CN118765218A

CN118765218A - 粉体涂敷装置

Info

Publication number: CN118765218A
Application number: CN202280092920.3A
Authority: CN
Inventors: 小岛俊之; 堀川晃宏; 土田修三
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-12-08
Publication date: 2024-10-11
Also published as: US20240416381A1; JPWO2023171062A1; WO2023171062A1

Abstract

粉体涂敷装置具备对所供给的粉体（3）的厚度进行调整的第一级刮板（11）以及第二级刮板（12），第一级刮板（11）以及第二级刮板（12）以2kHz以上且300kHz以下的频率进行固有振动，第二级刮板（12）相对于第一级刮板（11）在被供给到片材（4）的表面的粉体（3）的宽度方向上错开固有振动的四分之一波长的量。

Description

粉体涂敷装置

技术领域

本发明涉及一种粉体涂敷装置。

背景技术

近年来，与将粉体分散在溶剂中而进行涂敷的湿式涂敷法相比，直接涂敷粉体的干式涂敷方法作为高性能且能够形成环境负担较小的粉体层的方法而受到关注。这是因为，根据干式涂敷方法，能够得到如下粉体层，即，溶剂所导致的材料损伤较少，能够维持高性能，无需对溶剂进行干燥，且能够大幅削减能耗量。

作为对粉体进行干式涂敷的方法，以往，已知有利用搬运装置搬运金属箔等构件，并且在构件的表面上涂敷粉体的技术。

例如，在专利文献1中，公开了在长条的金属箔的表面上涂敷粉体的技术。在专利文献1中记载有如下内容：在将粉体供给到金属箔的表面上后，利用刮板使粉体平坦，由此将粉体的厚度调整均匀。图5是示出现有的粉体涂敷装置21的刮板26的图，图6是示出从上方观察现有的粉体涂敷装置21的刮板26时的情况的图、以及示出从正面观察所涂敷的粉体层25时的情况的图。图6的（a）是示出在从上方观察刮板26时刮板26以正弦驻波（示出从正面观察时的情况）进行固有振动的情况的图。另外，图6的（b）是示出从正面观察涂敷于片材24的粉体层25时的情况的图。

如图5所示，刮板26以超声波段附近的高频进行振动（频率为2kHz以上且300kHz以下），振动向粉体23传递而使粉体23的流动性提高，由此实现不发生粉体堵塞的涂敷。

如图6的（a）所示，当使刮板26以高频振动时，刮板26因固有振动而以正弦驻波振动。由此，如图6的（b）所示，在通过了刮板26的空隙的粉体层25形成被切削为正弦驻波状的凹凸构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-178271号公报

发明内容

本发明的粉体涂敷装置具备：驱动装置，其使构件在规定的方向上移动；粉体供给装置，其向所述构件的表面供给粉体；以及第一刮板及第二刮板，其以与所述构件之间形成有间隙的方式配置，对被所述粉体供给装置供给到所述构件的所述表面的所述粉体的厚度进行调整，所述第一刮板及所述第二刮板以2kHz以上且300kHz以下的频率进行固有振动，所述第一刮板位于比所述第二刮板靠所述粉体的供给侧的位置，所述第二刮板相对于所述第一刮板沿着被供给到所述构件的所述表面的所述粉体的宽度方向错开所述固有振动的四分之一波长的量。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的粉体涂敷装置的概要图。

图2是示出本发明的一实施方式的粉体涂敷装置的一部分以及粉体层的概要图。

图3是示出本发明的一实施方式的粉体涂敷装置的一部分以及粉体层的概要图。

图4是示出本发明的一实施方式的粉体涂敷装置的一部分的概要图。

图5是示出现有的粉体涂敷装置的一部分的概要图。

图6是示出现有的粉体涂敷装置的一部分以及粉体层的概要图。

具体实施方式

在专利文献1所示的技术中，在粉体层产生涂敷宽度方向上的单位面积重量偏差，在谋求均匀性的情况下，存在改善的余地。

本发明的目的在于，提供能够降低粉体层的表面的因被切削为正弦驻波状的凹凸构造所引起的单位面积重量偏差的粉体涂敷装置。

需要说明的是，以下所说明的实施方式均示出概括性或具体性的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接方式、步骤、以及步骤的顺序等是一个例子，其主旨不在于限定本发明。另外，对于以下的实施方式的构成要素中的未记载于独立技术方案的构成要素，作为任意的构成要素来进行说明。

另外，各图是示意图，未必严谨地进行了图示。另外，在各图中，对于相同的结构构件标注了相同的附图标记。

（概要）

本发明的粉体涂敷装置具备：驱动装置，其使构件在规定的方向上移动；粉体供给装置，其向构件的表面供给粉体；以及多个刮板，它们以在与构件之间形成有间隙（以下，也称为空隙）的方式配置，对被粉体供给装置供给到构件的表面的粉体的厚度以及单位面积重量进行调整。另外，多个刮板以2kHz以上且300kHz以下的频率进行固有振动。在多个刮板包括第一刮板以及第二刮板的情况下，第一刮板位于比第二刮板靠粉体的供给侧的位置。并且，第二刮板相对于第一刮板沿着被供给到构件的表面的粉体的宽度方向错开固有振动时的四分之一波长的量。

由此，第一刮板以及第二刮板以超声波段附近的高频进行振动（频率为2kHz以上且300kHz以下），振动向粉体传递而使粉体的流动性提高，由此能够实现不发生粉体堵塞的涂敷。

另外，当使第一刮板以及第二刮板以高频振动时，第一刮板以及第二刮板以正弦驻波进行固有振动。由此，分别通过了第一刮板与构件之间的空隙以及第二刮板与构件之间的空隙的粉体层的表面成为被切削为正弦驻波状的形状。因此，通过设为使第二刮板相对于第一刮板错开固有振动的四分之一波长的量并使第一刮板以及第二刮板沿行进方向排列且以两级布置的装置结构，第二刮板能够将因第一刮板而单位面积重量多的部分刮去。其结果是，能够降低宽度方向上的粉体层的单位面积重量偏差。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

（实施方式）

以下，参照图1~图4对实施方式进行说明。

图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的粉体涂敷装置1的概要图，图2以及图3是示出本发明的一实施方式的粉体涂敷装置1的一部分以及粉体层5的概要图，图4是示出本发明的一实施方式的粉体涂敷装置1的一部分的概要图。图2的（a）是示出在从上方对第一级刮板11以及第二级刮板12进行观察时第一级刮板11以及第二级刮板12以正弦驻波（图示出从正面进行观察时的情况）进行固有振动的情况的图。另外，图2的（b）是示出从正面对涂敷于片材4的粉体层5进行观察时的情况的图。图3的（a）是从横向对第一级刮板11、第二级刮板12以及粉体层5进行观察时的情况的图。另外，图3的（b）是示出从正面对涂敷于第一级刮板11、第二级刮板12以及片材4的粉体层5进行观察时的情况的图。另外，图4是示出在从上方对第一级刮板11、第二级刮板12、第三级刮板13以及第四级刮板14进行观察时第一级刮板11、第二级刮板12、第三级刮板13以及第四级刮板14以正弦驻波（图示出从正面进行观察时的情况）进行固有振动的情况的图。

［粉体涂敷装置］

如图1所示，粉体涂敷装置1具备：作为驱动装置的搬运装置（未图示）、粉体供给装置（未图示）、以高频振动的第一级刮板11以及以高频振动的第二级刮板12。第一级刮板11是第一刮板的一例。第二级刮板12是第二刮板的一例。

利用搬运装置沿着行进方向搬运片状的构件（以下，也称为片材4）。粉体涂敷装置1使用粉体供给装置将粉体3连续地向搬运的片材4的表面供给。并且，粉体涂敷装置1使用第一级刮板11、第二级刮板12对供给到片材4的表面的粉体3的膜厚以及填充率进行调整，使粉体层5成为所希望的单位面积重量，并且减少单位面积重量的偏差。

粉体3首先被第一级刮板11调整，接着被第二级刮板12调整。

在此，单位面积重量是指，将每单位面积的粉体量以重量表示的值，单位面积重量的单位例如以g/cm²表示。

需要说明的是，搬运装置只要能够搬运片材4则可以使用任何装置，并没有特别限定。搬运装置例如可以是能够将卷绕成辊状的片材4连续地送出的搬运装置，也可以是能够将片材4断续地送出的搬运装置。

需要说明的是，也可以在片材4的搬运路径上设置伴随着片材4的移动而旋转的引导辊，以及对片材4的蛇行进行修正的控制装置等。

在本实施方式中，片材4是长条的带状的薄板，且被卷绕。需要说明的是，片材4并不限定于长条的带状的薄板。例如，也可以在从搬运装置送出所希望的形状的片材4并结束粉体3向片材4的涂敷后，从搬运装置送出新的片材4。另外，片材4也可以不被卷绕成辊状。也就是说，片材4只要是能够使用粉体涂敷装置1涂敷粉体3的形状即可。因此，片材4的形状并没有特别限定。另外，在本实施方式中，片材4是包含金属箔的集电体，但构件的材质并没有特别限定。也就是说，片材4只要是能够使用粉体涂敷装置1涂敷粉体3的构件，则能够使用任何构件。

粉体3只要是粉状的物质即可。也就是说，粉体的原料、粉体3的组成以及粉体3的粒子形状并没有特别限定。在本实施方式中，粉体3是包含固态电解质的粒子组。

粉体3的平均粒径（D50）优选为0.005μm以上且30μm以下。在该情况下，粉体3的流动性容易降低，但由于粉体3的滞留以及凝聚因第一级刮板11以及第二级刮板12的振动而得到抑制，因此能够形成单位面积重量偏差较少的粉体层5。在此，平均粒径（D50）是指，根据基于激光衍射/散射法得到的粒度分布的测定值而算出的体积基准的中值粒径。该平均粒径（D50）能够使用市售的激光分析/散射式粒度分布测定装置进行测定。

另外，粉体3可以仅含有一种粉体，也可以含有两种以上的粉体。

在本实施方式中，使用料斗作为粉体供给装置。料斗在其内部储存粉体3，并且向片材4的表面供给粉体3。料斗配置于比第一级刮板11、第二级刮板12靠片材4的行进方向的上游侧。供给到片材4的表面的粉体3随着片材4的移动而经由第一级刮板11到达第二级刮板12。需要说明的是，在本实施方式中，使用料斗作为粉体供给装置，但并不限定于此，作为粉体供给装置，只要使用能够向片材4的表面供给粉体3的装置即可。

在第一级刮板11以及第二级刮板12与片材4之间形成有规定的空隙。供给到片材4的表面的粉体3通过该空隙。在粉体3通过空隙时，第一级刮板11以及第二级刮板12对供给到片材4的表面的粉体3的膜厚和填充率进行调整，减少粉体层5的单位面积重量偏差。

（超声波段附近的高频振动）

第一级刮板11以及第二级刮板12以2kHz以上且300kHz以下的频率振动。即，第一级刮板11以及第二级刮板12以超声波段附近的高频进行振动。具体而言，在供给到片材4的表面的粉体3通过第一级刮板11以及第二级刮板12各自与片材4之间的空隙时，使第一级刮板11以及第二级刮板12以超声波段附近的高频进行振动，由此提高粉体层5的粉体3的流动性。因此，粉体堵塞得到抑制。

粉体3的流动性具有第一级刮板11以及第二级刮板12的振动的频率越高则越容易提高的倾向。因此，通过以超声波段附近的高频区域的2kHz以上的频率使第一级刮板11以及第二级刮板12振动，能够充分地提高粉体3的流动性。但是，若频率过高则超声波段附近的高频容易衰减，因此第一级刮板11以及第二级刮板12的振动不易向粉体3传递，但若频率为300kHz以下，则能够充分地提高粉体3的流动性。通过第一级刮板11以及第二级刮板12以超声波段附近的高频进行振动，与第一级刮板11以及第二级刮板12接触的粉体3不易受到由粉体压力导致的摩擦阻力，从而流动性提高，由此粉体3的滞留以及凝聚得到抑制。

另外，对于位于第一级刮板11以及第二级刮板12附近的粉体3，粉体粒子间的摩擦力也因第一级刮板11以及第二级刮板12所带来的振动效果而降低，从而流动性提高，由此粉体3的凝聚得到抑制。

由此，即使使用粒径为30μm以下的流动性较低的粉体3，借助振动的第一级刮板11以及第二级刮板12，粉体3也不会发生滞留或凝聚而通过上述的空隙。

（第一级刮板11和第二级刮板12的固有振动、以及第一级刮板11和第二级刮板12的配置）

在使第一级刮板11以及第二级刮板12以超声波段附近的高频进行振动的情况下，第一级刮板11以及第二级刮板12以固有振动（谐振状态）而振动，且第一级刮板11以及第二级刮板12以正弦驻波振动。

如图2的（a）所示，在从正面进行观察时，以使第一级刮板11的正弦驻波的波腹的部分对应于第二级刮板12的正弦驻波的波节的部分的方式配置第一级刮板11以及第二级刮板12。换言之，以使第一级刮板11的正弦驻波的波节的部分对应于第二级刮板12的正弦驻波的波腹的部分的方式配置第一级刮板11以及第二级刮板12。

具体而言，准备相同形状的第一级刮板11和第二级刮板12，并使它们以相同的固有振动的状态振动。在此，相同的固有振动的状态是指波腹的部分和波节的部分的位置在相同位置对应的状态。例如，能够通过使第一级刮板11以及第二级刮板12以相同的频率进行动作来实现该状态。具体而言，可以通过在沿着粉体层5的行进方向将第一级刮板11以及第二级刮板12按该顺序平行地排列的状态下，以相对于第一级刮板11沿着粉体3的宽度方向、即粉体层5的宽度方向错开固有振动的四分之一波长的量的方式配置第二级刮板12来实现该状态。粉体层5的宽度方向是与行进方向正交的方向。

由此，如图2的（b）所示，与以往相比，能够进行粉体层5的单位面积重量偏差较小的涂敷。其结果是，能够形成品质良好的粉体层5。

对其理由进行说明。首先，粉体层5被第一级刮板11以伴随着正弦驻波的形状而刮去表面的方式涂敷。与第一级刮板11的几乎不存在正弦驻波的振幅的波节的部分相比，波腹的部分大幅振动。因此，与波节的部分所对应的粉体层5相比，波腹的部分所对应的粉体层5在通过第一级刮板11与片材4之间的空隙时被较多地刮去。

然而，第二级刮板12将粉体层5的因第一级刮板11而粉体单位面积重量多的部分、即粉体层5的通过了第一级刮板11的波节的部分的部分（以下，也称为峰的部分）刮去。被刮去的粉体层5的峰的部分对因第一级刮板11而单位面积重量少的部分、即粉体层5的通过了第一级刮板11的波腹的部分的部分（以下，也称为谷的部分）进行补充。因此，能够进行粉体层5的单位面积重量偏差较小的涂敷。

另外，第一级刮板11和第二级刮板12的振幅的大小优选为第一级刮板11≥第二级刮板12的关系。也就是说，第一级刮板11的振幅为第二级刮板12的振幅以上。这是因为，通过使第二级刮板12的振幅与第一级刮板11的振幅相同、或使第二级刮板12的振幅小于第一级刮板11的振幅，不会完全重置第一级刮板11的涂敷结果。由此，能够利用第一级刮板11和第二级刮板12这双方的作用来降低粉体层5的单位面积重量偏差。

并且，第二级刮板12的振幅优选为第一级刮板11的振幅的四分之一~四分之三。通过将第二级刮板12的振幅设为第一级刮板11的振幅的四分之一~四分之三，第二级刮板12将第一级刮板11后的粉体层5的峰的部分刮去，从峰的部分刮去的粉体3被补充于粉体层5的谷的部分。由此，刮去后的峰的部分与补充后的谷的部分的平衡变好。其结果是，能够进一步降低粉体层5的单位面积重量偏差。

以下，对第一级刮板11以及第二级刮板12与片材4的空隙进行说明。

如图3的（a）所示，若将第一级刮板11与片材4的第一空隙设为h1，将第二级刮板12与片材4的第二空隙设为h2，则优选为h1≤h2的关系。也就是说，第一级刮板11与片材4的第一空隙为第二级刮板12与片材4的第二空隙以下。这是因为，通过使第二级刮板12的第二空隙与第一级刮板11的第一空隙相同、或者使第二级刮板12的第二空隙比第一级刮板11的第一空隙大，不会完全重置第一级刮板11的涂敷结果。由此，能够利用第一级刮板11和第二级刮板12这双方的作用来降低粉体层5的单位面积重量偏差。

并且，在使第一级刮板11和第二级刮板12的正弦驻波的振幅相同的情况下，第二级刮板12的第二空隙优选比第一级刮板11的第一空隙大出振幅的四分之一~四分之三。通过使第二级刮板12比第一级刮板11的振幅大出四分之一~四分之三，第二级刮板12将第一级刮板11后的粉体层5的峰的部分刮去，从峰的部分刮去的粉体3被补充于粉体层5的谷的部分。由此，刮去后的峰的部分与补充后的谷的部分的平衡变好。其结果是，能够进一步降低粉体层5的单位面积重量偏差。

另外，如图2的（b）所示，若将通过了第一级刮板11的空隙以及第二级刮板12的空隙的粉体层5的单位面积重量多的部分的粉体3刮去并向单位面积重量少的部分补充粉体3，则能够进一步降低粉体层5的单位面积重量偏差。

需要说明的是，也可以在第一级刮板11的前方（粉体供给装置侧）设置预先粗略地调整粉体层5的厚度的预备刮板，对于预备刮板，可以是刮板与片材的空隙在前方（粉体供给部侧）较大。这是因为，作为粗略地调整粉体层5的厚度并调整单位面积重量的阶段，通常以将粉体层5的厚度减薄，并且降低单位面积重量的方式来进行调整。

并且，如图4所示，也可以在第二级刮板12的后方设置第三级刮板13。也就是说，第三级刮板13可以配置于第二级刮板12的与第一级刮板11侧相反的一侧。在该情况下，第三级刮板13以相对于第二级刮板12沿着粉体3的宽度方向、即粉体层5的宽度方向错开固有振动的八分之一波长的量的方式配置。第三级刮板13是第三刮板的一例。

这样一来，第三级刮板13能够将通过第一级刮板11的空隙以及第二级刮板12的空隙后的粉体层5的单位面积重量多的部分每隔一个刮去，从而能够向单位面积重量少的部分补充粉体3。

并且，也可以在第三级刮板13的后方设置第四级刮板14。也就是说，第四级刮板14可以配置于第三级刮板13的与第二级刮板12侧相反的一侧。在该情况下，以与第三级刮板13相对于第二级刮板12错开固有振动的八分之一波长的量而配置的方向成为相反方向的方式，使第四级刮板14相对于第二级刮板12沿着粉体层5的宽度方向错开固有振动的八分之一波长的量而配置。第四级刮板14是第四刮板的一例。

这样一来，第四级刮板14能够将通过第一级刮板11的空隙以及第二级刮板12的空隙后的粉体层5的单位面积重量多的部分全部刮去，从而能够进一步向单位面积重量少的部分补充粉体3。

具体而言，准备相同形状的第一级刮板11、第二级刮板12、第三级刮板13、第四级刮板14，使它们以相同的频率进行固有振动，并如上述那样使刮板错开地配置。

（超声波段附近的高频振动的方向、大小、以及刮板形状）

刮板的超声波段附近的高频振动方向包括垂直方向上的分量和水平方向上的分量中的至少一方。即，刮板在垂直方向和水平方向的至少任一方向上振动。需要说明的是，这里所说的刮板是对上述的第一级刮板11、第二级刮板12、第三级刮板13、第四级刮板14进行统称的称呼。

垂直方向是指与刮板的主面（刮板与粉体接触的面）垂直的方向。垂直方向上的振动容易对粉体3传递纵波（刮板相对于粉体3接近和远离的振动方向上的波）。

垂直方向上的分量对降低粉体3间的摩擦阻力的效果较大。这是因为，垂直方向上的振动是从刮板相对于粉体3接近和远离的振动方向，因此粉体3彼此的撞击反复进行，从而振动容易向粉体3传递。由于超声波段附近的高频频率较高，粉体3彼此的振动有可能难以传递，但若为垂直方向上的振动，则振动特别容易向粉体3传递。

在此，水平方向是指与刮板的主面平行且与刮板的轴平行的方向。水平方向上的振动容易向粉体3传递横波（刮板相对于粉体3互相摩擦地振动的方向上的波）。在此，刮板的轴表示与片材4的宽度方向平行的方向上的轴。刮板的轴也可以与刮板的长边方向平行。

刮板的超声波段附近的高频振动的水平方向分量除了有助于降低粉体3间的摩擦阻力以外，还大大有助于降低刮板与粉体3的摩擦力。若垂直方向上的振动分量过大，则有可能使振动向粉体3过度传递，从而粉体3大幅振动，膜厚偏差变大。但是，水平方向上的振动分量由于能够使刮板与粉体3之间的摩擦力降低，因此尤其能够提高粉体3的流动性。需要说明的是，刮板的水平方向上的振动能够通过在刮板的轴向上安装高频换能器并利用轴承承接刮板的端部来实现，因此与面方向上的振动相比，能够简化装置构造。

刮板的超声波段附近的高频振动的方向可以仅为垂直方向，也可以仅为水平方向。但是，若并用垂直方向以及水平方向这双方的超声波段附近的高频振动，则能够进一步提高粉体3的流动性。这是因为，例如，在着眼于一个粉体3的情况下，粉体3的振动方向变得随机，对粉体3的表面整体施加振动，因此不再有不传递振动而摩擦阻力变高的面，粉体3的流动性提高。

在刮板在垂直方向以及水平方向上以超声波段附近的高频进行振动的情况下，刮板的水平方向上的振动的大小优选大于刮板的垂直方向上的振动的大小。即，对于刮板而言，粉体3的横波分量（刮板相对于粉体3互相摩擦地振动的方向）的振动的大小优选大于粉体3的纵波分量（刮板相对于粉体3接近和远离的振动方向）的振动的大小。在该情况下，能够通过刮板的水平方向上的振动来降低摩擦阻力尤其容易变高的刮板与粉体3的界面处的摩擦阻力，并且还能够降低粉体3之间的摩擦阻力。因此，能够进一步提高粉体3的流动性。

刮板的垂直方向上的振动的大小优选为2μm以上。即，刮板的垂直方向的振幅优选为2μm以上。在该情况下，能够充分地降低粉体3间的摩擦阻力，从而能够进一步提高粉体3的流动性。在该情况下，刮板的垂直方向的振幅优选为例如20μm以下。由此，能够抑制粉体3过度大幅地振动从而粉体3成为粉尘而飞散并污染周围的情况。

刮板的水平方向上的振动的大小优选为4μm以上。即，刮板的水平方向的振幅优选为4μm以上。在该情况下，能够充分地降低刮板与粉体3的界面的摩擦阻力，从而能够进一步提高粉体3的流动性。在该情况下，刮板的水平方向的振幅优选为例如40μm以下。由此，能够抑制粉体3过度大幅地振动从而粉体3成为粉尘而飞散并污染周围的情况。

刮板为例如圆柱状，例如以使圆柱的轴向（圆柱的高度方向）与片材4的上表面平行且与片材4的移动方向交叉（例如正交）的方式配置。圆柱状的刮板通过以使刮板的圆柱的轴向上的两端在水平方向上滑动的方式利用带轴承的支柱进行固定而配置。水平方向上的滑动量可以通过在刮板设置止动件等来进行调整。另外，通过将刮板的轴心设为插入圆形状轴承的口径的形状并对刮板直径与轴承口径之差进行调整，能够对垂直方向上的振动量进行调整。由此，能够形成水平方向的振幅大于垂直方向的振幅的关系。

［粉体层的制造方法］

以下，对粉体层5的制造方法进行说明。若使用粉体涂敷装置1，则能够制造粉体层5。

粉体层5的制造方法包括如下工序：一边使集电体等片材4在规定的方向上移动，一边向片材4的表面供给粉体3（粉体供给工序）；使用第一级刮板11以及第二级刮板12对供给到片材4的表面的粉体3的厚度以及单位面积重量进行调整（粉体整列工序）。

首先，制作粉体3。粉体3的原料并没有特别限定，例如可以使用包含活性物质的粒子组。对向活性物质及粘结剂加入了适当的添加物（例如导电材料）的物质进行混合，从而制作粉体3。作为混合的方法，例如有利用乳钵、球磨机、混合器等来进行混合的方法。特别是，不使用溶剂等来对粉体3进行混合的方法没有材料劣化，是优选的。

在粉体供给工序中，一边使片材4在规定的方向上移动，一边使用料斗等粉体供给装置向片材4的表面供给粉体3。片材4也可以是片状以外的形状、例如板以及块形状。在该情况下，也可以是间歇性地流过板以及块的形态。

粉体整列工序是使用粉体涂敷装置1的第一级刮板11以及第二级刮板12使粉体3在片材4的表面上整齐排列的工序。即，在粉体整列工序中，使用第一级刮板11以及第二级刮板12对供给到片材4的表面的粉体3的厚度以及单位面积重量进行调整。此时，第一级刮板11以及第二级刮板12以2kHz以上且300kHz以下的频率振动。第一级刮板11以及第二级刮板12以成为在涂敷宽度方向上错开固有振动的四分之一波长的位置关系的方式分别配置。

粉体层5的制造方法可以进一步包括粉体片材化工序。粉体片材化工序是使用粉体涂敷装置1的辊压对整齐排列于片材4的粉体3进行压缩的工序。由此，在片材4的表面形成压缩粉体层5而成的压缩粉体层。

如上所述，在粉体层5的制造方法中，通过依次进行粉体供给工序以及粉体整列工序，在片材4的表面形成由粉体3构成的粉体层5。这样的片材4与粉体层5的层叠体能够用于能量设备。例如，在使用集电体作为片材4并使用活性物质作为粉体3的情况下，能够制造能量设备用的电极。

对于使用粉体涂敷装置1制作出的能量设备，能够赋予粉体3流动性并直接进行涂敷，并且具有单位面积重量偏差较小的粉体层5。因此，根据粉体层5的制造方法，并不使用使粉体3分散在溶剂等中并进行涂敷随后使其干燥的工序，而是使用直接涂敷粉体3的工序，因此能够防止溶剂所导致的材料的劣化，并且能够抑制成本上升。另外，由于粉体层5的单位面积重量均匀，因此能够提高作为能量设备内的电极的品质，从而能够以低成本制造具有良好的品质的能量设备。

需要说明的是，粉体层5也可以是进一步进行了辊压工序的压缩粉体层。

［粉体层］

本发明的一方案的能量设备的粉体层5的在作为片材4的集电体上形成的膜厚为30μm以上。另外，粉体层5包含由至少一种粒子材料构成的粉体。另外，粉体层5中包含的溶剂的浓度为50ppm以下，单位面积重量偏差较小。

由此，实现单位面积重量偏差较小且溶剂所导致的劣化得到抑制的粉体层5。另外，由于无需溶剂的干燥，因此能够削减用于使溶剂干燥的能耗，故而能够抑制环境负担并且抑制制造成本的高涨化。因此，通过将这样的粉体层5用于能量设备，能够提高能量设备的输出以及品质，降低环境负担，并且实现低成本化。

本实施方式的粉体层5例如能够用于全固态电池。

以下，对粉体层5的详细情况进行叙述。

粉体层5形成在作为片材4的集电体上。粉体层复合体是能量设备的粉体层5。例如，粉体层复合体被用作能量设备的电极，或者被用于全固态电池。需要说明的是，集电体也可以进一步具备位于集电体与粉体层5之间的其他层。其他层例如是包括导电性碳材料等的连接层等。

粉体层5的膜厚为30μm以上。粉体层5的膜厚的上限值并没有特别限制，例如为2000μm以下。

另外，粉体层5包含由至少一种粒子材料构成的粉体3。

粉体层5中包含的溶剂的浓度为50ppm以下。也就是说，粉体层5实质上不包含溶剂。在此，实质上不包含是指完全不包含的情况以及作为杂质等不可避免地以50ppm以下包含的情况。溶剂的浓度为重量基准的浓度。

俯视观察下的粉体层5的大小例如为30mm×30mm以上。俯视观察下的粉体层5的大小的上限并没有特别限制，例如为300mm×500mm以下。

在粉体层5的表面的任意的30mm×30mm的区域中，粉体层5的单位面积重量偏差为8%以下。

作为单位面积重量的测定方法，例如通过以下的方法进行。首先，从上下压制粉体层5和集电体从而进行压固，然后，将粉体层5和集电体冲裁为直径5mm以上且直径9mm以下的圆形，对冲裁后的粉体层5和集电体的合计重量进行测定。然后，从上述合计重量中减去预先测定出的以直径5mm以上且直径9mm以下冲裁的同批次的集电体的重量，由此求出粉体层5的重量。将该重量除以直径5mm以上且直径9mm以下的圆的面积，由此能够求出单位面积重量。

另外，单位面积重量的偏差的测定例如通过以下的方法进行。首先，选择俯视观察下的粉体层5的表面的任意的30mm×30mm的区域。该区域可以是粉体层5的表面的中央部的区域，也可以是包括粉体层5的端部的区域。然后，在该区域的范围内，例如以直径5mm以上且直径9mm以下的圆形冲裁五个部位以上，利用上述的方法对单位面积重量进行测定。出于提高偏差的测定的精度的观点，也可以冲裁九个部位以上。将冲裁的所有部位的单位面积重量的平均值、与冲裁的各个部位的单位面积重量中与该平均值之差最大的部位的单位面积重量之差（详细而言是差的绝对值）除以该平均值，由此算出单位面积重量偏差。也就是说，单位面积重量偏差为8%以下意味着在冲裁的任一部位，单位面积重量与该平均值之差均为该平均值的8%以下。

对于粉体层5，例如通过如下方式形成：向供给到片材4的表面的粉体3赋予高频的振动，从而在对粉体3赋予流动性的同时使粉体层5中的粉体3整齐排列，详细内容将在后叙述。由于在宽度方向上单位面积重量偏差也较小，因此能够高品质地制作大小为30mm×30mm以上且厚度为30μm以上的粉体层5。因此，能够将粉体层5用于大型高容量的能量设备。

另外，粉体层5例如经过实质上不包含溶剂的涂敷工序而制作。因此，能够形成实质上不包含溶剂的粉体层5。由此，粉体层5不存在因溶剂所导致的损伤。因此，由于粉体层5的劣化得到抑制且粉体层5中的粉体3的单位面积重量偏差较小，因此能够形成高输出且具有优异的品质的大型高容量的能量设备的粉体层5。

另外，粉体层5例如能够用于全固态电池等能量设备的正极、负极、或固态电解质层。

在粉体层5被用于正极的情况下，例如，片材4为正极集电体，包含粉体3的粉体层5为正极合剂层。也就是说，正极合剂层形成在正极集电体上。正极合剂层中的粉体3包含正极活性物质和具有离子传导性的固态电解质作为至少一种粒子材料。

在粉体层5被用于负极的情况下，例如，片材4为负极集电体，包含粉体3的粉体层5为负极合剂层。也就是说，负极合剂层形成在负极集电体上。负极合剂层中的粉体3包含负极活性物质和具有离子传导性的固态电解质作为至少一种粒子材料。

在粉体层5被用于固态电解质层的情况下，例如，包含粉体3的粉体层5为固态电解质层。固态电解质层形成于上述正极中的粉体层5的表面或负极中的粉体层5的表面。固态电解质层中的粉体3包含具有离子传导性的固态电解质作为至少一种粒子材料。

正极合剂层、负极合剂层以及固态电解质层中包含的溶剂的浓度为50ppm以下。即，正极合剂层、负极合剂层以及固态电解质层实质上不包含溶剂。在此，实质上不包含溶剂是指，这些层完全不包含溶剂的情况以及在这些层中作为杂质等不可避免地包含50ppm以下的溶剂的情况。

需要说明的是，溶剂是指例如有机溶剂。另外，溶剂的测定方法并没有特别限定，例如可以使用气相色谱法以及质量变化法等进行测定。作为有机溶剂，例如，包括庚烷、二甲苯以及甲苯等无极性有机溶剂、叔胺系溶剂、醚系溶剂、硫醇系溶剂以及酯系溶剂等极性有机溶剂、和它们的组合。叔胺系溶剂的例子包括三乙胺、三丁胺以及三戊胺。醚系溶剂的例子包括四氢呋喃以及环戊基甲醚。硫醇系溶剂的例子包括乙硫醇。酯系溶剂的例子包括丁酸丁酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯。

接下来，对正极合剂层、负极合剂层以及固态电解质层中使用的材料的详细内容进行叙述。

正极活性物质是锂（Li）等金属离子以比负极高的电位在晶体结构内插入或脱离并且伴随于锂等金属离子的插入或脱离而进行氧化或还原的物质。正极活性物质的种类根据全固态电池的种类来适当选择，例如可以列举出氧化物活性物质、硫化物活性物质等。

本实施方式中的正极活性物质例如使用氧化物活性物质（含锂过渡金属氧化物）。作为氧化物活性物质，例如可以列举出LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiCoPO₄、LiNiPO₄、LiFePO₄、LiMnPO₄以及将这些化合物的过渡金属用一种或两种不同种类元素置换而得到的化合物等。作为将上述化合物的过渡金属用一种或两种不同种类元素置换而得到的化合物，可以使用LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂、LiNi_0.5Mn_1.5O₂等公知的材料。正极活性物质可以使用一种，或者也可以组合使用两种以上。

作为正极活性物质的形状，例如可以列举出粒子状以及薄膜状等。在正极活性物质为粒子状的情况下，正极活性物质的粒径例如为50nm以上且30μm以下的范围，也可以在1μm以上且15μm以下的范围内。若将正极活性物质的粒径设为50nm以上，则处理性容易变好。另一方面，若将粒径设为30μm以下，则通过使用小粒径的活性物质，表面积变大，容易得到高容量的正极。需要说明的是，本说明书中的正极合剂层或负极合剂层中包含的材料的粒径例如为上述的平均粒径（D50）。

正极合剂层中的正极活性物质的含量并没有特别限定，例如可以在40重量%以上且99重量%以下的范围内，也可以为70重量%以上且95重量%以下。

也可以用涂层覆盖正极活性物质的表面。这是因为能够抑制正极活性物质（例如氧化物活性物质）与固态电解质（例如，硫化物系固态电解质）的反应。作为涂层的材料，例如可以列举出LiNbO₃、Li₃PO₄、LiPON等Li离子传导性氧化物。涂层的平均厚度在例如1nm以上且20nm以下的范围内，也可以在1nm以上且10nm以下的范围内。

在正极合剂层中包含的正极活性物质与固态电解质的比例按照重量换算设为正极活性物质/固态电解质=重量比的情况下，重量比可以在1以上且19以下的范围内，也可以在2.3以上且19以下的范围内。通过在该重量比的范围内，容易确保正极合剂层内的锂离子传导路径以及电子传导路径这双方。

负极活性物质是锂等金属离子以比正极低的电位在晶体结构内插入或脱离并且伴随于锂等金属离子的插入或脱离而进行氧化或还原的物质。

作为本实施方式中的负极活性物质，例如可以使用锂、铟、锡、硅这些与锂的易合金化金属、硬碳、石墨等碳材料、以及Li₄Ti₅O₁₂、SiO_x等氧化物活性物质等公知的材料。另外，作为负极活性物质，还可以使用将上述的负极活性物质适当混合而得到的复合体等。

负极活性物质的粒径例如为30μm以下。通过使用小粒径的活性物质，表面积变大，能够成为高容量。

在负极合剂层中包含的负极活性物质与固态电解质的比例按照重量换算设为负极活性物质/固态电解质=重量比的情况下，例如，重量比在0.6以上且19以下的范围内，也可以在1以上且5.7以下的范围内。由于在该重量比的范围内，容易确保负极合剂层内的锂离子传导路径和电子传导路径这双方。

固态电解质根据传导离子种类（例如锂离子）来适当选择即可，例如，大致能够分为硫化物系固态电解质、氧化物系固态电解质和卤化物系固态电解质。

本实施方式中的硫化物系固态电解质的种类并没有特别限定，作为硫化物系固态电解质，例如可以列举出Li₂S-SiS₂、LiI-Li₂S-SiS₂、LiI-Li₂S-P₂S₅、LiI-Li₂S-P₂O₅、LiI-Li₃PO₄-P₂S₅以及Li₂S-P₂S₅等。特别是，出于锂离子传导性优异的观点，硫化物系固态电解质可以包含Li、P以及S。硫化物系固态电解质可以使用一种，也可以组合使用两种以上。另外，硫化物系固态电解质可以是结晶质，也可以是非晶质，还可以是玻璃陶瓷。需要说明的是，上述“Li₂S-P₂S₅”的记载表示使用包含Li₂S以及P₂S₅的原料组成而成的硫化物系固态电解质，对于其它记载也是同样的。

在本实施方式中，硫化物系固态电解质的一方案是包含Li₂S以及P₂S₅的硫化物玻璃陶瓷，在Li₂S以及P₂S₅的比例按照摩尔换算设为Li₂S/P₂S₅=摩尔比的情况下，例如，摩尔比在2.3以上且4以下的范围内，也可以在3以上且4以下的范围内。通过在该摩尔比的范围内，能够在保持影响电池特性的锂浓度的同时设为离子传导性较高的晶体结构。

作为本实施方式中的硫化物系固态电解质的形状，例如可以列举出正球状、椭圆球状等粒子形状、薄膜形状等。在硫化物系固态电解质材料为粒子形状的情况下，硫化物系固态电解质的粒径并没有特别限定，但为了容易提高正极或负极内的填充率，可以是30μm以下，也可以是20μm以下，还可以是10μm以下。另一方面，硫化物系固态电解质的粒径可以为0.001μm以上，也可以为0.01μm以上。

接下来，对本实施方式中的氧化物系固态电解质进行说明。氧化物系固态电解质的种类并没有特别限定，可以列举出LiPON、Li₃PO₄、Li₂SiO₂、Li₂SiO₄、Li_0.5La_0.5TiO₃、Li_1.3Al_0.3Ti_0.7（PO₄）₃、La_0.51Li_0.34TiO_0.74、Li_1.5Al_0.5Ge_1.5（PO₄）₃等。氧化物系固态电解质可以使用一种，也可以组合使用两种以上。

接下来，对正极集电体以及负极集电体的详细内容进行叙述。

本实施方式中的正极例如具备由金属箔等构成的正极集电体。在正极集电体中，例如使用铝、金、铂、锌、铜、SUS、镍、锡、钛、或它们中的两种以上的合金等构成的箔状体、板状体、网状体等。

另外，对于正极集电体的厚度以及形状等，可以根据正极的用途而适当进行选择。

本实施方式中的负极例如具备由金属箔等构成的负极集电体。在负极集电体中，例如使用由SUS、金、铂、锌、铜、镍、钛、锡、或它们中的两种以上的合金等构成的箔状体、板状体、网状体等。

另外，对于负极集电体的厚度以及形状等，可以根据负极的用途而适当进行选择。

需要说明的是，粉体层5也可以是对粉体层5进行压制而成的压缩粉体层。

（实施例）

以下，通过以下的实施例对本发明进行具体说明。需要说明的是，本发明并不限定于以下的实施例。

在实施例1~2以及比较例1中，将刮板的形状设为圆柱形状，以振动频率为2.5kHz进行模拟，对刮板通过后的粉体层5的单位面积重量偏差进行了分析。

将其结果示于以下的表1中。

在实施例1中，第二级刮板12配置于比第一级刮板11靠行进方向侧的位置，第一级刮板11以及第二级刮板12以沿着粉体层宽度方向错开固有振动的四分之一波长的量的方式配置。

在实施例2中，在实施例1的结构的基础上，进一步地，以使第二级刮板12的振幅成为第一级刮板11的振幅的一半的方式使第二级刮板12进行了振动。

比较例1仅使用了第一级刮板11。在此，表1中的单位面积重量偏差是将粉体层宽度方向上的单位面积重量分布的标准偏差的值以比较例1的值基准化而得到。另外，振幅以第一级刮板11的振幅为1进行基准化。

在实施例1中，通过采用将第二级刮板12相对于第一级刮板11错开固有振动的四分之一波长的量而配置的结构，能够实现单位面积重量偏差较少的稳定的涂敷。另外，在实施例2中，通过将第二级刮板12的振幅设为第一级刮板11的二分之一，从而能够实现单位面积重量偏差更少的稳定的涂敷。

【表1】

（其他变形例）

以上，基于实施方式对本发明所涉及的粉体涂敷装置进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。

此外，对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的方案、在不脱离本公开的主旨的范围内通过将上述实施方式中的构成要素以及功能任意地组合而实现的方案也包括在本发明中。

根据本发明的粉体涂敷装置，能够形成降低了粉体层的表面被切削为正弦驻波状的凹凸构造所导致的单位面积重量偏差的、高性能且低环境负担的粉体层。

工业实用性

本发明的粉体涂敷装置以不使用溶剂的方式形成膜厚的偏差较少的均匀的粉体层，因此也能够应用于高品质的全固态电池的合剂层等用途。

附图标记说明

1：粉体涂敷装置、3：粉体、4：片材、5：粉体层、h1：第一级刮板与片材的空隙、h2：第二级刮板与片材的空隙、11：第一级刮板（第一刮板）、12：第二级刮板（第二刮板）、13：第三级刮板（第三刮板）、14：第四级刮板（第四刮板）。

Claims

1.一种粉体涂敷装置，具备：

驱动装置，其使构件在规定的方向上移动；

粉体供给装置，其向所述构件的表面供给粉体；以及

第一刮板及第二刮板，其以与所述构件之间形成有间隙的方式配置，对被所述粉体供给装置供给到所述构件的所述表面的所述粉体的厚度进行调整，

所述第一刮板及所述第二刮板以2kHz以上且300kHz以下的频率进行固有振动，

所述第一刮板位于比所述第二刮板靠所述粉体的供给侧的位置，

所述第二刮板相对于所述第一刮板沿着被供给到所述构件的所述表面的所述粉体的宽度方向错开所述固有振动的四分之一波长的量。

2.根据权利要求1所述的粉体涂敷装置，其中，

所述第一刮板的振幅为所述第二刮板的振幅以上。

3.根据权利要求1或2所述的粉体涂敷装置，其中，

所述第二刮板与所述构件的间隔为所述第一刮板与所述构件的间隔以上。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的粉体涂敷装置，其中，

所述粉体涂敷装置还具备第三刮板，该第三刮板配置于所述第二刮板的与所述第一刮板侧相反的一侧，

所述第三刮板相对于所述第二刮板沿着被供给到所述构件的所述表面的所述粉体的所述宽度方向错开所述固有振动的八分之一波长的量而配置。

5.根据权利要求4所述的粉体涂敷装置，其中，

所述粉体涂敷装置还具备第四刮板，该第四刮板配置于所述第三刮板的与所述第二刮板侧相反的一侧，

所述第四刮板以与所述第三刮板相对于所述第二刮板错开所述固有振动的八分之一波长的量而配置的方向成为相反方向的方式，相对于所述第二刮板沿着被供给到所述构件的所述表面的所述粉体的所述宽度方向错开所述固有振动的八分之一波长的量而配置。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的粉体涂敷装置，其中，

所述粉体的平均粒径（D50）为0.005μm以上且30μm以下。