電池の製造方法及びその装置
【課題】被塗布物に対して活物質を効率よく塗着させるとともに、塗工ガンに対するメンテナンス頻度を低減する。
【解決手段】電池製造装置１０は、ストリップ１２（集電体）を搬入する塗着ブース１４と、該塗着ブース１４の側壁２６、２８に設置された塗工ガン１６ａ、１６ｂとを備える。塗工ガン１６ａ、１６ｂの吐出ノズル４８は側壁２６、２８に形成された導入孔に挿入され、この導入孔を介して、活物質を含む粉体が搬送用エアに同伴されながら塗着ブース１４内に吐出・噴霧される。塗工ガン１６ａにおける吐出パターンと、塗工ガン１６ｂにおける吐出パターンとは互いに衝突することで干渉する。この干渉によって前記粉体の運動エネルギが相殺されることに伴い、該粉体が静電作用下にストリップ１２に容易に引き寄せられるようになる。
【解決手段】電池製造装置１０は、ストリップ１２（集電体）を搬入する塗着ブース１４と、該塗着ブース１４の側壁２６、２８に設置された塗工ガン１６ａ、１６ｂとを備える。塗工ガン１６ａ、１６ｂの吐出ノズル４８は側壁２６、２８に形成された導入孔に挿入され、この導入孔を介して、活物質を含む粉体が搬送用エアに同伴されながら塗着ブース１４内に吐出・噴霧される。塗工ガン１６ａにおける吐出パターンと、塗工ガン１６ｂにおける吐出パターンとは互いに衝突することで干渉する。この干渉によって前記粉体の運動エネルギが相殺されることに伴い、該粉体が静電作用下にストリップ１２に容易に引き寄せられるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極反応を生起する活物質を集電体に塗着させる電池の製造方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、電池は、正極として機能する正極活物質を含む正極活物質層と、負極として機能する負極活物質からなる負極活物質層とが各端面に形成された集電体を備える。ここで、正極活物質層又は負極活物質層は、正極活物質の粉末又は負極活物質の粉末と、導電を担う導電材の粉末と、これらの粉末同士を結着するバインダとを含むペーストが集電体に塗着されることで形成されることが一般的である。すなわち、いわゆる湿式塗布が広汎に行われている。
【０００３】
これに対し、近時、特許文献１において、上記した各粉末及びバインダを用いて粉体塗装を行う、いわゆる乾式塗布が提案されている。特許文献１には、この場合、正極活物質層や負極活物質層の厚みを略均等にすることができ、また、高電流密度においても放電容量比の低下が少ない、内部抵抗が小さな電池が得られた、との報告がなされている。
【０００４】
粉体塗装は、一般的には、塗着ブースの内部に塗装を施すべきワークを収容した後、前記塗着ブースの内方に設置された塗工ガンから粉体を吐出することで実施される（例えば、特許文献２の図１、特許文献３の図１及び図２参照）。塗着ブース内に吐出された粉体は、該粉体と前記ワークとの間に作用する静電力によってワークに引き寄せられ、最終的に、該ワークに付着する。
【０００５】
前記特許文献１には、如何にして粉体塗装を実施するかについての具体的な開示がない。このため、特許文献２、３に記載されるような周知の一般的手法を採用している蓋然性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３５１６１６号公報
【特許文献２】特開平４−１２６５６３号公報
【特許文献３】特開２００２−３６１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
粉体塗装には、ワークに対する粉体の塗着効率が良好ではなく、このため、塗着させる量以上の量の粉体を塗着ブース内に吐出している。通常、未塗着の粉体は回収されて再吐出されるが、回収量が多くなることに伴い、再使用のための再生処理量も多くなる。このため、塗着効率を向上させることが要請されている。
【０００８】
さらに、粉体塗装では、前記特許文献２の図１、前記特許文献３の図１及び図２に示される通り、塗着ブース内に塗工ガンが設置される。この場合、粉体が塗工ガンに短時間で塗着してしまい、このために粉体を吐出することが困難となるので、塗工ガンに対するメンテナンスを頻繁に行わなければならない。メンテナンスを行う間は塗装を行うことができないため、被塗布物に対する塗装作業効率も低下することになる。
【０００９】
以上から諒解されるように、活物質を粉体塗装によって集電体に塗着しようとする場合、未塗着の活物質が多量に発生するために後処理に要する作業量が多くなったり、塗工ガンに対するメンテナンス頻度が高いために塗装作業効率が低下したりするという不具合がある。
【００１０】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、集電体に対して活物質を効率よく塗着させることが可能であり、しかも、塗工ガンに対するメンテナンス頻度を低減し得、さらに、正極活物質層及び負極活物質層の厚みを一層均等とすることも可能な電池の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、電極反応を生起する活物質を複数個の塗工ツールから吐出し、塗着ブースの内部に搬入された集電体に対して前記活物質を塗着させる工程を有する電池の製造方法であって、
前記複数個の塗工ツールの中の少なくとも２個を、前記活物質が吐出される吐出口同士が互いに対向するように前記塗着ブースの壁に設置し、
前記対向する吐出口の各々から前記集電体に対して前記活物質を同時に吐出するとともに、一方の前記塗工ツールから吐出されて前記塗着ブースの内部に拡散した前記活物質を、他方の前記塗工ツールから吐出された前記活物質に衝突させることで該活物質を前記集電体に移動させることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明においては、一方の塗工ツールの吐出口から吐出された活物質（粉体）に対し、他方の塗工ツールの吐出口から吐出された活物質（粉体）を衝突させるようにしている。粉体は搬送用気体に同伴されるので、結局、対向する吐出口から粉体とともに吐出される搬送用エア同士も衝突する。すなわち、吐出パターン同士が干渉する。
【００１３】
この干渉が起こるため、例えば、塗着ブース内において上方に拡散しようとする活物質が、対向する吐出口から吐出されて上方に拡散しようとする搬送用エアと衝突し、その結果、活物質は、吐出の際に搬送エアから付与された運動エネルギが相殺された状態となり、集電体の周辺に分散浮遊するようになる。
【００１４】
下方に拡散しようとする活物質についても同様に、対向する吐出口から吐出されて下方に拡散しようとする搬送用エアとぶつかる。これにより、この活物質も集電体の周辺に分散浮遊するようになる。
【００１５】
このようにして集電体の周辺に分散浮遊するようになった活物質は、静電作用によって被塗布物に引き寄せられる。このため、活物質が集電体に対して効率よく塗着する。すなわち、塗着効率が向上する。
【００１６】
また、上記したように、活物質が分散浮遊した後に静電作用を介して集電体に塗着するので、該集電体の全体にわたって塗膜、すなわち、活物質層の厚みが略一定となる。
【００１７】
しかも、この場合、未塗着の活物質量が低減するので、活物質の回収量及び再生処理量が低減する。このため、再生処理に要するコストを低減することもできる。
【００１８】
その上、本発明では、上記したように粉体を塗着ブース内に浮遊させ、その後に静電作用によって該粉体をストリップに塗着させるので、粉体及び搬送用気体が集電体に直接接触することが回避される。このため、集電体が振動することが回避される。
【００１９】
従って、塗着ブースの出口近傍で集電体を支持する必要がなく、例えば、活物質層を硬化するための加熱装置の下流側で支持することが可能である。加熱装置を通過した活物質層は、集電体に堅牢に結着する。このため、集電体を支持するための部材（払い出しローラ等）に活物質層が接触した場合であっても、該活物質層が集電体から脱落する懸念が払拭される。
【００２０】
このような理由から、本発明においては、塗工ツールから吐出された活物質を集電体の両端面に塗着することが可能となる。このため、集電体の各端面に個別に活物質層を形成する必要がないので、塗着効率が一層向上する。
【００２１】
また、本発明は、電極反応を生起する活物質を集電体に対して塗着するための電池製造装置であって、
前記集電体を搬入する塗着ブースと、
前記塗着ブースに設置され、前記活物質を前記集電体に対して吐出するための複数個の塗工ツールと、
を備え、
前記複数個の塗工ツールの中の少なくとも２個が、前記活物質が吐出される吐出口同士が互いに対向するように前記塗着ブースの壁に設置され、
前記対向する吐出口の各々は、前記集電体に対して前記活物質を同時に吐出するとともに、一方の前記塗工ツールから吐出されて前記塗着ブースの内部に拡散した前記活物質を、他方の前記塗工ツールから吐出された前記活物質に衝突させて前記集電体に移動させることを特徴とする。
【００２２】
このような構成とすることにより、集電体に向かう活物質の量を増加させて塗着効率を向上させることができる。このために未塗着の活物質の回収量及び再生処理量が低減するので、コスト的に有利となる。
【００２３】
いずれの場合においても、塗工ツールの本体を前記塗着ブースの外壁に設置することが好ましい。これにより塗工ツールに活物質が塗着することが回避されるので、塗工ツールのメンテナンス頻度が著しく低減する。従って、塗工ツールに対してメンテナンスを行うために塗装作業を中断する頻度も低減し、この結果、塗装作業効率が向上する。
【００２４】
しかも、これにより、塗着ブースの寸法、ひいては体積を小さくすることもできる。塗着ブースの内部に塗工ツールを収容する必要がなく、このため、塗着ブースに塗工ツールを収容するためのスペースを形成する必要がないからである。
【００２５】
なお、この場合、吐出口を前記塗着ブースの内壁に設けるようにすればよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、吐出口同士を対向させるようにしているので、一方の吐出口から吐出されて塗着ブース内を拡散しようとする活物質（及び搬送用気体）が、他方の吐出口から吐出された活物質（及び搬送用気体）に衝突する。すなわち、吐出パターン同士が干渉する。
【００２７】
この干渉によって、粉体である活物質が運動エネルギを喪失し、集電体の周囲に分散浮遊した状態となる。この状態の活物質は、静電作用によって集電体に容易に引き寄せられて塗着する。以上のような理由から、塗着効率が向上する。
【００２８】
このようにして塗着効率が向上するために、未塗着の活物質量が低減する。これに伴って未塗着の活物質の回収量、及び再使用のための再生処理量が低減し、その結果、再生処理に要するコストが低減する。従って、コスト的に有利となる。
【００２９】
さらに、ガン本体を塗着ブースの外方に配設した場合、塗工ツールのメンテナンス頻度が低減する。従って、塗装作業効率が向上する。
【００３０】
その上、活物質が分散浮遊した後に静電作用を介して集電体に塗着するので、該集電体の全体にわたって塗膜（活物質層）の厚みが略一定となるとともに、集電体を支持する部材を、塗着ブースの出口から離間した位置に設けることができる。従って、活物質層を集電体の両端面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電池製造装置の全体概略斜視図である。
【図２】図１の電池製造装置の概略正面縦断面図である。
【図３】図１の粉体装置を構成する塗工ガンの全体概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る電池の製造方法につき、それを実施する電池製造装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、同一の出発原料から正極活物質層、負極活物質層の双方を形成する場合を例示する。すなわち、正極活物質層、負極活物質層は互いに同一素材からなる。このため、以下の説明では、正極活物質層及び負極活物質層を一括し、単に「活物質」、「活物質層」等と表記する。
【００３４】
図１は、本実施の形態に係る電池製造装置１０の全体斜視概略図である。この電池製造装置１０は、帯状の集電体（以下、ストリップと表記し、その参照符号を１２とする）に対して活物質を塗着する際にストリップ１２を囲繞する塗着ブース１４と、該塗着ブース１４に設置された塗工ツールとしての２個の塗工ガン１６ａ、１６ｂとを備える。
【００３５】
塗着ブース１４の上流側には、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔等の金属箔が巻回されることで形成されたロール状集電体１８が配置される。ストリップ１２は、このロール状集電体１８から引き出された帯形状体である。
【００３６】
ロール状集電体１８と塗着ブース１４との間には、ロール状集電体１８からストリップ１２を送り出すとともにストリップ１２を下端面側から支持するための１組の送り出しローラ２０、２０が配設される。これら送り出しローラ２０、２０と、後述する払い出しローラ２２、２２との協動作用下に、ロール状集電体１８が塗着ブース１４に対して搬入及び搬出される。
【００３７】
塗着ブース１４は、図１及び図２に示すように、底壁２４と、前記底壁２４から略垂直方向に立ち上げられ且つストリップ１２の進行方向に対して略平行方向に延在する側壁２６、２８と、天井壁３０と、ストリップ１２の進行方向上流側及び下流側をそれぞれ閉塞する上流側壁３２及び下流側壁３４とを有する。底壁２４及び天井壁３０は、側壁２６、２８同士に橋架され、且つ、側壁２６、２８と同様にストリップ１２の進行方向に対して略平行方向に延在する。一方、上流側壁３２及び下流側壁３４は、ストリップ１２の進行方向に対して略直交する方向に延在する。
【００３８】
勿論、上流側壁３２には、ストリップ１２を塗着ブース１４に搬入するための入口３６が形成されており、同様に、下流側壁３４には、ストリップ１２を塗着ブース１４から搬出可能とするための出口３８が形成されている。
【００３９】
前記２個の塗工ガン１６ａ、１６ｂは、上記のように構成された塗着ブース１４の側壁２６、２８の外方に１個ずつ設置されている。なお、塗工ガン１６ａ、１６ｂは同一構成であるが、説明の便宜上、互いに別の参照符号を付している。
【００４０】
ここで、側壁２８に設置された塗工ガン１６ｂの全体概略側面図を図３に示す。この場合、塗工ガン１６ｂは、ガン本体４０と、該ガン本体４０の各端部に接続された中空の供給チューブ４２、吐出チューブ４４とを有する。この中、吐出チューブ４４の先端には、その内部に図示しない分岐通路が形成された分配部材４６が配設される。すなわち、吐出チューブ４４の内部は、前記分岐通路に連通する。
【００４１】
前記分岐通路の各先端には、吐出ノズル４８が設けられる。すなわち、吐出ノズル４８の各々は、分配部材４６に形成された前記分岐通路を介して吐出チューブ４４に連通し、後述するように、供給チューブ４２を介してガン本体４０に導入され、吐出チューブ４４及び前記分岐通路を経由した粉体（主には活物質）を吐出する。
【００４２】
なお、分配部材４６は、湾曲して略半楕円形状をなす円弧形状部材５０を介してガン本体４０に支持される。この円弧形状部材５０がガン本体４０に強固に支持されることによって、分配部材４６の回り止めがなされている。
【００４３】
好適には、分配部材４６の一端面は側壁２８に当接ないし接着され、且つ吐出ノズル４８は、側壁２８に形成された図示しない導入孔に挿入される。従って、吐出ノズル４８から吐出された粉体（活物質）は、導入孔を経て塗着ブース１４の内部に吐出される。すなわち、導入孔は、活物質を吐出する吐出口として機能する。
【００４４】
以上の供給チューブ４２、ガン本体４０、吐出チューブ４４、分配部材４６、及び吐出ノズル４８の素材は、これらの内部を摩擦しながら通過する粉体に対して摩擦帯電を生じさせるようなものが選定される。この種の素材の好適な例としては、テトラフルオロエチレンが挙げられる。
【００４５】
勿論、残余の塗工ガン１６ａも同様に構成されている。従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
そして、図１に示すように、塗工ガン１６ａと塗工ガン１６ｂは、各々のガン本体４０、４０同士が略対向するようにして側壁２６、２８の外方に設置されている。
【００４７】
塗着ブース１４の下流側には、加熱装置５２、加圧装置５４、払い出しローラ２２、２２がこの順序で配設される。
【００４８】
加熱装置５２は、ストリップ１２の各端面に塗着された粉体に含まれるバインダを加熱するためのものである。この加熱により、バインダが一旦軟化する。その後、バインダが硬化することにより、粉体に含まれる活物質及び導電材が集電体の端面に強固に結着するとともに、活物質同士、導電材同士、活物質と導電材同士が結着して、堅牢な活物質層が形成される。
【００４９】
加熱装置５２は、上記したようにバインダを軟化させることが可能なものであればよく、特に限定されるものではないが、好適な具体例としては、電磁誘導加熱器や紫外線（ＵＶ）照射器等が挙げられる。
【００５０】
加圧装置５４は１組の加圧ローラ５６、５６を有し、これら加圧ローラ５６、５６の間に、活物質層が形成されたストリップ１２が通される。このため、該ストリップ１２の両端面に塗着・結着した活物質層が加圧ローラ５６、５６によって押圧され、その結果、所定の厚みとなるように圧潰される。
【００５１】
払い出しローラ２２、２２は互いに並列配置され、双方ともストリップ１２の下端面を支持する。上記したように、送り出しローラ２０、２０と払い出しローラ２２、２２によってストリップ１２が送られる。
【００５２】
本実施の形態に係る電池製造装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作並びに作用効果について説明する。
【００５３】
はじめに、ロール状集電体１８からストリップ１２が若干引き出され、並列配置された１組の送り出しローラ２０、２０に載置される。このストリップ１２ないしはロール状集電体１８が、アースに対して電気的に接続される。
【００５４】
ストリップ１２の先端は、送り出しローラ２０、２０が回転付勢されることに伴い、塗着ブース１４に指向して変位し始める。該先端は、塗着ブース１４の上流側壁３２の入口３６を通過し、塗着ブース１４内を所定速度で緩やかに移動する。
【００５５】
塗着ブース１４内には、この移動に先立ち、図示しない供給源から供給された粉体が、搬送用エアに同伴されながら、供給チューブ４２、塗工ガン１６ａ、１６ｂ、吐出チューブ４４を経由した後、分配部材４６内の分岐通路によって分配され、さらに、吐出ノズル４８を通過して前記導入孔から吐出されている。
【００５６】
ここで、粉体は、電極反応を生起する活物質の粉末、導電を担う導電材の粉末、これらの粉末同士を結着するバインダとを含む混合物である。
【００５７】
活物質は、電池の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、リチウムイオン二次電池を製造する場合、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム等を活物質として用いることができる。
【００５８】
導電材は、十分な導電性を示す物質であればよい。この種の物質としては金属粉末が挙げられるが、軽量であること等の利点を有することから、カーボンブラックをはじめとする各種の炭素粉末が一層好適である。
【００５９】
バインダとしては、比較的低温で軟化する周知の有機化合物等を用いればよい。その好適な例としては、ポリフッ化ビニリデン等を挙げることができる。
【００６０】
以上のような活物質、導電材、及びバインダを含む粉体は、供給チューブ４２、塗工ガン１６ａ、１６ｂのガン本体４０、吐出チューブ４４、分岐通路、及び吐出ノズル４８を通過する間に、これら供給チューブ４２、ガン本体４０、吐出チューブ４４、分岐通路、及び吐出ノズル４８に対して摺接し、この際の摩擦によって帯電する。すなわち、活物質を含む粉体は、帯電した状態で導入孔（吐出口）から吐出され、塗着ブース１４内に噴霧される。
【００６１】
上記したように、ストリップ１２はアースに電気的に接続されている。このため、帯電した状態で吐出された粉体は、静電気を介する静電作用によってストリップ１２に引き寄せられ、その結果、該ストリップ１２の各端面（下端面及び上端面）に効率よく塗着される。
【００６２】
その一方で、塗着ブース１４内に噴霧された粉体の一部は、搬送用エアが塗着ブース１４内に拡散することに伴って拡散する。通常の粉体塗装装置では、例えば、天井壁３０に向かって拡散した活物質に付与された搬送用エアによる運動エネルギが、前記静電作用によってストリップ１２に向かおうとする運動エネルギに比して大きく、このため、この拡散した活物質を塗着させることは容易ではない。
【００６３】
しかしながら、本実施の形態においては、塗工ガン１６ａに対して塗工ガン１６ｂを略対向する位置に配設している。このため、図２に示すように、塗工ガン１６ａから吐出・噴霧された粉体及び搬送用エアの流れが、塗工ガン１６ｂから吐出・噴霧された活物質及び搬送用エアの流れに衝突する。換言すれば、塗工ガン１６ａ、１６ｂからの吐出パターン同士が干渉する。
【００６４】
このため、塗着ブース１４内では、天井壁３０に向かって拡散した粉体及び搬送用エア同士が衝突し合い、その結果、粉体は、吐出の際に搬送エアから付与された運動エネルギが相殺された状態となる。このため、粉体は、ストリップ１２の周辺で分散浮遊する。
【００６５】
その一方で、底壁２４に向かって拡散した活物質及び搬送用エア同士も衝突し合い、これにより、粉体がストリップ１２の周辺で分散浮遊した状態となる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態によれば、側壁２６、２８の導入孔同士、すなわち、塗工ガン１６ａ、１６ｂの吐出口同士を互いに略対向する位置に形成し、これにより該導入孔を介して吐出・噴霧される吐出パターン同士が干渉するようにしている。このため、粉体の運動エネルギを喪失させ、静電作用によってストリップ１２側に引き寄せられ易い状態とすることができる。
【００６７】
すなわち、この場合、塗着ブース１４内に吐出・噴霧された粉体（活物質層の出発原料）の大部分をストリップ１２に指向して移動させることができる。従って、ストリップ１２に対する塗着効率が向上するので、一般的な粉体塗装で活物質層を形成する場合に比して、未塗着の粉体量が低減する。
【００６８】
しかも、上記したように、粉体が分散浮遊した後に静電作用を介してストリップ１２に塗着するので、塗膜、換言すれば、活物質層の厚みが、該ストリップ１２の全体にわたって略一定となる。すなわち、厚みが略均一な活物質層を得ることも容易である。
【００６９】
それでもなおストリップ１２に塗着されない未塗着の粉体が発生する場合、周知の回収機構を介して該粉体を回収するようにすればよい。上記したように、本実施の形態では、未塗着の粉体量が少ないので、回収すべき粉体の量も少ない。このため、粉体の使用効率が向上し、該粉体に含まれる活物質、導電材、バインダを再使用するための再生処理量が少なくなるのでコスト的に有利である。
【００７０】
しかも、本実施の形態においては、塗工ガン１６ａ、１６ｂを構成するガン本体４０や吐出チューブ４４、吐出ノズル４８が塗着ブース１４内に露呈していない。このため、粉体に含まれる活物質や導電材、バインダが塗工ガン１６ａ、１６ｂに塗着することがないので、塗工ガン１６ａ、１６ｂのメンテナンス頻度が著しく低減する。結局、塗工ガン１６ａ、１６ｂに対してメンテナンスを行うべく塗着作業を中断する頻度が低減するので、ストリップ１２に対する塗着作業効率も向上する。
【００７１】
ストリップ１２の先端は、以上のようにして粉体が塗着される間、継続して下流側に送られている。従って、粉体の吐出が継続されることにより、ストリップ１２の長手方向に沿って粉体が連続的に塗着される。換言すれば、活物質層が連続的に形成される。
【００７２】
このようにして粉体が塗着されたストリップ１２の先端は、塗着ブース１４の出口３８を通過し、次に、加熱装置５２の内部に進入して、該加熱装置５２によって活物質層ごと加熱される。この加熱により、活物質層に含まれるバインダが軟化する。加熱温度は、例えば、１５０℃〜２００℃程度に設定すればよい。
【００７３】
活物質層及びストリップ１２の先端は、このようにバインダが軟化した状態を継続している間に、加圧装置５４を構成する加圧ローラ５６、５６の間に進入する。すなわち、活物質層に対してロール成形が施され、これにより、活物質層が所定の厚みに圧潰される。また、この圧潰によって活物質層中の気孔の割合を制御することができ、結局、活物質層の見掛け密度を大きくすることが可能となる。
【００７４】
加圧ローラ５６、５６を通過したストリップ１２の先端は、互いに並列配置された払い出しローラ２２、２２に到達する。加圧装置５４から払い出しローラ２２、２２に至るまでの間に活物質層中のバインダが冷却されて硬化し、これに伴い、粉体に含まれる活物質及び導電材が集電体の端面に強固に結着するとともに、活物質同士、導電材同士、活物質と導電材同士が結着する。これにより、活物質層が堅牢で崩壊し難くなる。
【００７５】
ストリップ１２の先端は、払い出しローラ２２、２２によってさらに送られる。すなわち、払い出しがなされる。
【００７６】
本実施の形態では、粉体を塗着ブース１４内に浮遊させ、その後、静電作用によって該粉体をストリップ１２に塗着させるようにしている。すなわち、粉体及び搬送用エアは、ストリップ１２に直接接触しない。このため、活物質層を形成している間、ストリップ１２が振動することが回避される。
【００７７】
粉体及び搬送用エアがストリップ１２に接触する場合には、ストリップ１２が振動することを抑制するべく、払い出しローラ２２を塗着ブース１４の出口３８近傍に配置してストリップ１２を下端面側から支持する必要がある。この場合において、ストリップ１２の下端面に活物質層を形成すると、払い出しローラ２２によって活物質層がストリップ１２から脱落する懸念がある。該活物質層が加熱前であるため、ストリップ１２に強固に結着していないからである。
【００７８】
これに対し、本実施の形態によれば、上記したような理由によってストリップ１２が振動することが回避される。このため、塗着ブース１４の出口３８近傍でストリップ１２を支持する必要は特にない。従って、払い出しローラ２２を加熱装置５２の下流側に配設することができる。
【００７９】
この場合、払い出しローラ２２には活物質層が接触するものの、該活物質層は、加熱装置５２を通過し且つその後の冷却によってストリップ１２に堅牢に結着したものである。このため、活物質層がストリップ１２から脱落する懸念が払拭される。結局、本実施の形態によれば、ストリップ１２の両端面に活物質層を容易に形成することが可能となる。
【００８０】
以上のようにして両端面に活物質層が形成されたストリップ１２は、図示しない巻回手段の作用下に巻回され、電極ロール体６０となる。
【００８１】
なお、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００８２】
例えば、上記した実施の形態では、塗工ガン１６ａのガン本体４０に対して塗工ガン１６ｂのガン本体４０を略対向させるようにしているが、互いの導入孔（吐出口）同士を対向させて吐出パターン同士を干渉させればよく、ガン本体４０、４０同士を対向させる必要は特にない。
【００８３】
また、塗工ガン１６ａ、１６ｂに加え、さらなる塗工ガンを塗着ブース１４の側壁２６、２８に設けるようにしてもよい。この場合においても、増設した塗工ガンの吐出口同士を対向させればよい。
【００８４】
何れの場合においても、上記の摩擦帯電に代替し、コロナ帯電によって活物質を帯電させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０…電池製造装置 １２…ストリップ
１４…塗着ブース １６ａ、１６ｂ…塗工ガン
１８…ロール状集電体 ２０…送り出しローラ
２２…払い出しローラ ２６、２８…側壁
４０…ガン本体 ４２…供給チューブ
４４…吐出チューブ ４６…分配部材
４８…吐出ノズル ５２…加熱装置
５４…加圧装置 ５６…加圧ローラ
６０…電極ロール体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極反応を生起する活物質を集電体に塗着させる電池の製造方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、電池は、正極として機能する正極活物質を含む正極活物質層と、負極として機能する負極活物質からなる負極活物質層とが各端面に形成された集電体を備える。ここで、正極活物質層又は負極活物質層は、正極活物質の粉末又は負極活物質の粉末と、導電を担う導電材の粉末と、これらの粉末同士を結着するバインダとを含むペーストが集電体に塗着されることで形成されることが一般的である。すなわち、いわゆる湿式塗布が広汎に行われている。
【０００３】
これに対し、近時、特許文献１において、上記した各粉末及びバインダを用いて粉体塗装を行う、いわゆる乾式塗布が提案されている。特許文献１には、この場合、正極活物質層や負極活物質層の厚みを略均等にすることができ、また、高電流密度においても放電容量比の低下が少ない、内部抵抗が小さな電池が得られた、との報告がなされている。
【０００４】
粉体塗装は、一般的には、塗着ブースの内部に塗装を施すべきワークを収容した後、前記塗着ブースの内方に設置された塗工ガンから粉体を吐出することで実施される（例えば、特許文献２の図１、特許文献３の図１及び図２参照）。塗着ブース内に吐出された粉体は、該粉体と前記ワークとの間に作用する静電力によってワークに引き寄せられ、最終的に、該ワークに付着する。
【０００５】
前記特許文献１には、如何にして粉体塗装を実施するかについての具体的な開示がない。このため、特許文献２、３に記載されるような周知の一般的手法を採用している蓋然性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３５１６１６号公報
【特許文献２】特開平４−１２６５６３号公報
【特許文献３】特開２００２−３６１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
粉体塗装には、ワークに対する粉体の塗着効率が良好ではなく、このため、塗着させる量以上の量の粉体を塗着ブース内に吐出している。通常、未塗着の粉体は回収されて再吐出されるが、回収量が多くなることに伴い、再使用のための再生処理量も多くなる。このため、塗着効率を向上させることが要請されている。
【０００８】
さらに、粉体塗装では、前記特許文献２の図１、前記特許文献３の図１及び図２に示される通り、塗着ブース内に塗工ガンが設置される。この場合、粉体が塗工ガンに短時間で塗着してしまい、このために粉体を吐出することが困難となるので、塗工ガンに対するメンテナンスを頻繁に行わなければならない。メンテナンスを行う間は塗装を行うことができないため、被塗布物に対する塗装作業効率も低下することになる。
【０００９】
以上から諒解されるように、活物質を粉体塗装によって集電体に塗着しようとする場合、未塗着の活物質が多量に発生するために後処理に要する作業量が多くなったり、塗工ガンに対するメンテナンス頻度が高いために塗装作業効率が低下したりするという不具合がある。
【００１０】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、集電体に対して活物質を効率よく塗着させることが可能であり、しかも、塗工ガンに対するメンテナンス頻度を低減し得、さらに、正極活物質層及び負極活物質層の厚みを一層均等とすることも可能な電池の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、電極反応を生起する活物質を複数個の塗工ツールから吐出し、塗着ブースの内部に搬入された集電体に対して前記活物質を塗着させる工程を有する電池の製造方法であって、
前記複数個の塗工ツールの中の少なくとも２個を、前記活物質が吐出される吐出口同士が互いに対向するように前記塗着ブースの壁に設置し、
前記対向する吐出口の各々から前記集電体に対して前記活物質を同時に吐出するとともに、一方の前記塗工ツールから吐出されて前記塗着ブースの内部に拡散した前記活物質を、他方の前記塗工ツールから吐出された前記活物質に衝突させることで該活物質を前記集電体に移動させることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明においては、一方の塗工ツールの吐出口から吐出された活物質（粉体）に対し、他方の塗工ツールの吐出口から吐出された活物質（粉体）を衝突させるようにしている。粉体は搬送用気体に同伴されるので、結局、対向する吐出口から粉体とともに吐出される搬送用エア同士も衝突する。すなわち、吐出パターン同士が干渉する。
【００１３】
この干渉が起こるため、例えば、塗着ブース内において上方に拡散しようとする活物質が、対向する吐出口から吐出されて上方に拡散しようとする搬送用エアと衝突し、その結果、活物質は、吐出の際に搬送エアから付与された運動エネルギが相殺された状態となり、集電体の周辺に分散浮遊するようになる。
【００１４】
下方に拡散しようとする活物質についても同様に、対向する吐出口から吐出されて下方に拡散しようとする搬送用エアとぶつかる。これにより、この活物質も集電体の周辺に分散浮遊するようになる。
【００１５】
このようにして集電体の周辺に分散浮遊するようになった活物質は、静電作用によって被塗布物に引き寄せられる。このため、活物質が集電体に対して効率よく塗着する。すなわち、塗着効率が向上する。
【００１６】
また、上記したように、活物質が分散浮遊した後に静電作用を介して集電体に塗着するので、該集電体の全体にわたって塗膜、すなわち、活物質層の厚みが略一定となる。
【００１７】
しかも、この場合、未塗着の活物質量が低減するので、活物質の回収量及び再生処理量が低減する。このため、再生処理に要するコストを低減することもできる。
【００１８】
その上、本発明では、上記したように粉体を塗着ブース内に浮遊させ、その後に静電作用によって該粉体をストリップに塗着させるので、粉体及び搬送用気体が集電体に直接接触することが回避される。このため、集電体が振動することが回避される。
【００１９】
従って、塗着ブースの出口近傍で集電体を支持する必要がなく、例えば、活物質層を硬化するための加熱装置の下流側で支持することが可能である。加熱装置を通過した活物質層は、集電体に堅牢に結着する。このため、集電体を支持するための部材（払い出しローラ等）に活物質層が接触した場合であっても、該活物質層が集電体から脱落する懸念が払拭される。
【００２０】
このような理由から、本発明においては、塗工ツールから吐出された活物質を集電体の両端面に塗着することが可能となる。このため、集電体の各端面に個別に活物質層を形成する必要がないので、塗着効率が一層向上する。
【００２１】
また、本発明は、電極反応を生起する活物質を集電体に対して塗着するための電池製造装置であって、
前記集電体を搬入する塗着ブースと、
前記塗着ブースに設置され、前記活物質を前記集電体に対して吐出するための複数個の塗工ツールと、
を備え、
前記複数個の塗工ツールの中の少なくとも２個が、前記活物質が吐出される吐出口同士が互いに対向するように前記塗着ブースの壁に設置され、
前記対向する吐出口の各々は、前記集電体に対して前記活物質を同時に吐出するとともに、一方の前記塗工ツールから吐出されて前記塗着ブースの内部に拡散した前記活物質を、他方の前記塗工ツールから吐出された前記活物質に衝突させて前記集電体に移動させることを特徴とする。
【００２２】
このような構成とすることにより、集電体に向かう活物質の量を増加させて塗着効率を向上させることができる。このために未塗着の活物質の回収量及び再生処理量が低減するので、コスト的に有利となる。
【００２３】
いずれの場合においても、塗工ツールの本体を前記塗着ブースの外壁に設置することが好ましい。これにより塗工ツールに活物質が塗着することが回避されるので、塗工ツールのメンテナンス頻度が著しく低減する。従って、塗工ツールに対してメンテナンスを行うために塗装作業を中断する頻度も低減し、この結果、塗装作業効率が向上する。
【００２４】
しかも、これにより、塗着ブースの寸法、ひいては体積を小さくすることもできる。塗着ブースの内部に塗工ツールを収容する必要がなく、このため、塗着ブースに塗工ツールを収容するためのスペースを形成する必要がないからである。
【００２５】
なお、この場合、吐出口を前記塗着ブースの内壁に設けるようにすればよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、吐出口同士を対向させるようにしているので、一方の吐出口から吐出されて塗着ブース内を拡散しようとする活物質（及び搬送用気体）が、他方の吐出口から吐出された活物質（及び搬送用気体）に衝突する。すなわち、吐出パターン同士が干渉する。
【００２７】
この干渉によって、粉体である活物質が運動エネルギを喪失し、集電体の周囲に分散浮遊した状態となる。この状態の活物質は、静電作用によって集電体に容易に引き寄せられて塗着する。以上のような理由から、塗着効率が向上する。
【００２８】
このようにして塗着効率が向上するために、未塗着の活物質量が低減する。これに伴って未塗着の活物質の回収量、及び再使用のための再生処理量が低減し、その結果、再生処理に要するコストが低減する。従って、コスト的に有利となる。
【００２９】
さらに、ガン本体を塗着ブースの外方に配設した場合、塗工ツールのメンテナンス頻度が低減する。従って、塗装作業効率が向上する。
【００３０】
その上、活物質が分散浮遊した後に静電作用を介して集電体に塗着するので、該集電体の全体にわたって塗膜（活物質層）の厚みが略一定となるとともに、集電体を支持する部材を、塗着ブースの出口から離間した位置に設けることができる。従って、活物質層を集電体の両端面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電池製造装置の全体概略斜視図である。
【図２】図１の電池製造装置の概略正面縦断面図である。
【図３】図１の粉体装置を構成する塗工ガンの全体概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る電池の製造方法につき、それを実施する電池製造装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、同一の出発原料から正極活物質層、負極活物質層の双方を形成する場合を例示する。すなわち、正極活物質層、負極活物質層は互いに同一素材からなる。このため、以下の説明では、正極活物質層及び負極活物質層を一括し、単に「活物質」、「活物質層」等と表記する。
【００３４】
図１は、本実施の形態に係る電池製造装置１０の全体斜視概略図である。この電池製造装置１０は、帯状の集電体（以下、ストリップと表記し、その参照符号を１２とする）に対して活物質を塗着する際にストリップ１２を囲繞する塗着ブース１４と、該塗着ブース１４に設置された塗工ツールとしての２個の塗工ガン１６ａ、１６ｂとを備える。
【００３５】
塗着ブース１４の上流側には、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔等の金属箔が巻回されることで形成されたロール状集電体１８が配置される。ストリップ１２は、このロール状集電体１８から引き出された帯形状体である。
【００３６】
ロール状集電体１８と塗着ブース１４との間には、ロール状集電体１８からストリップ１２を送り出すとともにストリップ１２を下端面側から支持するための１組の送り出しローラ２０、２０が配設される。これら送り出しローラ２０、２０と、後述する払い出しローラ２２、２２との協動作用下に、ロール状集電体１８が塗着ブース１４に対して搬入及び搬出される。
【００３７】
塗着ブース１４は、図１及び図２に示すように、底壁２４と、前記底壁２４から略垂直方向に立ち上げられ且つストリップ１２の進行方向に対して略平行方向に延在する側壁２６、２８と、天井壁３０と、ストリップ１２の進行方向上流側及び下流側をそれぞれ閉塞する上流側壁３２及び下流側壁３４とを有する。底壁２４及び天井壁３０は、側壁２６、２８同士に橋架され、且つ、側壁２６、２８と同様にストリップ１２の進行方向に対して略平行方向に延在する。一方、上流側壁３２及び下流側壁３４は、ストリップ１２の進行方向に対して略直交する方向に延在する。
【００３８】
勿論、上流側壁３２には、ストリップ１２を塗着ブース１４に搬入するための入口３６が形成されており、同様に、下流側壁３４には、ストリップ１２を塗着ブース１４から搬出可能とするための出口３８が形成されている。
【００３９】
前記２個の塗工ガン１６ａ、１６ｂは、上記のように構成された塗着ブース１４の側壁２６、２８の外方に１個ずつ設置されている。なお、塗工ガン１６ａ、１６ｂは同一構成であるが、説明の便宜上、互いに別の参照符号を付している。
【００４０】
ここで、側壁２８に設置された塗工ガン１６ｂの全体概略側面図を図３に示す。この場合、塗工ガン１６ｂは、ガン本体４０と、該ガン本体４０の各端部に接続された中空の供給チューブ４２、吐出チューブ４４とを有する。この中、吐出チューブ４４の先端には、その内部に図示しない分岐通路が形成された分配部材４６が配設される。すなわち、吐出チューブ４４の内部は、前記分岐通路に連通する。
【００４１】
前記分岐通路の各先端には、吐出ノズル４８が設けられる。すなわち、吐出ノズル４８の各々は、分配部材４６に形成された前記分岐通路を介して吐出チューブ４４に連通し、後述するように、供給チューブ４２を介してガン本体４０に導入され、吐出チューブ４４及び前記分岐通路を経由した粉体（主には活物質）を吐出する。
【００４２】
なお、分配部材４６は、湾曲して略半楕円形状をなす円弧形状部材５０を介してガン本体４０に支持される。この円弧形状部材５０がガン本体４０に強固に支持されることによって、分配部材４６の回り止めがなされている。
【００４３】
好適には、分配部材４６の一端面は側壁２８に当接ないし接着され、且つ吐出ノズル４８は、側壁２８に形成された図示しない導入孔に挿入される。従って、吐出ノズル４８から吐出された粉体（活物質）は、導入孔を経て塗着ブース１４の内部に吐出される。すなわち、導入孔は、活物質を吐出する吐出口として機能する。
【００４４】
以上の供給チューブ４２、ガン本体４０、吐出チューブ４４、分配部材４６、及び吐出ノズル４８の素材は、これらの内部を摩擦しながら通過する粉体に対して摩擦帯電を生じさせるようなものが選定される。この種の素材の好適な例としては、テトラフルオロエチレンが挙げられる。
【００４５】
勿論、残余の塗工ガン１６ａも同様に構成されている。従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
そして、図１に示すように、塗工ガン１６ａと塗工ガン１６ｂは、各々のガン本体４０、４０同士が略対向するようにして側壁２６、２８の外方に設置されている。
【００４７】
塗着ブース１４の下流側には、加熱装置５２、加圧装置５４、払い出しローラ２２、２２がこの順序で配設される。
【００４８】
加熱装置５２は、ストリップ１２の各端面に塗着された粉体に含まれるバインダを加熱するためのものである。この加熱により、バインダが一旦軟化する。その後、バインダが硬化することにより、粉体に含まれる活物質及び導電材が集電体の端面に強固に結着するとともに、活物質同士、導電材同士、活物質と導電材同士が結着して、堅牢な活物質層が形成される。
【００４９】
加熱装置５２は、上記したようにバインダを軟化させることが可能なものであればよく、特に限定されるものではないが、好適な具体例としては、電磁誘導加熱器や紫外線（ＵＶ）照射器等が挙げられる。
【００５０】
加圧装置５４は１組の加圧ローラ５６、５６を有し、これら加圧ローラ５６、５６の間に、活物質層が形成されたストリップ１２が通される。このため、該ストリップ１２の両端面に塗着・結着した活物質層が加圧ローラ５６、５６によって押圧され、その結果、所定の厚みとなるように圧潰される。
【００５１】
払い出しローラ２２、２２は互いに並列配置され、双方ともストリップ１２の下端面を支持する。上記したように、送り出しローラ２０、２０と払い出しローラ２２、２２によってストリップ１２が送られる。
【００５２】
本実施の形態に係る電池製造装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作並びに作用効果について説明する。
【００５３】
はじめに、ロール状集電体１８からストリップ１２が若干引き出され、並列配置された１組の送り出しローラ２０、２０に載置される。このストリップ１２ないしはロール状集電体１８が、アースに対して電気的に接続される。
【００５４】
ストリップ１２の先端は、送り出しローラ２０、２０が回転付勢されることに伴い、塗着ブース１４に指向して変位し始める。該先端は、塗着ブース１４の上流側壁３２の入口３６を通過し、塗着ブース１４内を所定速度で緩やかに移動する。
【００５５】
塗着ブース１４内には、この移動に先立ち、図示しない供給源から供給された粉体が、搬送用エアに同伴されながら、供給チューブ４２、塗工ガン１６ａ、１６ｂ、吐出チューブ４４を経由した後、分配部材４６内の分岐通路によって分配され、さらに、吐出ノズル４８を通過して前記導入孔から吐出されている。
【００５６】
ここで、粉体は、電極反応を生起する活物質の粉末、導電を担う導電材の粉末、これらの粉末同士を結着するバインダとを含む混合物である。
【００５７】
活物質は、電池の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、リチウムイオン二次電池を製造する場合、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム等を活物質として用いることができる。
【００５８】
導電材は、十分な導電性を示す物質であればよい。この種の物質としては金属粉末が挙げられるが、軽量であること等の利点を有することから、カーボンブラックをはじめとする各種の炭素粉末が一層好適である。
【００５９】
バインダとしては、比較的低温で軟化する周知の有機化合物等を用いればよい。その好適な例としては、ポリフッ化ビニリデン等を挙げることができる。
【００６０】
以上のような活物質、導電材、及びバインダを含む粉体は、供給チューブ４２、塗工ガン１６ａ、１６ｂのガン本体４０、吐出チューブ４４、分岐通路、及び吐出ノズル４８を通過する間に、これら供給チューブ４２、ガン本体４０、吐出チューブ４４、分岐通路、及び吐出ノズル４８に対して摺接し、この際の摩擦によって帯電する。すなわち、活物質を含む粉体は、帯電した状態で導入孔（吐出口）から吐出され、塗着ブース１４内に噴霧される。
【００６１】
上記したように、ストリップ１２はアースに電気的に接続されている。このため、帯電した状態で吐出された粉体は、静電気を介する静電作用によってストリップ１２に引き寄せられ、その結果、該ストリップ１２の各端面（下端面及び上端面）に効率よく塗着される。
【００６２】
その一方で、塗着ブース１４内に噴霧された粉体の一部は、搬送用エアが塗着ブース１４内に拡散することに伴って拡散する。通常の粉体塗装装置では、例えば、天井壁３０に向かって拡散した活物質に付与された搬送用エアによる運動エネルギが、前記静電作用によってストリップ１２に向かおうとする運動エネルギに比して大きく、このため、この拡散した活物質を塗着させることは容易ではない。
【００６３】
しかしながら、本実施の形態においては、塗工ガン１６ａに対して塗工ガン１６ｂを略対向する位置に配設している。このため、図２に示すように、塗工ガン１６ａから吐出・噴霧された粉体及び搬送用エアの流れが、塗工ガン１６ｂから吐出・噴霧された活物質及び搬送用エアの流れに衝突する。換言すれば、塗工ガン１６ａ、１６ｂからの吐出パターン同士が干渉する。
【００６４】
このため、塗着ブース１４内では、天井壁３０に向かって拡散した粉体及び搬送用エア同士が衝突し合い、その結果、粉体は、吐出の際に搬送エアから付与された運動エネルギが相殺された状態となる。このため、粉体は、ストリップ１２の周辺で分散浮遊する。
【００６５】
その一方で、底壁２４に向かって拡散した活物質及び搬送用エア同士も衝突し合い、これにより、粉体がストリップ１２の周辺で分散浮遊した状態となる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態によれば、側壁２６、２８の導入孔同士、すなわち、塗工ガン１６ａ、１６ｂの吐出口同士を互いに略対向する位置に形成し、これにより該導入孔を介して吐出・噴霧される吐出パターン同士が干渉するようにしている。このため、粉体の運動エネルギを喪失させ、静電作用によってストリップ１２側に引き寄せられ易い状態とすることができる。
【００６７】
すなわち、この場合、塗着ブース１４内に吐出・噴霧された粉体（活物質層の出発原料）の大部分をストリップ１２に指向して移動させることができる。従って、ストリップ１２に対する塗着効率が向上するので、一般的な粉体塗装で活物質層を形成する場合に比して、未塗着の粉体量が低減する。
【００６８】
しかも、上記したように、粉体が分散浮遊した後に静電作用を介してストリップ１２に塗着するので、塗膜、換言すれば、活物質層の厚みが、該ストリップ１２の全体にわたって略一定となる。すなわち、厚みが略均一な活物質層を得ることも容易である。
【００６９】
それでもなおストリップ１２に塗着されない未塗着の粉体が発生する場合、周知の回収機構を介して該粉体を回収するようにすればよい。上記したように、本実施の形態では、未塗着の粉体量が少ないので、回収すべき粉体の量も少ない。このため、粉体の使用効率が向上し、該粉体に含まれる活物質、導電材、バインダを再使用するための再生処理量が少なくなるのでコスト的に有利である。
【００７０】
しかも、本実施の形態においては、塗工ガン１６ａ、１６ｂを構成するガン本体４０や吐出チューブ４４、吐出ノズル４８が塗着ブース１４内に露呈していない。このため、粉体に含まれる活物質や導電材、バインダが塗工ガン１６ａ、１６ｂに塗着することがないので、塗工ガン１６ａ、１６ｂのメンテナンス頻度が著しく低減する。結局、塗工ガン１６ａ、１６ｂに対してメンテナンスを行うべく塗着作業を中断する頻度が低減するので、ストリップ１２に対する塗着作業効率も向上する。
【００７１】
ストリップ１２の先端は、以上のようにして粉体が塗着される間、継続して下流側に送られている。従って、粉体の吐出が継続されることにより、ストリップ１２の長手方向に沿って粉体が連続的に塗着される。換言すれば、活物質層が連続的に形成される。
【００７２】
このようにして粉体が塗着されたストリップ１２の先端は、塗着ブース１４の出口３８を通過し、次に、加熱装置５２の内部に進入して、該加熱装置５２によって活物質層ごと加熱される。この加熱により、活物質層に含まれるバインダが軟化する。加熱温度は、例えば、１５０℃〜２００℃程度に設定すればよい。
【００７３】
活物質層及びストリップ１２の先端は、このようにバインダが軟化した状態を継続している間に、加圧装置５４を構成する加圧ローラ５６、５６の間に進入する。すなわち、活物質層に対してロール成形が施され、これにより、活物質層が所定の厚みに圧潰される。また、この圧潰によって活物質層中の気孔の割合を制御することができ、結局、活物質層の見掛け密度を大きくすることが可能となる。
【００７４】
加圧ローラ５６、５６を通過したストリップ１２の先端は、互いに並列配置された払い出しローラ２２、２２に到達する。加圧装置５４から払い出しローラ２２、２２に至るまでの間に活物質層中のバインダが冷却されて硬化し、これに伴い、粉体に含まれる活物質及び導電材が集電体の端面に強固に結着するとともに、活物質同士、導電材同士、活物質と導電材同士が結着する。これにより、活物質層が堅牢で崩壊し難くなる。
【００７５】
ストリップ１２の先端は、払い出しローラ２２、２２によってさらに送られる。すなわち、払い出しがなされる。
【００７６】
本実施の形態では、粉体を塗着ブース１４内に浮遊させ、その後、静電作用によって該粉体をストリップ１２に塗着させるようにしている。すなわち、粉体及び搬送用エアは、ストリップ１２に直接接触しない。このため、活物質層を形成している間、ストリップ１２が振動することが回避される。
【００７７】
粉体及び搬送用エアがストリップ１２に接触する場合には、ストリップ１２が振動することを抑制するべく、払い出しローラ２２を塗着ブース１４の出口３８近傍に配置してストリップ１２を下端面側から支持する必要がある。この場合において、ストリップ１２の下端面に活物質層を形成すると、払い出しローラ２２によって活物質層がストリップ１２から脱落する懸念がある。該活物質層が加熱前であるため、ストリップ１２に強固に結着していないからである。
【００７８】
これに対し、本実施の形態によれば、上記したような理由によってストリップ１２が振動することが回避される。このため、塗着ブース１４の出口３８近傍でストリップ１２を支持する必要は特にない。従って、払い出しローラ２２を加熱装置５２の下流側に配設することができる。
【００７９】
この場合、払い出しローラ２２には活物質層が接触するものの、該活物質層は、加熱装置５２を通過し且つその後の冷却によってストリップ１２に堅牢に結着したものである。このため、活物質層がストリップ１２から脱落する懸念が払拭される。結局、本実施の形態によれば、ストリップ１２の両端面に活物質層を容易に形成することが可能となる。
【００８０】
以上のようにして両端面に活物質層が形成されたストリップ１２は、図示しない巻回手段の作用下に巻回され、電極ロール体６０となる。
【００８１】
なお、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００８２】
例えば、上記した実施の形態では、塗工ガン１６ａのガン本体４０に対して塗工ガン１６ｂのガン本体４０を略対向させるようにしているが、互いの導入孔（吐出口）同士を対向させて吐出パターン同士を干渉させればよく、ガン本体４０、４０同士を対向させる必要は特にない。
【００８３】
また、塗工ガン１６ａ、１６ｂに加え、さらなる塗工ガンを塗着ブース１４の側壁２６、２８に設けるようにしてもよい。この場合においても、増設した塗工ガンの吐出口同士を対向させればよい。
【００８４】
何れの場合においても、上記の摩擦帯電に代替し、コロナ帯電によって活物質を帯電させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０…電池製造装置 １２…ストリップ
１４…塗着ブース １６ａ、１６ｂ…塗工ガン
１８…ロール状集電体 ２０…送り出しローラ
２２…払い出しローラ ２６、２８…側壁
４０…ガン本体 ４２…供給チューブ
４４…吐出チューブ ４６…分配部材
４８…吐出ノズル ５２…加熱装置
５４…加圧装置 ５６…加圧ローラ
６０…電極ロール体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極反応を生起する活物質を複数個の塗工ツールから吐出し、塗着ブースの内部に搬入された集電体に対して前記活物質を塗着させる工程を有する電池の製造方法であって、
前記複数個の塗工ツールの中の少なくとも２個を、前記活物質が吐出される吐出口同士が互いに対向するように前記塗着ブースの壁に設置し、
前記対向する吐出口の各々から前記集電体に対して前記活物質を同時に吐出するとともに、一方の前記塗工ツールから吐出されて前記塗着ブースの内部に拡散した前記活物質を、他方の前記塗工ツールから吐出された前記活物質に衝突させることで該活物質を前記集電体に移動させることを特徴とする電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法において、前記塗工ツールから吐出された前記活物質を前記集電体の両端面に塗着することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項３】
電極反応を生起する活物質を集電体に対して塗着するための電池製造装置であって、
前記集電体を搬入する塗着ブースと、
前記塗着ブースに設置され、前記活物質を前記集電体に対して吐出するための複数個の塗工ツールと、
を備え、
前記複数個の塗工ツールの中の少なくとも２個が、前記活物質が吐出される吐出口同士が互いに対向するように前記塗着ブースの壁に設置され、
前記対向する吐出口の各々は、前記集電体に対して前記活物質を同時に吐出するとともに、一方の前記塗工ツールから吐出されて前記塗着ブースの内部に拡散した前記活物質を、他方の前記塗工ツールから吐出された前記活物質に衝突させて前記集電体に移動させることを特徴とする電池製造装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、前記塗工ツールが前記塗着ブースの外方に設けられることを特徴とする電池製造装置。
【請求項１】
電極反応を生起する活物質を複数個の塗工ツールから吐出し、塗着ブースの内部に搬入された集電体に対して前記活物質を塗着させる工程を有する電池の製造方法であって、
前記複数個の塗工ツールの中の少なくとも２個を、前記活物質が吐出される吐出口同士が互いに対向するように前記塗着ブースの壁に設置し、
前記対向する吐出口の各々から前記集電体に対して前記活物質を同時に吐出するとともに、一方の前記塗工ツールから吐出されて前記塗着ブースの内部に拡散した前記活物質を、他方の前記塗工ツールから吐出された前記活物質に衝突させることで該活物質を前記集電体に移動させることを特徴とする電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法において、前記塗工ツールから吐出された前記活物質を前記集電体の両端面に塗着することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項３】
電極反応を生起する活物質を集電体に対して塗着するための電池製造装置であって、
前記集電体を搬入する塗着ブースと、
前記塗着ブースに設置され、前記活物質を前記集電体に対して吐出するための複数個の塗工ツールと、
を備え、
前記複数個の塗工ツールの中の少なくとも２個が、前記活物質が吐出される吐出口同士が互いに対向するように前記塗着ブースの壁に設置され、
前記対向する吐出口の各々は、前記集電体に対して前記活物質を同時に吐出するとともに、一方の前記塗工ツールから吐出されて前記塗着ブースの内部に拡散した前記活物質を、他方の前記塗工ツールから吐出された前記活物質に衝突させて前記集電体に移動させることを特徴とする電池製造装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、前記塗工ツールが前記塗着ブースの外方に設けられることを特徴とする電池製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−９１７０（Ｐ２０１２−９１７０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４１６２５（Ｐ２０１０−１４１６２５）
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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