二次電池中，由于短路，正極和 負(fù)極直接接觸而產(chǎn)生發(fā)熱，隔開正極和負(fù)極的隔膜即樹脂制多孔質(zhì)膜以短路部位為中心熔 融，正極和負(fù)極的接觸面積增加。結(jié)果，短路部位擴大，有可能達(dá)到過熱狀態(tài)。因此，一 般使用這樣的技術(shù)使用隔膜以及主要成分為耐熱性樹脂以及無機氧化物的多孔質(zhì)耐熱 層，即使萬一發(fā)生短路也可防止由短路部位擴大而引起的過熱。多孔質(zhì)耐熱層被設(shè)置在正極或負(fù)極電極表面，為了不損害電池的設(shè)計容量，厚度被i周 整為2 l(^m左右。形成這樣的厚度極小的層的方法優(yōu)選凹版(y，匕'7)法。凹版法是 向在形成有若干條槽的凹版輥的圓周面供應(yīng)多孔質(zhì)耐熱層的前軀體即涂料，將該涂料從凹 版輥圓周面復(fù)制到電極表面的方法。供應(yīng)給凹版輥圓周面的涂料沿著槽向凹版輥的圓周面 擴散。這里，通過將電極的移動方向和凹版輥的轉(zhuǎn)動方向設(shè)置成相反的方向，可精密地J空 制涂布在電極表面上的涂膜的厚度，可以形成厚度薄的涂膜。又，提出將刮板(blade)設(shè)置成與凹版輥圓周面接觸的技術(shù)方案(例如參見專利文獻(xiàn)1~3)。由于通過設(shè)置這樣的刮板，可以除去擴散在凹版輥圓周面的涂料的過剩部分，所以可以正確地調(diào)整凹版輥圓周面上的涂料的量。因此，可更加精密地控制涂布在電極表面的 涂膜的厚度。然而，在專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn)3中，使用金屬制刮板。金屬制刮板長期與凹版輯 接觸的話，由于金屬制刮板的磨損而產(chǎn)生金屬粉，有可能會附著在凹版輥圓周面。該金屬粉有時混入凹版輥圓周面上所載持的涂料中，而復(fù)制到電極表面，最終附著在多孔質(zhì)耐熱 層的表面等。然而，形成有多孔質(zhì)耐熱層的電極介由由樹脂構(gòu)成的隔膜，與具有不同極性 的其他電極重疊，構(gòu)成作為發(fā)電要素的電極組。在這樣的電極組中，在多孔質(zhì)耐熱層附著 金屬粉的話，導(dǎo)致電極組內(nèi)部混入具有導(dǎo)電性的異物。這很可能成為產(chǎn)生短路的原因，即 成為產(chǎn)生部分地破壞隔膜而使電極相互之間在電極組內(nèi)部電導(dǎo)通的現(xiàn)象的原因。因此，對 于在制作電池用電極時在電極表面形成多孔質(zhì)耐熱層，不能采用專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn) 3的技術(shù)。根據(jù)上述觀點，利用凹版法制造電池用電極時，需要考慮，將刮板的材質(zhì)作成樹脂等 的絕緣性材料，即使刮板磨損，該破片混入電極組內(nèi)部，也不發(fā)生短路。而在專利文獻(xiàn)l中，沒有關(guān)于刮板的材質(zhì)的記載，因此也可以解釋為沒有給出使用樹 脂制刮板的啟示?？墒牵瑑H是使用樹脂制刮板的話，隨著樹脂制刮板的磨損，難以精度良 好地除去載持在凹版輥圓周面上的涂料的過剩部分。一般，樹脂制刮板的整體稍微撓曲，使其前端與凹版輥圓周面接觸。由此，樹脂制前 端與凹版輥圓周面的接觸面積變小，可以精度良好且連續(xù)地除去涂料的過剩部分?？墒牵?隨著樹脂制刮板前端的磨損，樹脂制刮板的撓曲變少，樹脂制刮板前端與凹版輥圓周面的 接觸面積變大。結(jié)果，除去了比過剩部分多的涂料，電極表面的涂布量相較于設(shè)定量逐漸 減少，最終形成的多孔質(zhì)耐熱層的厚度變薄。由于多孔質(zhì)耐熱層形成于電極間，其成為決 定電極間的距離的一因素，電極間距離對最終所得到的電池的電池性能有較大的影響。因 此，多孔質(zhì)耐熱層的厚度減少的話，不能避免地電池的電池性能產(chǎn)生波動。專利文獻(xiàn)l:日本專利特開2001-179151號公報 專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2000-202350號公報專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2003-276156號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種電池用電極的制造方法以及電池用電極制造裝置，該方、法 及裝置，利用具備刮板的凹版輥在電極表面形成多孔質(zhì)耐熱層時，即使刮板產(chǎn)生磨損，也 可以精度良好地除去載持在凹版輥圓周面的多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料的過剩部分。本發(fā)明涉及一種電池用電極的制造方法，其包含一邊使圓周面形成有若干條槽的凹版輥轉(zhuǎn)動， 一邊將多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料供應(yīng)纟合凹版輥的圓周面并使之載持在其上的工序；通過被設(shè)置成一端與凹版輥圓周面接觸的樹脂制刮板，除去載持在凹版輥圓周面的上 述涂料的過剩部分的工序；變更樹脂制刮板與凹版輥圓周面的接觸位置，來控制載持在凹版輥圓周面的上述涂料 的量的工序；使電極在凹版輥的轉(zhuǎn)動方向的相反方向上移動的工序；使電極表面與凹版輥圓周面接觸，將載持在凹版輥圓周面的上述涂料復(fù)制到電極表面 的工序。本發(fā)明還涉及一種電池用電極制造裝置，用于在含有電極芯材和活性物質(zhì)層的電極表 面形成多孔質(zhì)耐熱層，其包含涂料槽，其儲存多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料；凹版輥，其圓周面形成有若干條槽，其被設(shè)置成圓周面的至少一部分浸漬在儲存在、凃 料槽中的上述涂料中、并且可轉(zhuǎn)動驅(qū)動，將載持在圓周面的上述涂料復(fù)制到電極表面上；樹脂制刮板，其被設(shè)置成其一端與凹版輥圓周面接觸，除去載持在凹版輥圓周面的上 述涂料的過剩部分；刮板保持裝置，其保持樹脂制刮板，并且設(shè)置成可往返運動，變更樹脂制刮板與凹版 輥圓周面的接觸位置；電極移動裝置，其使電極在凹版輥轉(zhuǎn)動方向的相反方向上移動，同時使電極表面與凹 版輥圓周面接觸；干燥裝置，其使復(fù)制到電極表面的上述涂料干燥而形成多孔質(zhì)耐熱層； 檢測裝置，其檢測從凹版輥圓周面復(fù)制到電極表面上的上述涂料的量； 控制裝置，其根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果，使刮板保持裝置往返運動。 在本發(fā)明的電池用電極制造裝置中，優(yōu)選刮板保持裝置包含保持樹脂制刮板的刮板保 持部、可轉(zhuǎn)動地支承刮板保持部的支軸、使支軸在鉛直方向上下運動的支軸移動裝置，并 且控制部根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果，通過利用支軸移動裝置使支軸在鉛直方向上下運動， 而使刮板保持裝置在鉛直方向上下運動。根據(jù)本發(fā)明，利用凹版輥和樹脂制刮板在電極表面涂布多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料時， 即使由于長期使用樹脂制刮板磨損，也可精確地除去載持在凹版輥表面的涂料的過剩部 分，可精度良好地控制電極上的涂料的涂布量。在電極表面可以穩(wěn)定地形成具有與設(shè)定的 厚度大致相同的厚度的多孔質(zhì)耐熱層。因此，最終得到的電池的電池性能不會產(chǎn)生波動， 大致可以以工業(yè)規(guī)模穩(wěn)定地制造具有大致固定性能的電池。又， 一層多孔質(zhì)耐熱層中的厚度的波動也非常少。因此，防止短路擴大的功能在整個 多孔質(zhì)耐熱層中大致處于相同的水準(zhǔn)，并且顯現(xiàn)出高水準(zhǔn)。又，在本發(fā)明中使用樹脂制刮板，所以在多孔質(zhì)耐熱層表面等不會附著金屬粉等導(dǎo)電 性異物。因此最終得到的電池較難發(fā)生短路。也就是，使用通過本發(fā)明的方法以及裝置而在表面形成多孔質(zhì)耐熱層的電極的話，可 以以工業(yè)規(guī)模穩(wěn)定地制造以下的電池，該電池性能沒有波動，且性能高，較難發(fā)生短路， 即使發(fā)生短路，也可靠地防止短路的擴大。


圖1是模式化地顯示作為本發(fā)明的實施方式之一的電池用電極制造裝置的結(jié)構(gòu)的縱咅fj 面圖。圖2是顯示以往技術(shù)中的多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料的涂布量隨時間變化的圖表。 圖3是顯示本發(fā)明中的多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料的涂布量隨時間變化的圖表。 圖4是模式化地顯示圖2以及圖3所示的點a的刮板與凹版輥圓周面的接觸狀態(tài)并部 分放大的縱剖面圖。圖5是模式化地顯示圖2以及圖3所示的點e的刮板與凹版輥圓周面的接觸狀態(tài)并部分放大的縱剖面圖。圖6是模式化地顯示圖3所示的點y的刮板與凹版輥圓周面的接觸狀態(tài)并部分放大的 縱剖面圖。
具體實施方式
圖1是模式化地顯示作為本發(fā)明的實施方式之一的電池用電極制造裝置的結(jié)構(gòu)的縱咅IJ 面圖。電池用電極制造裝置1包含涂料槽11、凹版輥12、樹脂制刮板13、刮板保持裝置14、 電極移動裝置15、干燥裝置16、檢測裝置17以及控制裝置18，來實施本發(fā)明的電池用電 極的制造方法。涂料槽11是儲存多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料2 (以下記作"涂料2")的容器狀部件。涂 料2優(yōu)選含有熔點或熱分解溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過200'C的材料至少一種和有機溶劑。熔點或熱分 解溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過200'C的材料舉例有例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亞胺、聚酰胺等耐賴》 性樹脂、氧化鋁、氧化鎂等無機氧化物等。還有，涂料2中可以含有包含聚偏氟乙烯(PVDF)、6丙烯酸單體的橡膠顆粒(例如，商品名BM-500B，日本f才y株式會社制造)等粘結(jié)材 料的至少之一。這些粘結(jié)材料使電極3與使涂料2干燥而形成的多孔質(zhì)耐熱層4之間的粘 結(jié)性提高。并且，這些粘結(jié)材料除了具有適當(dāng)?shù)哪蜔嵝灾猓鋵﹄娊庖旱呐驖櫺砸驳汀?因此，通過使多孔質(zhì)耐熱層4中含有這些粘結(jié)材料，可以得到以下優(yōu)點在電池中可以保 持多孔質(zhì)耐熱層4的空隙，可以維持離子電導(dǎo)性。有機溶劑只要是可以溶解或者分散上述 耐熱性樹脂、無機氧化物、粘結(jié)材料等的，就沒有特別的限制，舉例有例如N-甲基-2-吡咯 烷酮(NMP)等。凹版輥12，在其圓周面12a形成有圖未示的若干條槽，其被設(shè)置成圓周面12a的至少 一部分浸漬于涂料槽11所儲存的涂料2中。又，凹版輥12被設(shè)置成通過圖未示的驅(qū)動裝 置可沿箭頭25的方向繞軸線轉(zhuǎn)動、驅(qū)動。箭頭25的轉(zhuǎn)動方向與后述的利用電極移動裝置 11進(jìn)行移動的電極3的移動方向、即箭頭26的方向呈相反方向。因為凹版輥12的圓周面 12a的至少一部分浸漬于涂料槽ll所儲存的涂料2中，所以隨著其自身的轉(zhuǎn)動，涂料2向 其圓周面12a供給。所供給的涂料2沿著圓周面12a的槽，擴散至整個圓周面12a，而載 持在圓周面12a上。凹版輥12可以使用以前使用的一般的凹版輥。這樣， 一面使凹版輥12轉(zhuǎn)動， 一面通過浸漬于涂料2中，進(jìn)行本發(fā)明的電池用電極 的制造方法中的使涂料2載持在凹版輥12的圓周面12a上的工序。在利用后述的電極移動裝置11的電極3與凹版輥圓周面12a的接觸部分，載持在凹版 輥12的圓周面12a的涂料2復(fù)制到電極3表面。樹脂制刮板13是如下設(shè)置的板狀部件，其一端與凹版輥12的圓周面12a接觸，并且 另一端通過刮板保持部件14被保持。更具體地，樹脂制刮板13的與凹版輥圓周面12a接 觸的前端部向凹版輥12的轉(zhuǎn)動方向即箭頭25的方向撓曲地接觸。樹脂制刮板13連續(xù)地 除去凹版輥12的圓周面12a上所載持的涂料2的過剩部分。通過使樹脂制刮板13與圓周 12a載持有涂料2并轉(zhuǎn)動的凹版輥12接觸，進(jìn)行本發(fā)明的電池用電極的制造方法中的連鄉(xiāng)賣 地除去涂料2的過剩部分的工序。構(gòu)成樹脂制刮板13的合成樹脂沒有特別的限制，優(yōu)選使用例如在電極3的活性物質(zhì) 層3b中常用于粘結(jié)材料的合成樹脂。由此，即使樹脂刮板13的一部分磨損而混入涂料12 中，也很少給最終得到的電池的電池性能帶來不好的影響。活性物質(zhì)層用的粘結(jié)材料可以 舉例有例如對苯二甲酸乙二醇酯等聚酯類、聚丙烯等聚烯烴類等。樹脂制刮板13的厚度 沒有特別的限制，優(yōu)選0.5mm左右。刮板保持裝置14保持樹脂制刮板13，同時變更樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸位置。此時，嚴(yán)密地說，不僅僅是樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸位置，有 時樹脂制刮板13自身與凹版輥圓周面12a的接觸部位也會變更。由此，即使樹脂刮板13 的前端磨損，也可以精度良好且連續(xù)地除去涂料2的過剩部分。結(jié)果，可使電極3表面所 形成的多孔質(zhì)耐熱層4的厚度大致固定，或者可使多孔質(zhì)耐熱層4的厚度呈階梯精度良女子 地變化。使多孔質(zhì)耐熱層4的厚度大致固定時，適于工業(yè)大量生產(chǎn)。又，使多孔質(zhì)耐熱層 4的厚度階梯變化時，適于試制作研究。通過利用刮板保持裝置14變更樹脂制刮板13的接觸位置及/或接觸部位，進(jìn)行本發(fā)明 的電池用電極的制造方法中的控制載持在凹版輥圓周面12上的涂料2的量的工序。在本實施方式中，刮板保持裝置14包含刮板保持部21、支軸22以及支軸移動裝置 23。刮板保持部21的一端保持樹脂制刮板13，并且另一端與支軸22連接。支軸22以該 支軸22為中心，可轉(zhuǎn)動地支承刮板保持部21。由此，可以更精密地控制樹脂制刮板13與 凹版輥圓周面12a的接觸位置及/或接觸部分。更具體地，可以以支軸22為中心，通過轉(zhuǎn) 動動作使樹脂制刮板13上下運動。另外，在本實施方式中，刮板保持部21被支軸22可 轉(zhuǎn)動地支承，但不局限于此，也可固定于支軸22上。此時，通過支軸移動裝置23，移動 支軸22使支軸22接近凹版輥圓周面12a的話，利用樹脂制刮板13的撓曲，可以調(diào)整樹月旨 制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸面積，進(jìn)而可以調(diào)整涂料2的除去暈。支軸移動裝置23接受來自后述的控制裝置18的控制信號，使支軸22在鉛直方向上 上下運動。隨著支軸22的上下運動，刮板保持部21上下運動，進(jìn)而樹脂制刮板13上下 運動。這樣，通過介由支軸22使樹脂制刮板13間接地上下運動，相比于使刮板保持部21 直接上下運動，可以得到使上下運動的位置的選擇自由度增加、容易調(diào)整涂料2的除去量 這樣的優(yōu)點。又，支軸移動裝置23也可以使支軸22在接近以及遠(yuǎn)離凹版輥圓周面12a的方向上進(jìn) 行往復(fù)運動。刮板保持部21以支軸22為中心可轉(zhuǎn)動地被支軸22支承時，隨著支軸22的 接近以及遠(yuǎn)離動作，刮板保持部21在鉛直方向上下運動，進(jìn)而樹脂制刮板13在鉛直方向 上下運動。由此，變更樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸位置及/或接觸部位，可 以調(diào)整樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸面積。而刮板保持部21固定于支軸22 上時，隨著支軸22的接近以及遠(yuǎn)離動作，樹脂制刮板13的撓曲量變化，由此，可以調(diào)整 樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸面積。支軸移動裝置23可以使用例如使用彈簧來調(diào)整沖程長的裝置、液壓缸、氣缸等缸體 (cylinder)裝置等。其中，從抑制涂布量的周期性的增減、進(jìn)一步提高涂布量的精度這樣8的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用缸體裝置。電極移動裝置15使長尺寸狀的電極3沿箭頭26的方向移動，同時使電極3表面、具 體地使活性物質(zhì)層3b的表面與凹版輥圓周面12a接觸。通過電極移動裝置15進(jìn)行的電極 3的移動方向(箭頭26的方向)與電極3的長度方向一致，并且為凹版輥12的轉(zhuǎn)動方向 (箭頭25的方向)的相反方向。由此，涂料2從凹版輥12復(fù)制到電極3的活性物質(zhì)層3b 的表面。電極移動裝置15包含例如圖未示的電極供給裝置、電極接觸裝置以及圖未示的電極 巻繞裝置。通過電極移動裝置15，可以進(jìn)行本發(fā)明的電池用電極的制造方法中的使電極3移動的 工序、和使電極3與凹版輥圓周面12a接觸、將涂料2復(fù)制到電極3的表面的工序。電極供給裝置可以使用例如展巻機。展巻機被設(shè)置成可繞其軸心轉(zhuǎn)動，通過圖未示的 驅(qū)動裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，或者從動于電極巻繞裝置的轉(zhuǎn)動進(jìn)行轉(zhuǎn)動的輥狀部件。在展巻禾幾 的圓周面巻繞長尺寸狀電極3。電極3包含電極芯材3a和活性物質(zhì)層3b。電極3為負(fù)極時，電極芯材3a可以使用例如由銅、銅合金、不銹鋼、鎳等金屬材料構(gòu) 成的金屬箔、多孔體等。多孔體例如有金屬網(wǎng)體(，7體)、發(fā)泡體等?；钚晕镔|(zhì)層3b豐皮 設(shè)置在電極芯材3a的一面或兩面，含有可嵌入(insertion)以及脫嵌(extraction)鋰離子的負(fù)極活性物質(zhì)。這樣的負(fù)極活性物質(zhì)可以使用該領(lǐng)域常用的物質(zhì)，舉例有例如碳質(zhì)材料、 含有可與鋰合金化的元素的材料等。碳質(zhì)材料舉例有例如天然石墨(鱗片狀石墨等)、人造石墨等石墨、乙炔炭黑、科琴 炭黑(Ketjen black)、槽法炭黑、爐法炭黑、燈黑、熱解炭黑等炭黑類、碳纖維等。含有 可與鋰合金化的元素的材料優(yōu)選理論容量密度在400mAh/g以上的高容量材料，舉例有伊J 如含有A1、 Zn、 Ge、 Cd、 Sn、 Si、 Pb等元素的至少之一的高容量材料。其中，考慮鋰離 子嵌入量多、入手容易方面等的話，可優(yōu)選使用Si、 Sn等元素、SiOx (0<x<2)、 SnOy (0<y^2)等氧化物、Ni-Si合金、Ti-Si合金、Mg-Sn合金、Fe-Sn合金等含過渡金屬元 素的合金等。負(fù)極活性物質(zhì)可以單獨使用l種，或者根據(jù)需要組合2種以上使用。另外，活性物質(zhì)層3b所含有的負(fù)極活性物質(zhì)為顆粒狀，在電極芯材3a表面涂布用于 形成活性物質(zhì)層3b的負(fù)極漿，干燥而形成活性物質(zhì)層3b時，負(fù)極漿含有分散介質(zhì)，還可 以含有粘結(jié)材料、增稠劑等。分散介質(zhì)可以使用例如N-甲基-2-吡咯垸酮等各種有機溶劑、 水等。粘結(jié)材料可以使用例如聚偏氟乙烯(PVDF)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、丙烯酸系聚合物的改性體等。增稠劑主要用于負(fù)極漿的分散介質(zhì)含有水的情況，有效地提高負(fù)極漿的穩(wěn)定性。因此， 增稠劑優(yōu)選水溶性增稠劑，可以使用例如羧甲基纖維素(CMC)、聚丙烯酸等。又，由于上述大多數(shù)的高容量材料缺乏導(dǎo)電性，所以優(yōu)選與導(dǎo)電材料并用。導(dǎo)電材料可以使用例如 人造石墨等石墨類、乙炔炭黑、科琴炭黑等炭黑類、碳纖維等。另外，使用高容量材料作為負(fù)極活性物質(zhì)時，也可以通過例如真空蒸鍍法、噴濺法、鍍法等形成活性物質(zhì)層3b。電極3為正極時，電極芯材3a可以使用例如由鋁、鋁合金、鈦、鎳等金屬材料構(gòu)成的 金屬箔、多孔體等。多孔體與上述的一樣，例如有金屬網(wǎng)體、發(fā)泡體等?；钚晕镔|(zhì)層3b 被設(shè)置在電極芯材3a的一面或兩面，含有可嵌入以及脫嵌鋰離子的正極活性物質(zhì)。這樣的 正極活性物質(zhì)可以使用該領(lǐng)域常用的物質(zhì)，舉例有例如含鋰復(fù)合氧化物、橄欖石型鋰鹽、 硫?qū)倩衔?、二氧化錳等。其中優(yōu)選含鋰復(fù)合氧化物。其具體例子舉例有UCo02、 LiNiaCob02 (a+b=l)、 LiNidMneCof02 (d+e+f=l)等。正極活性物質(zhì)可以單獨使用1種， 或者組合2種以上使用。另外，活性物質(zhì)層3b所含有的正極活性物質(zhì)為顆粒狀，在電極芯材3a表面涂布用于 形成活性物質(zhì)層3b的正極槳，干燥而形成活性物質(zhì)層3b時，正極漿含有分散介質(zhì)，還可 以含有粘結(jié)材料、增稠劑等。分散介質(zhì)可以使用例如N-甲基-2-吡咯烷酮等各種有機溶劑、 水等。粘結(jié)材料可以使用例如PVDF、 PTFE等。增稠劑主要用于正極漿的分散介質(zhì)含有7K 的情況，有效地提高正極漿的穩(wěn)定性。因此，增稠劑優(yōu)選水溶性增稠劑，可以使用例如羧 甲基纖維素(CMC)、聚丙烯酸等。又，由于上述正極活性物質(zhì)缺乏導(dǎo)電性，所以優(yōu)選與 導(dǎo)電材料并用。導(dǎo)電材料可以使用例如人造石墨等石墨類、乙炔炭黑、科琴炭黑等炭黑類、 碳纖維等。電極接觸裝置形成電極3的移動通路，使電極供給裝置供給的電極3沿箭頭26的方 向移動，使電極3的活性物質(zhì)層3b的表面與凹版輥圓周面12a接觸，送給電極巻繞裝置。 電極接觸裝置含有例如若干個電極誘導(dǎo)輥。在電極誘導(dǎo)輥懸架有電極3，電極誘導(dǎo)輥的圓 周面與電極3的電極芯材3a側(cè)表面接觸，設(shè)置成轉(zhuǎn)動自如，通過電極3的移動，進(jìn)行從動 轉(zhuǎn)動。通過將若干個電極誘導(dǎo)輥配置在適當(dāng)?shù)奈恢?，可以將電極3從電極供給裝置經(jīng)過凹 版輥圓周面12a誘導(dǎo)到電極巻繞裝置。電極巻繞裝置將在活性物質(zhì)層3b側(cè)的表面形成有多孔質(zhì)耐熱層4的電極3x巻繞進(jìn)《亍 保存。電極巻繞裝置設(shè)置在電極3的移動方向上的檢測裝置17的下游側(cè)。電極巻繞裝^^ 可以使用例如電極巻繞輥。通過圖未示的驅(qū)動裝置，電極巻繞輥可轉(zhuǎn)動地被軸支承，通過上述驅(qū)動裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動。在電極巻繞輥的圓周面巻繞電極3x。干燥裝置16設(shè)置在電極移動裝置15所形成的電極3的移動通路上的電極3與凹版輥 12的接觸位置的下游側(cè)，并且設(shè)置在檢測裝置17的上游側(cè)。干燥裝置16使上述接觸位置 的復(fù)制到電極3表面的由涂料2構(gòu)成的涂膜干燥，形成多孔質(zhì)耐熱層4。干燥裝置16可以 使用例如傳送爐(隧道式干燥爐)等。干燥溫度可以根據(jù)涂料2的組成等適當(dāng)?shù)剡x擇，優(yōu) 選80 120t:左右。另外，本發(fā)明的電池用電極的制造方法可以包含通過干燥裝置16使電 極3表面的由涂料2構(gòu)成的涂膜干燥而形成多孔質(zhì)耐熱層4的工序。檢測裝置17設(shè)置在電極移動裝置15所形成的電極3的移動通路上的干燥裝置16的 下游側(cè)，且設(shè)置在電極巻繞裝置的上游側(cè)。又，檢測裝置17與控制裝置18電連接。檢測 裝置17例如對電極3的表面所形成的多孔質(zhì)耐熱層4照射熒光X射線，由該反射量檢測 涂料2的涂布量。檢測裝置17由多孔質(zhì)耐熱層4的色調(diào)變化檢測涂料2的涂布量。檢測 裝置17的檢測結(jié)果被發(fā)送到控制裝置18。通常在將具有多孔質(zhì)耐熱層4的電極3x送給可 由檢測裝置17進(jìn)行檢測的區(qū)域的同時，檢測裝置17進(jìn)行涂布量的檢測，但該檢測可以例 如間隔1秒~300秒進(jìn)行。或者可以每Q.5m 10m的移動距離對電極3x檢測一次?？刂蒲b置18淳制電池用電極制造裝置1中的各個動作，例如，根據(jù)檢測裝置17的檢 測結(jié)果，使刮板保持裝置14在鉛直方向上下運動。由此，使樹脂制刮板13與凹版輥圓周 面12a的接觸位置及/或樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸部分發(fā)生變化?？刂蒲b 置18例如與檢測裝置17及刮板保持裝置14的支軸移動裝置23電連接?？刂蒲b置18例如由通過具備圖未示的中央處理裝置(CPU)、存儲裝置等的微型電子 計算機等實現(xiàn)的處理回路構(gòu)成。存儲裝置可以使用該領(lǐng)域常用的，舉例有例如只讀存儲器 (ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、硬盤驅(qū)動器(HDD)、閃存器等。在存儲裝置中預(yù)先 輸入程序、判斷各種動作的開始時間用的基準(zhǔn)數(shù)值，該程序是實施凹版輥12、樹脂制刮板 13、刮板保持裝置14、電極移動裝置15、干燥裝置16、撿測裝置17等所進(jìn)行的各種動《乍 用的程序?？刂蒲b置18的存儲裝置中還預(yù)先輸入樹脂制刮板13未磨損時復(fù)制到電極3表面的涂 料2的量的基準(zhǔn)值。存儲裝置中還預(yù)先輸入顯示基準(zhǔn)值跟檢測裝置17發(fā)送的檢測結(jié)果(檢 測值)之差與樹脂制刮板13在鉛直方向向上方或下方的移動量之間的關(guān)系的圖表。這樣 的圖表可以通過預(yù)先進(jìn)行實驗而得到。對于通過控制裝置18來變更樹脂刮板13的接觸位置及/或接觸部位，進(jìn)一步詳細(xì)地說 明。 一般，使用刮板除去凹版輥圓周面所載持的涂料的過剩部分時，隨著刮板隨時間的磨損，刮板的接觸面積增加，涂料的除去量增加，復(fù)制到電極表面的涂料量減少，形成的多 孔質(zhì)耐熱層的膜厚減少。樹脂制刮板13磨損的話，復(fù)制到電極3表面的涂料量比基準(zhǔn)值小。控制裝置18將檢 測裝置17發(fā)送的涂料量的檢測結(jié)果(檢測值)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，檢測結(jié)果比基準(zhǔn)值低 時，首先求出基準(zhǔn)值與檢測結(jié)果的差。接著，將所得到的差與預(yù)先輸入存儲裝置的上述表 進(jìn)行對照，算出樹脂制刮板13的移動方向以及移動量?？刂蒲b置18根據(jù)該算出結(jié)果，將 控制信號發(fā)送到支軸移動裝置23，使樹脂制刮板13在鉛直方向向上方移動，減少樹脂制 刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸面積。而控制裝置18在檢測裝置17的檢測值比基準(zhǔn)值 高時，與上述一樣，算出樹脂制刮板13的移動方向以及移動量。控制裝置18根據(jù)該算出 結(jié)果，將控制信號發(fā)送到支軸移動裝置23，使樹脂制刮板13在鉛直方向向下方移動，增 加樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸面積。圖2是顯示以往技術(shù)中的涂料2的涂布量隨時間變化的圖表。圖3是顯示本發(fā)明的電 池用電極制造裝置1中的涂料2的涂布量隨時間變化的圖表。圖4是模式化地顯示圖2以 及圖3所示的點a的樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸狀態(tài)并部分放大的縱剖面圖。 圖5是模式化地顯示圖2以及圖3所示的點P的樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸 狀態(tài)并部分放大的縱剖面圖。圖6是模式化地顯示圖3所示的點Y的樹脂制刮板13與凹 版輥圓周面12a的接觸狀態(tài)并部分放大的縱剖面圖。樹脂制刮板13未磨損的情況下，如圖4所示，由于樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a 的接觸面積小，所以可以精度良好地連續(xù)除去涂料2的過剩部分。因此在電極3表面涂布 (復(fù)制)適當(dāng)量的涂料2。這相當(dāng)于圖2以及圖3的a位置。
可是，如圖5所示，樹脂制刮板13的前端發(fā)生磨損時，樹脂制刮板13與凹版輥圓周 面12a的接觸面積逐漸變大，導(dǎo)致除去了比過剩部分多的量的涂料2。因此對電極3表面 的涂布(復(fù)制)量逐漸減少。這相當(dāng)于圖2以及圖3的e位置。在這里，如圖6所示，使樹脂制刮板13在鉛直方向向上方移動，來變更樹脂制刮板 13的接觸位置及/或接觸部位的話，那么樹脂制刮板13與凹版輥圓周面12a的接觸面積再 次變小。結(jié)果，可以再次精度良好地連續(xù)除去涂料2的過剩部分，.在電極3表面涂布(復(fù) 制)適當(dāng)量的涂料2。這相當(dāng)于圖3的Y位置。通過反復(fù)進(jìn)行該控制，即使長時間在電極3表面形成多孔質(zhì)耐熱層4，也可減小涂布 (復(fù)制)量的變化。因此，可以供給具有穩(wěn)定的電池特性的電池。并且，也無須進(jìn)行因矢豆 時間的運轉(zhuǎn)而停止生產(chǎn)線、更換樹脂制刮板13這樣復(fù)雜的作業(yè)。12另外，僅僅作為考慮樹脂制刮板13的磨損而進(jìn)行填補的方法，也考慮以下的方法， 例如，根據(jù)涂布(復(fù)制)量的變動，不變更樹脂刮板13的接觸位置，而是將樹脂刮板13 向凹版輥圓周面12a漸漸推出。但是，該方法存在以下課題因為將樹脂制刮板13順滑i也 推出較困難，因此雖然稍微地調(diào)整了涂布(復(fù)制)量，但是容易周期性變動。并且也存在 難以調(diào)整樹脂刮板13對凹版輥圓周面12a的接觸壓力。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，由于以支軸 21為中心的刮板保持部14的上下運動較順滑，所以可以抑制涂布(復(fù)制)量的周期性的 變動，也容易調(diào)整樹脂刮板13的接觸壓力。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的電池用電極的制造方法，可以在工業(yè)上有利地在電極表面形成多孔質(zhì)1T 熱層，可以進(jìn)一步提高電池的安全性。又，本發(fā)明的電池用電極制造裝置適于穩(wěn)定地大量 生產(chǎn)表面形成有多孔質(zhì)耐熱層的電極。也就是，本發(fā)明的方法以及裝置適于穩(wěn)定地且大量 地供給表面形成有多孔質(zhì)耐熱層的電極，其可利用性極高。安裝有通過本發(fā)明的方法以及 裝置制作的電極的電池具有高的安全性，例如可適宜地作為個人計算機、移動電話、便攜 情報終端(PDS)、電子詞典、便攜式錄音機、便攜式游戲機器等便攜用電子機器、電動汽 車、混合動力汽車等的輸送機器等的主電源使用。
權(quán)利要求
1.一種電池用電極的制造方法，其包含一邊使圓周面形成有若干條槽的凹版輥轉(zhuǎn)動，一邊將多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料供應(yīng)給凹版輥的圓周面并使之載持在其上的工序；通過被設(shè)置成一端與凹版輥圓周面接觸的樹脂制刮板，除去載持在凹版輥圓周面的上述涂料的過剩部分的工序；變更樹脂制刮板與凹版輥圓周面的接觸位置，來控制載持在凹版輥圓周面的上述涂料的量的工序；使電極在凹版輥的轉(zhuǎn)動方向的相反方向上移動的工序；使電極表面與凹版輥圓周面接觸，將載持在凹版輥圓周面的上述涂料復(fù)制到電極表面的工序。
2. —種電池用電極制造裝置，用于在含有電極芯材和活性物質(zhì)層的電極表面形成多孑L 質(zhì)耐熱層，所逸裝置包含涂料槽，其儲存多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料；凹版輥，其圓周面形成有若干條槽，其被設(shè)置成圓周面的至少一部分浸漬在儲存在涂 料槽中的上述涂料中、并且可轉(zhuǎn)動驅(qū)動，將載持在圓周面的上述涂料復(fù)制到電極表面上；樹脂制刮板，其被設(shè)置成其一端與凹版輥圓周面接觸，除去載持在凹版輥圓周面的上 述涂料的過剩部分；刮板保持裝置，其保持樹脂制刮板，并且設(shè)置成可往返運動，變更樹脂制刮板與凹版 輥圓周面的接觸位置；電極移動裝置，其使電極在凹版輥轉(zhuǎn)動方向的相反方向上移動，同時使電極表面與凹 版輥圓周面接觸；干燥裝置，其使復(fù)制到電極表面的上述涂料干燥而形成多孔質(zhì)耐熱層； 檢測裝置，其檢測從凹版輥圓周面復(fù)制到電極表面上的上述涂料的量； 控制裝置，其根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果，使刮板保持裝置往返運動。
3. 如權(quán)利要求2所述的電池用電極制造裝置，其中，刮板保持裝置包含保持樹脂制刮板的刮板保持部、可轉(zhuǎn)動地支承刮板保持部的支軸、 使支軸在鉛直方向上下運動的支軸移動裝置，并且控制部根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果，通過利用支軸移動裝置使支軸在鉛直方向上下運 動，而使刮板保持裝置在鉛直方向上下運動。
全文摘要
本發(fā)明的電池用電極的制造方法以及電池用電極制造裝置，通過設(shè)置成與凹版輥圓周面接觸的刮板，除去并調(diào)整供應(yīng)給凹版輥圓周面的多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料的量。此時，使用樹脂制刮板，隨著樹脂制刮板的磨損，變更樹脂制刮板與凹版輥圓周面的接觸位置。由此，防止隨著樹脂制刮板的磨損從凹版輥圓周面上除去的多孔質(zhì)耐熱層形成用涂料的量發(fā)生變化，精度良好地除去載持在凹版輥圓周面的上述涂料的過剩部分。并且，將大致固定量的上述涂料從凹版輥圓周面復(fù)制到電極表面，以工業(yè)規(guī)模穩(wěn)定地形成厚度大致均一的多孔質(zhì)耐熱層。
文檔編號H01M4/04GK101569033SQ20078004798
公開日2009年10月28日 申請日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者本井明, 林徹也, 竹內(nèi)靖彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社