JP6628505B2 - Method and apparatus for manufacturing electrode for secondary battery and method for manufacturing secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池用の電極の製造方法および製造装置と二次電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an electrode for a secondary battery and a method for manufacturing a secondary battery.
二次電池は、携帯電話、デジタルカメラ、ラップトップコンピュータなどのポータブル機器の電源としてはもちろん、車両用や家庭用の電源として広く普及してきており、なかでも、高エネルギー密度で軽量なリチウムイオン二次電池は、生活に欠かせないエネルギー蓄積デバイスになっている。 Secondary batteries are widely used not only as power sources for portable devices such as mobile phones, digital cameras, and laptop computers, but also as power sources for vehicles and homes. Secondary batteries have become energy storage devices that are indispensable for daily life.
二次電池は大別して捲回型と積層型に分類できる。捲回型二次電池の電池素子は、長尺の正極シートと長尺の負極シートとがセパレータによって隔離されつつ重ね合わされた状態で複数回巻き回された構造を有する。積層型二次電池の電池素子は、複数の正極シートと複数の負極シートとがセパレータによって隔離されながら交互に繰り返し積層された構造を有する。正極シートおよび負極シートは、集電体に活物質(結着剤や導電材などを含む合剤である場合も含む)が塗布された塗布部と、電極端子を接続するために活物質が塗布されていない未塗布部とを備えている。 Secondary batteries can be broadly classified into a wound type and a stacked type. A battery element of a wound type secondary battery has a structure in which a long positive electrode sheet and a long negative electrode sheet are wound a plurality of times in a state of being overlapped while being separated by a separator. The battery element of the stacked secondary battery has a structure in which a plurality of positive electrode sheets and a plurality of negative electrode sheets are alternately and repeatedly stacked while being separated by a separator. The positive electrode sheet and the negative electrode sheet are coated with an active material to connect an electrode part to an application part where an active material (including a mixture including a binder and a conductive material) is applied to a current collector. And an uncoated portion that has not been applied.
捲回型二次電池と積層型二次電池のいずれにおいても、正極端子の一端が正極シートの未塗布部に電気的に接続されて他端が外装容器(外装ケース)の外部に引き出され、負極端子の一端が負極シートの未塗布部に電気的に接続されて他端が外装容器の外部に引き出されるように、電池素子が外装容器内に封入されている。外装容器内には電池素子とともに電解液も封入されている。二次電池は年々大容量化する傾向にあり、これに伴って、仮に短絡が発生した場合の発熱がより大きくなり危険が増すため、電池の安全対策がますます重要になっている。 In any of the wound secondary battery and the stacked secondary battery, one end of the positive electrode terminal is electrically connected to an uncoated portion of the positive electrode sheet, and the other end is drawn out of the outer container (outer case), The battery element is sealed in the outer container so that one end of the negative electrode terminal is electrically connected to an uncoated portion of the negative electrode sheet and the other end is drawn out of the outer container. An electrolytic solution is sealed in the outer container together with the battery element. Secondary batteries tend to have large capacities year by year, and accompanying this, if a short circuit occurs, the heat generation becomes greater and the danger increases, so that battery safety measures are becoming increasingly important.
安全対策の例として、正極と負極との間の短絡を防止するため、塗布部と未塗布部の境界部分に絶縁部材が設けられた構成がある。しかし、例えばテープ状の絶縁部材が設けられることによって電池素子が部分的に厚くなると、体積あたりのエネルギー密度の低下や、電池素子を均等に押さえることができないことに起因する電気特性のばらつきやサイクル特性の低下など、電池の品質低下を生じるおそれがある。そこで、特許文献1には、活物質層の端部を部分的に薄肉に形成して、この薄肉部と未塗布部とにわたって絶縁部材を配置することにより、絶縁部材によって電池素子が部分的に厚くなることを防ぎ、電池の品質低下を抑えている構成が開示されている。そして、特許文献1では、活物質層の薄肉部を形成するために、活物質を集電体上に吐出するダイヘッドの吐出口内にシムを配置して、シムによって吐出口からの活物質の吐出厚さが薄い部分を生じさせて、厚肉部と薄肉部を同時に形成できる構成が採用されている。多数の電極を形成するために、長尺のシート状の集電体をダイヘッドに対向する位置を相対移動させながら、相対移動する集電体に向かってダイヘッドから活物質を含むスラリーを吐出して薄肉部と厚肉部と未塗布部を同時に形成し続ける、いわゆる連続塗工を行う場合には、特許文献1に示すように吐出口内にシムが配置されたダイヘッドを用いて厚肉部と薄肉部を形成できる。
As an example of a safety measure, there is a configuration in which an insulating member is provided at a boundary portion between an applied portion and an uncoated portion in order to prevent a short circuit between a positive electrode and a negative electrode. However, when the battery element is partially thickened by providing a tape-shaped insulating member, for example, the energy density per volume is reduced, and the variation and cycle of the electrical characteristics due to the inability to uniformly hold the battery element are caused. There is a possibility that the quality of the battery is deteriorated, such as deterioration of the characteristics. Therefore, in
一方、特許文献2〜4には、集電体の相対移動方向に沿って活物質層の未塗布部と塗布部を繰り返し形成する、いわゆる間欠塗工を行う構成が開示されている。間欠塗工において、未塗布部の形成時にはスラリーをダイヘッドから吐出しないが、その際にスラリーを収容部内に保持して動かさないのではなく、ダイヘッドを除く範囲に形成された循環経路内を循環させるのが好ましい。その理由は、スラリーを移動させず停滞させたままであると一部の成分が沈降するなどして粘度が変化し、塗布部の形成を再開する時に吐出性能が変化して、所望の寸法および特性の活物質層を形成できない可能性があるからである。未塗布部の形成時にも、スラリーを、ダイヘッドを除く範囲で移動(循環)させ続けておけば、一部の成分の沈降や粘度の変化が生じにくく、所望の寸法および特性の活物質層を形成しやすい。スラリーをダイヘッドへ供給して塗布部を形成するか、ダイヘッドを除く範囲に構成された循環経路を循環させて未塗布部を形成するかは、ダイヘッドと収容部の間に配置された弁(塗工弁およびリターン弁)によって切り替えることができる。
On the other hand,
特許文献2〜4に記載されているような間欠塗工を行う場合には、特許文献1に示すように吐出口内にシムが配置されたダイヘッドを用いて厚肉部と薄肉部を含む塗布部を形成することはできない。間欠塗工における厚肉部および薄肉部の形成は、ダイヘッドからのスラリーの吐出量の制御によって行われるが、この制御は容易ではなく、所望の厚さの薄肉部を精度良く形成することは困難である。
In the case of performing intermittent coating as described in
そこで本発明の目的は、前述した課題を解決して、集電体に活物質層の薄肉部と厚肉部とを順次形成する際に容易に精度良く薄肉部および厚肉部を形成することができる二次電池用の電極の製造方法および製造装置と二次電池の製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to easily and accurately form a thin portion and a thick portion when sequentially forming a thin portion and a thick portion of an active material layer on a current collector. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for manufacturing a secondary battery electrode and a method for manufacturing a secondary battery.
本発明の、集電体上に活物質層が形成された塗布部を有する二次電池用の電極の製造方法は、収容部から弁機構を介してダイヘッドに供給された活物質を含むスラリーを、ダイヘッドから集電体に向かって吐出させることにより、塗布部を形成する工程を含む。弁機構は、収容部とダイヘッドとの間に位置し、スラリーを収容部へ戻すためのリターン流路を開閉するリターン弁と、ダイヘッドへスラリーを供給するための吐出側流路を開閉する塗工弁と、リターン弁と塗工弁とを接続する連結流路と、を含む。塗布部を形成する工程は、活物質層の厚さが薄い薄肉部を形成する工程と、活物質層の厚さが厚い厚肉部を形成する工程と、を含む。薄肉部を形成する工程では、塗工弁を全開にしつつ、リターン弁を開くことによって、収容部から供給されたスラリーの一部を収容部に戻し、残りのスラリーをダイヘッドに向けて流れさせる。厚肉部を形成する工程では、塗工弁を全開にしたまま、リターン弁を閉じることによって、収容部から供給されたスラリーをダイヘッドに向けてのみ流れさせて収容部には戻さないか、あるいは、薄肉部を形成する際よりもリターン弁を小さな開度で開くことによって、薄肉部を形成する工程に比べて少量のスラリーを収容部に戻し、残りのスラリーをダイヘッドに向けて流れさせる。 The method of manufacturing an electrode for a secondary battery having a coating portion in which an active material layer is formed on a current collector according to the present invention includes a slurry containing an active material supplied from a housing portion to a die head via a valve mechanism. And forming a coating portion by discharging from the die head toward the current collector. The valve mechanism is located between the storage section and the die head, and is a return valve for opening and closing a return flow path for returning slurry to the storage section, and a coating for opening and closing a discharge side flow path for supplying slurry to the die head. A valve, and a connection passage connecting the return valve and the coating valve. The step of forming the application part includes a step of forming a thin part with a thin active material layer and a step of forming a thick part with a thick active material layer. In the step of forming the thin portion, a part of the slurry supplied from the storage unit is returned to the storage unit by opening the return valve while the coating valve is fully opened, and the remaining slurry is caused to flow toward the die head. In the step of forming the thick portion, while the coating valve is fully opened, by closing the return valve, the slurry supplied from the storage portion is allowed to flow only toward the die head and is not returned to the storage portion, or By opening the return valve at a smaller opening than when forming the thin portion, a smaller amount of slurry is returned to the storage portion than in the step of forming the thin portion, and the remaining slurry flows toward the die head.
本発明の、集電体上に活物質層が形成された塗布部を有する二次電池用の電極の製造装置は、活物質を含むスラリーを集電体に向かって吐出するダイヘッドと、スラリーを収容する収容部と、ダイヘッドと収容部との間に介在する弁機構と、弁機構とダイヘッドとを接続している吐出側流路と、弁機構と収容部とを接続している供給流路およびリターン流路と、吐出側流路へ向かうスラリーの流量とリターン流路へ向かうスラリーの流量とを変化させる弁機構と、弁機構の開度を調整する制御装置と、を含む。弁機構は、リターン流路を開閉するリターン弁と、吐出側流路を開閉する塗工弁と、リターン弁と塗工弁とを接続する連結流路と、を含む。制御装置は、集電体上に活物質層の厚さが薄い薄肉部を形成する際には、塗工弁を全開にしつつ、リターン弁を開くように制御することによって、供給流路から供給されるスラリーを吐出側流路とリターン流路の両方に流れさせる。集電体上に活物質層の厚さが厚い厚肉部を形成する際には、塗工弁を全開にしたまま、リターン弁を閉じるように制御することによって、供給流路から供給されるスラリーを吐出側流路のみに流れさせるか、あるいは、薄肉部を形成する際よりもリターン弁を小さな開度で開くように制御することによって、薄肉部を形成する工程においてリターン流路に流されるスラリーの量よりも少量のスラリーをリターン流路に流し、残りのスラリーをダイヘッドに向けて流れさせるようにリターン弁と前記塗工弁を制御する。 According to the present invention, an apparatus for manufacturing an electrode for a secondary battery having an application portion in which an active material layer is formed on a current collector includes a die head that discharges a slurry containing an active material toward the current collector, An accommodating section for accommodating, a valve mechanism interposed between the die head and the accommodating section, a discharge-side flow path connecting the valve mechanism and the die head, and a supply flow path connecting the valve mechanism and the accommodating section. And a return passage, a valve mechanism for changing a flow rate of the slurry toward the discharge-side flow path and a flow rate of the slurry toward the return flow path, and a control device for adjusting an opening degree of the valve mechanism. The valve mechanism includes a return valve that opens and closes a return flow path, a coating valve that opens and closes a discharge-side flow path, and a connection flow path that connects the return valve and the coating valve. When forming a thin-walled portion having a thin active material layer on the current collector, the control device controls the return valve to be open while the coating valve is fully opened, so that the supply from the supply flow path is performed. The slurry to be flowed flows through both the discharge side flow path and the return flow path. When forming a thick portion where the thickness of the active material layer is thick on the current collector, it is supplied from the supply flow path by controlling the return valve to be closed while the coating valve is fully opened. By allowing the slurry to flow only to the discharge-side flow path, or by controlling the return valve to open with a smaller opening than when forming the thin-walled part, the slurry is flowed to the return flow path in the step of forming the thin-walled part The return valve and the coating valve are controlled so that a smaller amount of slurry than the amount of the slurry flows through the return flow path, and the remaining slurry flows toward the die head.
本発明によると、集電体に活物質層の薄肉部と厚肉部とを順次形成する際に容易に精度良く薄肉部および厚肉部を形成することができる。 According to the present invention, when sequentially forming a thin portion and a thick portion of an active material layer on a current collector, the thin portion and the thick portion can be easily and accurately formed.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
[二次電池の構成]
図1(a),1(b)は、本発明の製造方法によって製造される積層型のリチウムイオン二次電池の構成の一例を模式的に示している。図1(a)は二次電池の主面(扁平な面)に対して垂直上方から見た平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図である。図2は正極の要部の拡大断面図である。
本発明のリチウムイオン二次電池1は、正極(正極シート)2と負極(負極シート)3とが、セパレータ4を介して交互に複数層積層された電極積層体(電池素子)17を備えている。この電極積層体17は電解液5と共に、可撓性フィルム6からなる外装容器に収納されている。電極積層体17の正極2には正極端子7の一端が、負極3には負極端子8の一端がそれぞれ接続されている。正極端子7の他端側および負極端子8の他端側は、それぞれ可撓性フィルム6の外部に引き出されている。図1(b)では、電極積層体17を構成する各層の一部(厚さ方向の中間部に位置する層)を図示省略して、電解液5を示している。図1(b)では、見やすくするために、正極2と負極3とセパレータ4とがそれぞれ互いに接触していないように図示しているが、実際にはこれらは密着して積層されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of secondary battery]
FIGS. 1A and 1B schematically show an example of the configuration of a stacked lithium ion secondary battery manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 1A is a plan view viewed from above perpendicularly to a main surface (flat surface) of the secondary battery, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A. . FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the positive electrode.
The lithium ion
正極2は、正極用の集電体(正極集電体)9と、その正極集電体9に塗布された正極用の活物質層(正極活物質層)10とを含む。正極集電体9の表面と裏面には、正極活物質層10が形成された塗布部と正極活物質層10が形成されていない未塗布部とが、長手方向に沿って並んで位置する。そして、図2に拡大して示すように、本実施形態の正極集電体9の両面の正極活物質層10は、厚肉部10aと薄肉部10bとからなる。負極3は、負極用の集電体(負極集電体)11とその負極集電体11に塗布された負極用の活物質層(負極活物質層)12とを含む。負極集電体11の表面と裏面には塗布部と未塗布部とが、長手方向に沿って並んで位置する。
The
正極2と負極3のそれぞれの未塗布部は、電極端子(正極端子7または負極端子8)と接続するためのタブとして用いられる。正極2の正極タブ(正極集電体9)同士は正極端子7上にまとめられ、正極端子7とともに超音波溶接等で互いに接続される。負極3の負極タブ(負極集電体11)同士は負極端子8上にまとめられ、負極端子8とともに超音波溶接等で互いに接続される。そのうえで、正極端子7の他端部および負極端子8の他端部は、可撓性フィルム6からなる外装容器の外部にそれぞれ引き出されている。
Each uncoated portion of the
図2に示すように、正極活物質層10が形成されている塗布部の薄肉部10bと、正極活物質層10が形成されていない未塗布部とにまたがって、両者の間の境界部分13(正極活物質層10の終端位置と一致する)を覆うように、負極端子8との短絡を防止するための絶縁部材14が配置されている。この絶縁部材14が薄肉部10b上に位置する部分における、薄肉部10bの厚さと絶縁部材14の厚さとの和が、正極活物質層10の厚肉部10aの平均厚さよりも小さい。従って、絶縁部材14が配置された部分において正極2が部分的に厚くなってはいないので、体積あたりのエネルギー密度の低下が抑えられるとともに、電池素子を固定するために均等に押さえることができ、電気特性のばらつきやサイクル特性の低下などの電池の品質低下を抑制できる。
As shown in FIG. 2, a
負極3の塗布部(負極活物質層12)の外形寸法は正極2の塗布部(正極活物質層10)の外形寸法よりも大きく、セパレータ4の外形寸法よりも小さいか等しい。
本実施形態の負極3は、負極集電体11の両面に、薄肉部を持たない一様な厚さの負極活物質層12が形成されたものであり、絶縁部材14は設けられていない。
The outer dimensions of the coated part of the negative electrode 3 (negative electrode active material layer 12) are larger than the outer dimensions of the coated part of the positive electrode 2 (positive electrode active material layer 10) and smaller than or equal to the outer dimensions of the separator 4.
The
本実施形態の二次電池において、正極活物質層10を構成する活物質としては、例えばLiCoO2、LiNiO2、LiNi(1-x)CoO2、LiNix(CoAl)(1-x)O2、Li2MO3−LiMO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2などの層状酸化物系材料や、LiMn2O4、LiMn1.5Ni0.5O4、LiMn(2-x)MxO4などのスピネル系材料、LiMPO4などのオリビン系材料、Li2MPO4F、Li2MSiO4Fなどのフッ化オリビン系材料、V2O5などの酸化バナジウム系材料などが挙げられ、これらのうちの1種、または2種以上の混合物を使用することができる。
In the secondary battery of the present embodiment, as the active material forming the positive electrode
負極活物質層12を構成する活物質としては、黒鉛、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどの炭素材料や、リチウム金属材料、シリコンやスズなどの合金系材料、Nb2O5やTiO2などの酸化物系材料、あるいはこれらの複合物を用いることができる。
Examples of the active material constituting the negative electrode
正極活物質層10および負極活物質層12を構成する活物質合剤は、前記したそれぞれの活物質に、結着剤や導電助剤等が適宜加えられたものである。導電助剤としては、カーボンブラック、炭素繊維、または黒鉛などのうちの1種、または2種以上の組み合せを用いることができる。また、結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、変性アクリロニトリルゴム粒子などを用いることができる。
The active material mixture forming the positive electrode
正極集電体9としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金等を用いることができ、特にアルミニウムが好ましい。負極集電体11としては、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれらの合金を用いることができる。
As the positive electrode
電解液5としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類や、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)等の鎖状カーボネート類や、脂肪族カルボン酸エステル類や、γ−ブチロラクトン等のγ−ラクトン類や、鎖状エーテル類、環状エーテル類、などの有機溶媒のうちの1種、または2種以上の混合物を使用することができる。さらに、これらの有機溶媒にリチウム塩を溶解させることができる。 Examples of the electrolyte 5 include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, and butylene carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and dipropyl carbonate (DPC). Chain carbonates, aliphatic carboxylic acid esters, γ-lactones such as γ-butyrolactone, chain ethers, cyclic ethers, and one or more of organic solvents such as Mixtures can be used. Further, a lithium salt can be dissolved in these organic solvents.
セパレータ4は主に樹脂製の多孔膜、織布、不織布等からなり、その樹脂成分として、例えばポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、またはナイロン樹脂等を用いることができる。特にポリオレフィン系の微多孔膜は、イオン透過性と、正極と負極とを物理的に隔離する性能に優れているため好ましい。また、必要に応じて、セパレータ4には無機物粒子を含む層、芳香族ポリアミドを主とする層などの耐熱層を形成してもよく、無機物粒子としては、絶縁性の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物などを挙げることができ、なかでもTiO2やAl2O3を含むことが好ましい。 The separator 4 is mainly made of a porous film made of resin, a woven fabric, a nonwoven fabric, or the like. As the resin component, for example, a polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene, a polyester resin, an acrylic resin, a styrene resin, or a nylon resin may be used. it can. In particular, a polyolefin-based microporous membrane is preferable because of its excellent ion permeability and performance of physically separating the positive electrode and the negative electrode. If necessary, a heat-resistant layer such as a layer containing inorganic particles and a layer mainly containing aromatic polyamide may be formed on the separator 4. Examples of the inorganic particles include insulating oxides, nitrides, and the like. Sulfides, carbides, and the like can be given. Among them, TiO 2 and Al 2 O 3 are preferable.
外装容器としては、可撓性フィルム6からなるケースや缶ケース等を用いることができ、電池の軽量化の観点から可撓性フィルム6からなるケースを用いることが好ましい。可撓性フィルム6には、基材となる金属層の表裏面に樹脂層が設けられたものを用いることができる。金属層には、電解液5の漏出や外部からの水分の浸入を防止する等のバリア性を有するものを選択することができ、アルミニウムやステンレス鋼などを用いることができる。金属層の少なくとも一方の面には、変性ポリオレフィンなどの熱融着性樹脂層が設けられる。可撓性フィルム6の熱融着性樹脂層同士を対向させ、電極積層体17を収納する部分の周囲を熱融着することで外装容器が形成される。熱融着性の樹脂層が形成された面と反対側の面となる外装体表面にはナイロンフィルム、ポリエステルフィルムなどの樹脂層を設けることができる。
As the outer container, a case or a can case made of the
正極端子7としては、アルミニウムやアルミニウム合金で構成されたもの、負極端子8としては、銅や銅合金あるいはそれらにニッケルメッキを施したものなどを用いることができる。それぞれの端子7,8の他端部側は外装容器の外部に引き出される。それぞれの端子7,8の、外装容器の外周部分の熱溶着される部分に対応する箇所には、熱融着性の樹脂をあらかじめ設けておくことができる。
The
正極活物質層10の塗布部と未塗布部の境界部分13を覆うように形成される絶縁部材14には、ポリイミド、ガラス繊維、ポリエステル、ポリプロピレン、あるいはこれらを含む材料を用いることができる。テープ状の樹脂部材に熱を加えて境界部分13に溶着させたり、ゲル状の樹脂を境界部分13に塗布してから乾燥させたりすることで絶縁部材14を形成することができる。
Polyimide, glass fiber, polyester, polypropylene, or a material containing these can be used for the insulating
正極2および負極3の塗布部と未塗布部との境界部分や端部は、集電体9,11の延びる方向に直交する直線状でなく丸みを帯びた曲線状であってもよい。正極活物質層10と負極活物質層12のいずれにおいても、例えば製造上のばらつきや層形成能力に起因する不可避な各層の傾斜や凹凸や丸み等が生じていても構わない。
A boundary portion or an end portion between the coated portion and the non-coated portion of the
[二次電池の製造方法]
二次電池の製造にあたって、まず二次電池用の電極を製造する。具体的には、図3に示すように、複数の正極(正極シート)2を製造するための長尺の帯状の正極集電体9に、正極活物質層10を形成する。この正極活物質層10を正極集電体9の両面にそれぞれ間欠的に形成する。図3,4ではわかりにくいが、図1,2を参照して説明した通り、正極活物質層10は、主要部である厚肉部10aと、厚肉部10aの一端部に連続して設けられている薄肉部10bとからなる。この正極活物質層10の形成方法の詳細については後述する。未塗布部との境界部分13における塗布部(正極活物質層10)の端部は、正極集電体9に対して実質的に垂直に切り立っていても、図2に示すように傾斜していてもよい。そして、薄肉部10bと厚肉部10aの境界部分も、正極集電体9に対して実質的に垂直に切り立っていても、傾斜していてもよい。
[Method of Manufacturing Secondary Battery]
In manufacturing a secondary battery, first, an electrode for the secondary battery is manufactured. Specifically, as shown in FIG. 3, a positive electrode
次に、図4に示すように、塗布部(正極活物質層10が形成されている部分)と未塗布部(正極活物質層10が形成されていない部分)との境界部分13を覆うように絶縁部材14を形成する。図2に示すように、絶縁部材14の一方の端部14aは正極活物質層10の薄肉部10bの上に位置しており、他方の端部14bは未塗布部上に位置している。絶縁部材14の厚さが小さいと、絶縁性を十分に確保できないおそれがあるので、厚さは10μm以上であることが好ましい。絶縁部材14を確実に薄肉部10bに固定するために、絶縁部材14は塗布部と未塗布部との境界部分13から塗布部側に1.5mm以上にわたって延伸するように形成されることが好ましく、かつ、体積エネルギー密度の観点から、絶縁部材14が境界部分13から塗布部側に延伸する長さは20mm以下であることが好ましい。より好ましくは、絶縁部材14が境界部分13から塗布部側に延伸する長さは2mm以上かつ8mm以下である。また、本発明による電極積層体17の厚さの増大を抑制する効果を十分に得るためには、絶縁部材14の厚さが、正極活物質層10の厚肉部10aと薄肉部10bの厚さの差よりも小さいことが好ましい。
Next, as shown in FIG. 4, a
その後、個々の積層型電池に使用する正極2を得るために、図5(a)に2点鎖線で示す切断線15に沿って正極集電体9を裁断して分割し、図5(b)に示す所望の大きさの正極2を得る。切断線15は仮想的な線であって実際には形成されない。
Thereafter, in order to obtain the
また、図6に示すように、複数の負極(負極シート)3を製造するための大面積の負極集電体11の両面に負極活物質層12を間欠的に塗布する。負極活物質層12は、薄肉部を持たず一定の厚さを有している。負極活物質層12の端部(塗布部の端部)は、僅かに傾斜していても、負極集電体11に対して実質的に垂直に切り立っていてもよい。その後、個々の積層型電池に使用する負極3を得るために、図7(a)に2点鎖線で示す切断線16に沿って負極集電体11を裁断して分割し、図7(b)に示す所望の大きさの負極3を得る。切断線16は仮想的な線であって実際には形成されない。
In addition, as shown in FIG. 6, a negative electrode
このようにして形成された、図5(b)に示す正極2と図7(b)に示す負極3とを、セパレータ4を介して交互に積層し、正極端子7および負極端子8を接続することにより、電極積層体17を形成する。この電極積層体17を電解液5とともに、可撓性フィルム6からなる外装容器に収容して封止することによって、図1に示す二次電池1が形成される。
The
この二次電池1によると、正極2の塗布部と未塗布部の境界部分13を覆うように形成された絶縁部材14による厚さの増加分が、正極活物質層10の厚肉部10aよりも薄い薄肉部10bによって吸収(相殺)され、電極積層体17を部分的に厚くすることがないため、電極積層体17を均等に押さえて保持することができ、電気特性のばらつきやサイクル特性の低下などの品質低下を抑えることができる。厚肉部10aと薄肉部10bとの厚さの差が、絶縁部材14の厚さよりも大きければ、絶縁部材14による電極積層体17の部分的な厚さの増大を防ぐことができるため、極めて効果的である。ただし、厚肉部10aと薄肉部10bの厚さの差が絶縁部材14の厚さよりも小さくても、薄肉部10bを設けることによって電極積層体17の局所的な厚さの増大を小さく抑えることができ、ある程度の効果が得られる。
According to the
図7(b)に示す例では、正極2の未塗布部(正極タブ)に対向する位置に、負極3の未塗布部は存在せず塗布部が終端している。ただし、負極3の、正極2の未塗布部に対向する位置に、未塗布部が存在する構成にすることもできる。負極3の、正極2の未塗布部に対向しない端部には負極タブとなる未塗布部が設けられている。各活物質層10,12の終端位置(塗布部の端部の平面的な位置)は、集電体9,11の両面で異なっていても一致していてもよい。
本発明での各部材の厚さや距離などは、特に断りが無い限りは、任意の3点以上の場所における測定値の平均値を意味する。
In the example shown in FIG. 7B, the uncoated portion of the
In the present invention, the thickness and distance of each member mean an average value of measured values at arbitrary three or more points unless otherwise specified.
[電極の詳細な作製方法]
前記した本発明の二次電池の製造方法のうち、電極の詳細な作製方法について説明する。以下の説明は、正極2を製造する例に関するものであるが、負極3を以下の方法で製造することも可能である。
[Detailed production method of electrode]
Among the above-described methods for manufacturing a secondary battery of the present invention, a detailed method for manufacturing an electrode will be described. The following description relates to an example in which the
本発明において集電体上に活物質層を形成する方法は、主に、ダイヘッドを含むダイコータを用いて、長尺の集電体の長手方向に沿って活物質合剤の塗布部と未塗布部を交互に繰り返して形成する間欠塗布方式である。図8は、本発明において間欠塗布を行うダイコータ(製造装置)の構成の一例を示す図である。図8に示すように、間欠塗布を行うダイコータには、ダイヘッド20と、ダイヘッド20に連結された塗工弁21と、リターン弁29と、ポンプ22と、活物質合剤のスラリー23を収容する収容部であるメインタンク24とが設けられている。塗工弁21とダイヘッド20を繋ぐ吐出側流路31と、塗工弁21とリターン弁29を繋ぐ連結流路32が設けられている。また、メインタンク24と連結流路32とを繋ぐ供給流路33が設けられ、この供給流路33内にポンプ22が配置されている。さらに、リターン弁29とメインタンク24を繋ぐリターン流路35が形成されている。以上のような構成であるため、メインタンク24内のスラリー23は、ポンプ22によって供給流路33を通って連結流路32に導かれ、塗工弁21が開いている場合には吐出側流路31を通ってダイヘッド20に供給される。リターン弁29が開いている場合には、連結流路32のスラリー23がリターン流路35を通ってメインタンク24に戻される。このように、本実施形態では、メインタンク24からなる収容部と、ダイヘッド20との間に、塗工弁21とリターン弁29と連結流路32からなる弁機構が介在している。ダイヘッド20と対向する位置には、集電体9をダイヘッド20に対して相対移動させる相対移動手段が配置されている。本実施形態では、相対移動手段の一例であるローラ25の回転によって、活物質層を形成すべき集電体9が搬送される。そして、主に塗工弁21およびリターン弁29を制御する制御装置(シーケンサ)26が設けられている。この制御装置26は、塗工弁21およびリターン弁29に加えて、ポンプ22やダイヘッド20やローラ25も制御するものであってもよい。
In the present invention, the method of forming the active material layer on the current collector is mainly performed by using a die coater including a die head, and applying and coating the active material mixture along the longitudinal direction of the long current collector. This is an intermittent coating method in which parts are alternately and repeatedly formed. FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of a die coater (manufacturing apparatus) for performing intermittent coating in the present invention. As shown in FIG. 8, a die coater for performing intermittent coating contains a
図9に詳細に示す例では、塗工弁21は、吐出側流路31と連結流路32とに連通する弁箱21aと、弁箱21aの内部に設けられ貫通穴21bを有する弁座21cと、弁座21c上に配置されて貫通穴21bを開閉する弁体21dと、弁体29dに連結されて弁箱21aの外側に突出するシャフト21eを有する。同様に、リターン弁29は、リターン流路35と連結流路32とに連通する弁箱29aと、弁箱29aの内部に設けられ貫通穴29bを有する弁座29cと、弁座29c上に配置されて貫通穴29bを開閉する弁体29dと、弁体29dに連結されて弁箱29aの外側に突出するシャフト29eを有する。この弁機構を制御する制御装置26は、塗工弁21のシャフト21eに接続されてシャフト21eおよび弁体21dを移動させるモータ26aと、リターン弁29のシャフト29eに接続されてシャフト29eおよび弁体29dを移動させるモータ26bと、モータ26a,26bの動作を制御する制御部26cとを含む。
In the example shown in detail in FIG. 9, the
このダイコータを用いる本発明の電極の製造方法では、図10に示すように、未塗布部の形成時には、ポンプ22を作動させつつ、塗工弁21を閉じてリターン弁29を開く。従って、メインタンク24のスラリー23は、ポンプ22によって供給流路33を通って連結流路32に導かれた後、リターン弁29を介してリターン流路35を通ってメインタンク24に戻される。一方、塗工弁21は閉じているので、ダイヘッド20にはスラリー23は供給されず、ダイヘッド20からスラリー23を吐出することなく、ローラ25の回転によって集電体9を搬送する。
In the method of manufacturing an electrode according to the present invention using the die coater, as shown in FIG. 10, when forming the uncoated portion, the
次に、活物質層10の薄肉部10bを形成するため、塗工弁21を開くとともに、リターン弁29を少し閉じてその開度を小さくする。メインタンク24から供給流路33を通って連結流路32に導かれたスラリー23は、一部はリターン弁29を通ってリターン流路35からメインタンク24に戻され、残りの部分が塗工弁21を通って吐出側流路31からダイヘッド20へ送られる。従って、ローラ25の回転によって搬送される集電体9に向かってダイヘッド20から吐出されるスラリー23の量は少なく、薄肉部10bが良好に形成できる。
Next, in order to form the
所望の大きさの薄肉部10bを形成したら、塗工弁21を開いたままでリターン弁29を閉じることによって、厚肉部10aの形成に移行する。メインタンク24から供給流路33を通って連結流路32に導かれたスラリー23の全てが、リターン流路35に流れることなく、塗工弁21を通って吐出側流路31からダイヘッド20へ送られる。そして、ローラ25の回転によって搬送される集電体9に向かってダイヘッド20から吐出されるスラリー23の量が多く、薄肉部10bが良好に形成できる。なお、厚肉部10aの形成の際には、リターン弁29を完全に閉じるのではなく僅かに開いておいて、スラリー23の全てを吐出するのではなく、薄肉部10bの形成時よりも少ない量のスラリー23をリターン流路35に戻して残りのスラリー23を吐出することで、厚肉部10aを所望の厚さに制御してもよい。
After the
このように、制御装置26が塗工弁21およびリターン弁29の開閉を制御することによって、未塗布部と、塗布部の薄肉部10bと、厚肉部10aを良好にできる。具体的には、塗布部の形成を行っていない期間(未塗布部の形成時と電極の形成を行っていない時)は、メインタンク24と、供給流路33と、連結流路32と、リターン弁29と、リターン流路35とによって構成される循環経路をスラリー23が循環する。仮に、スラリー23が各流路内やメインタンク24内で停滞して一部の成分が沈降するなどしてスラリー23の粘度が変動すると、ダイヘッド20からのスラリー23の吐出を再開した時に所望の吐出性能が得られず、塗布部10を良好に形成できない可能性がある。しかし、本発明では、前述した循環経路内をスラリーが循環し続けるため、一部の成分が沈降する可能性が低く、粘度の変動を抑えることができるため、ダイヘッド20からのスラリー23の吐出を再開した時に、所望の吐出性能が実現できて塗布部10を良好に形成できる。
As described above, the
また、薄肉部10bの形成時には、連結流路32に供給されたスラリー23の一部のみをダイヘッド20に供給して薄肉部10bを形成する。仮に、塗工弁21の開度の調節によってダイヘッド20へ供給するスラリー23の量を調節すると、塗工弁21の開度の変化時に、吐出側流路31に向かって移動することで開度を調整する弁体21dによってスラリー23が押されるなどして、吐出側流路31内のスラリー23の流速のばらつきや圧力変動を生じ、塗工弁21の開閉直後や開度の変更直後に、ダイヘッド20からのスラリー23の吐出性能が乱れる可能性がある。その結果、特に薄肉部10bの端部やその近傍において活物質層10に意図しない凹凸が生じ、そのようにして形成した電極を用いて二次電池を製造した場合には、電池特性にばらつきが生じる可能性がある。それに対し、本発明では、塗工弁21の開度の調節は行わず全開の状態であり、リターン弁29の開度の調節によって、ダイヘッド20へ供給するスラリー23の量を調節する。リターン弁29の弁体29dは、ダイヘッド20へ向かう吐出側流路31に位置していないため、リターン弁29の開度の調節時に弁体29dの移動によって吐出側流路31のスラリー23が直接押し出されることはなく、流速や圧力の変化を極めて小さくすることができる。従って、ダイヘッド20からのスラリー23の吐出性能が乱れることなく、薄肉部10aを良好に形成することができる。また、厚肉部10aの形成時には、同様に塗工弁21を全開の状態のままに保ちつつ、リターン弁29を閉じることによって、吐出側流路31内のスラリー23には流量のばらつきや圧力変動はあまり伝わらず、ダイヘッド20からのスラリー23の吐出性能が乱れることなく、厚肉部10aを形成することができる。
When forming the
このように、本実施形態では、薄肉部10bの形成と厚肉部10aの形成の移行時に、吐出側流路31に隣接している塗工弁21は変化させず全開のままにして、ダイヘッド20および吐出側流路31に直接影響を与えることが少ないリターン弁29の開度の調節によって、ダイヘッド20に供給するスラリー23の量を間接的に調節して供給量を変えることができる。その結果、安定した吐出性能で、特に端部に意図しない凹凸が生じることを抑えて、薄肉部10bも厚肉部10aも良好に形成することができる。
As described above, in the present embodiment, at the transition between the formation of the
[変形例]
本実施形態の変形例として、前述した塗工弁とリターン弁の制御に加えて、図11に示すように、ダイヘッド20を集電体9およびローラ25に対して近づけたり遠ざけたりするように移動させるダイヘッド移動手段(例えばサーボモータ37)が設けられた構成にしてもよい。その場合、薄肉部10bの形成時には、厚肉部10aの形成時に比べてダイヘッド20を集電体9に近づけ、厚肉部10aを形成する際にはダイヘッド20を、薄肉部10bの形成時よりも集電体9から遠ざけることによって、薄肉部10bからの厚肉部10aへの移行を短い距離で行いことができる。ここでは、サーボモータ37によってダイヘッド20を移動させ、吐出距離(ダイヘッド20から集電体9までの間隔)を変えている。
[Modification]
As a modification of the present embodiment, in addition to the control of the coating valve and the return valve described above, the
[他の変形例]
さらに他の変形例では、図12に示すようにリターン流路35内にサブタンク36が設けられている。サブタンク36を設けることによって、特に、リターン流路35を含む循環経路をスラリー23が循環する未塗布部形成と、リターン流路35をスラリー23が流れない塗布部形成との移行時に、サブタンク36の液面が変動することによって、メインタンク24の液面の大きな変動を抑えられる。仮にメインタンク24の液面が大きく変動すると、ダイヘッド20へ向かうスラリー23の流れが不安定になるおそれがあるが、図12に示す例では、サブタンク36の液面変動の効果によってメインタンク24の液面変動を小さく抑えられる。前述したように、薄肉部10bの形成と厚肉部10aの形成との移行時に塗工弁21の開度を変えるのではなくリターン弁29の開度を変えることによって、スラリー23の吐出性能を安定させることに加えて、本変形例では、未塗布部の形成と塗布部の形成との移行時のスラリー23の吐出性能を安定させることもできるので、厚肉部10aおよび薄肉部10bをより高精度に形成することが容易に行える。
[Other Modifications]
In still another modification, a
以上説明した実施形態は、正極2のみに絶縁部材14が設けられて負極3には絶縁部材が設けられない構成であって、正極活物質層10が厚肉部10aと薄肉部10bとからなり、負極活物質層12が厚肉部のみからなる(薄肉部を持たない)構成である。ただし、負極3のみに絶縁部材が設けられて正極2には絶縁部材14が設けられず、正極活物質層10が厚肉部10aのみからなり、負極活物質層12が厚肉部と薄肉部とからなる構成にすることもできる。また、正極2と負極3のいずれにも絶縁部材が設けられ、正極活物質層10と負極活物質層12のいずれも、厚肉部と薄肉部とを有する構成にすることもできる。いずれの構成であっても、厚肉部と薄肉部とを有する活物質層において、絶縁部材の一部を薄肉部上に配置して、厚肉部と薄肉部の厚さの差によって絶縁部材による厚さの増大の少なくとも一部を吸収(相殺)することにより、電池素子の厚さの増大を抑制する効果が得られる。
The embodiment described above has a configuration in which the insulating
本発明はリチウムイオン二次電池とその電極の製造方法に有用であるが、リチウムイオン電池以外の二次電池とその電極の製造方法に適用しても有効である。 The present invention is useful for a method of manufacturing a lithium ion secondary battery and its electrode, but is also effective when applied to a secondary battery other than a lithium ion battery and a method of manufacturing its electrode.
1 リチウムイオン二次電池
2 正極(正極シート)
3 負極(負極シート)
4 セパレータ
5 電解液
6 可撓性フィルム
7 正極端子
8 負極端子
9 正極用の集電体(正極集電体)
10 正極用の活物質層(正極活物質層)
10a 厚肉部
10b 薄肉部
11 負極用の集電体(負極集電体)
12 負極用の活物質層(負極活物質層)
13 境界部分
14 絶縁部材
17 電極積層体(電池素子)
20 ダイヘッド
21 塗工弁(弁機構)
21a,29a 弁箱
21b,29b 貫通穴
21c,29c 弁座
21d,29d 弁体
21e,29e シャフト
22 ポンプ
23 活物質合剤のスラリー
24 メインタンク(収容部)
25 相対移動手段(ローラ)
26 制御装置
26a,26b モータ
26c 制御部
29 リターン弁(弁機構)
31 吐出側流路
32 連結流路(弁機構)
33 供給流路
35 リターン流路
36 サブタンク(収容部)
37 ダイヘッド移動手段(サーボモータ)
1 Lithium ion
3 Negative electrode (negative electrode sheet)
Reference Signs List 4 separator 5
10 Active material layer for positive electrode (positive electrode active material layer)
10a
12 Active material layer for negative electrode (negative electrode active material layer)
13
20 die
21a,
25 Relative moving means (roller)
26
31 discharge
33
37 Die head moving means (servo motor)
Claims (15)
収容部から弁機構を介してダイヘッドに供給された活物質を含むスラリーを、ダイヘッドから前記集電体に向かって吐出させることにより、前記塗布部を形成する工程を含み、
前記塗布部を形成する工程は、前記活物質層の厚さが薄い薄肉部を形成する工程と、前記活物質層の厚さが厚い厚肉部を形成する工程と、を含み、
前記弁機構は、前記収容部と前記ダイヘッドとの間に位置し、前記スラリーを前記収容部へ戻すためのリターン流路を開閉するリターン弁と、前記ダイヘッドへ前記スラリーを供給するための吐出側流路を開閉する塗工弁と、前記リターン弁と前記塗工弁とを接続する連結流路と、を含み、
前記薄肉部を形成する工程では、前記塗工弁を全開にしつつ、前記リターン弁を開くことによって、前記収容部から供給された前記スラリーの一部を前記収容部に戻し、残りの前記スラリーを前記ダイヘッドに向けて流れさせ、
前記厚肉部を形成する工程では、
前記塗工弁を全開にしたまま、前記リターン弁を閉じることによって、前記収容部から供給された前記スラリーを前記ダイヘッドに向けてのみ流れさせて前記収容部には戻さないか、
あるいは、前記薄肉部を形成する際よりも前記リターン弁を小さな開度で開くことによって、前記薄肉部を形成する工程に比べて少量の前記スラリーを前記収容部に戻し、残りの前記スラリーを前記ダイヘッドに向けて流れさせる、
二次電池用の電極の製造方法。 A method for manufacturing an electrode for a secondary battery having an application portion on which an active material layer is formed on a current collector,
A step of forming the coating section by discharging a slurry containing the active material supplied to the die head via the valve mechanism from the storage section toward the current collector from the die head,
The step of forming the application section includes a step of forming a thin portion in which the thickness of the active material layer is thin, and a step of forming a thick portion in which the thickness of the active material layer is thick,
The valve mechanism is located between the storage unit and the die head, a return valve for opening and closing a return flow path for returning the slurry to the storage unit, and a discharge side for supplying the slurry to the die head. A coating valve that opens and closes a flow path, including a connection flow path that connects the return valve and the coating valve,
In the step of forming the thin portion, by fully opening the coating valve and opening the return valve, a part of the slurry supplied from the storage unit is returned to the storage unit, the remaining slurry Let it flow towards the die head,
In the step of forming the thick portion,
By keeping the coating valve fully open and closing the return valve, the slurry supplied from the storage section is allowed to flow only toward the die head and is not returned to the storage section,
Alternatively, by opening the return valve at a smaller opening than when forming the thin portion, a smaller amount of the slurry is returned to the storage portion than in the step of forming the thin portion, and the remaining slurry is removed. Let it flow towards the die head,
A method for manufacturing an electrode for a secondary battery.
前記未塗布部を形成する工程では、前記塗工弁を閉じて前記リターン弁を開き、
前記薄肉部を形成する工程では、前記塗工弁を、前記厚肉部を形成する際と同等に開くとともに、前記リターン弁を、前記未塗布部を形成する際よりも小さく開く、請求項1または2に記載の二次電池用の電極の製造方法。 Further comprising a step of forming an uncoated portion on which the active material layer is not formed on the current collector,
In the step of forming the uncoated portion, the coating valve is closed and the return valve is opened,
In the step of forming the thin portion, the coating valve, is opened to the equivalent time of forming the thick portion, the return valve opens less than when forming the uncoated portion, claim 1 3. The method for producing an electrode for a secondary battery according to item 2 .
前記未塗布部を形成する工程では、前記メインタンクから供給された前記スラリーを前記サブタンクに戻し、
前記薄肉部を形成する工程では、前記メインタンクから供給された前記スラリーの前記一部を前記サブタンクに戻すとともに、残りの前記スラリーを前記ダイヘッドに供給し、
前記厚肉部を形成する工程では、前記メインタンクから供給された前記スラリーを前記ダイヘッドに向けてのみ流れさせるか、あるいは、前記薄肉部を形成する工程に比べて少量の前記スラリーを前記サブタンクに戻し、残りの前記スラリーを前記ダイヘッドに供給する、請求項3に記載の二次電池用の電極の製造方法。 The storage section includes a main tank connected to the supply flow path and the return flow path connected to the valve mechanism, and a sub-tank is provided in the return flow path,
In the step of forming the uncoated portion, the slurry supplied from the main tank is returned to the sub tank,
In the step of forming the thin portion, the part of the slurry supplied from the main tank is returned to the sub tank, and the remaining slurry is supplied to the die head,
In the step of forming the thick portion, the slurry supplied from the main tank is allowed to flow only toward the die head, or a smaller amount of the slurry is supplied to the sub tank as compared to the step of forming the thin portion. The method for manufacturing an electrode for a secondary battery according to claim 3 , wherein the slurry is returned and the remaining slurry is supplied to the die head.
前記正極を形成する工程と前記負極を形成する工程のいずれか一方または両方が、請求項1から7のいずれか1項に記載の二次電池用の電極の製造方法の各工程を含む、二次電池の製造方法。 Forming a positive electrode by forming an active material layer for the positive electrode on both surfaces of the current collector for the positive electrode, and forming an active material layer for the negative electrode on both surfaces of the current collector for the negative electrode to form the negative electrode And a step of laminating the positive electrode and the negative electrode with a separator interposed therebetween, comprising:
8. One or both of the step of forming the positive electrode and the step of forming the negative electrode include each step of the method for manufacturing an electrode for a secondary battery according to any one of claims 1 to 7. Manufacturing method of secondary battery.
活物質を含むスラリーを前記集電体に向かって吐出するダイヘッドと、
前記スラリーを収容する収容部と、
前記ダイヘッドと前記収容部との間に介在する弁機構と、
前記弁機構と前記ダイヘッドとを接続している吐出側流路と、
前記弁機構と前記収容部とを接続している供給流路およびリターン流路と、
前記吐出側流路へ向かう前記スラリーの流量と前記リターン流路へ向かう前記スラリーの流量とを変化させる弁機構と、
前記弁機構の開度を調整する制御装置と、
を含み、
前記弁機構は、
前記リターン流路を開閉するリターン弁と、
前記吐出側流路を開閉する塗工弁と、
前記リターン弁と前記塗工弁とを接続する連結流路と、を含み、
前記制御装置は、
前記集電体上に前記活物質層の厚さが薄い薄肉部を形成する際には、前記塗工弁を全開にしつつ、前記リターン弁を開くように制御することによって、前記供給流路から供給される前記スラリーを前記吐出側流路と前記リターン流路の両方に流れさせ、
前記集電体上に前記活物質層の厚さが厚い厚肉部を形成する際には、
前記塗工弁を全開にしたまま、前記リターン弁を閉じるように制御することによって、前記供給流路から供給される前記スラリーを前記吐出側流路のみに流れさせるか、
あるいは、前記薄肉部を形成する際よりも前記リターン弁を小さな開度で開くように制御することによって、前記薄肉部を形成する工程において前記リターン流路に流される前記スラリーの量よりも少量の前記スラリーを前記リターン流路に流し、残りの前記スラリーを前記ダイヘッドに向けて流れさせるように前記リターン弁と前記塗工弁を制御する、
二次電池用の電極の製造装置。 An apparatus for manufacturing an electrode for a secondary battery having a coating portion on which an active material layer is formed on a current collector,
A die head for discharging a slurry containing an active material toward the current collector,
A storage unit for storing the slurry,
A valve mechanism interposed between the die head and the housing,
A discharge-side flow path connecting the valve mechanism and the die head,
A supply flow path and a return flow path connecting the valve mechanism and the housing section,
A valve mechanism for changing the flow rate of the slurry toward the discharge-side flow path and the flow rate of the slurry toward the return flow path,
A control device for adjusting the opening of the valve mechanism;
Only including,
The valve mechanism includes:
A return valve for opening and closing the return flow path;
A coating valve for opening and closing the discharge side flow path,
Including a connection flow path connecting the return valve and the coating valve,
The control device includes:
When forming a thin portion where the thickness of the active material layer is thin on the current collector, while fully opening the coating valve, by controlling to open the return valve, from the supply flow path Causing the supplied slurry to flow through both the discharge-side flow path and the return flow path,
When forming a thick part where the thickness of the active material layer is thick on the current collector,
By controlling the return valve to be closed while the coating valve is fully opened, the slurry supplied from the supply channel is allowed to flow only to the discharge-side channel,
Alternatively, by controlling the return valve to open with a smaller opening than when forming the thin portion, a smaller amount than the amount of the slurry flowing through the return flow path in the step of forming the thin portion. Flow the slurry through the return flow path, control the return valve and the coating valve to flow the remaining slurry toward the die head ,
Equipment for manufacturing electrodes for secondary batteries.
収容部から弁機構を介してダイヘッドに供給された活物質を含むスラリーを、ダイヘッドから前記集電体に向かって吐出させることにより、前記塗布部を形成する工程を含み、
前記弁機構は、前記収容部と前記ダイヘッドとの間に位置し、前記スラリーを前記収容部へ戻すためのリターン流路を開閉するリターン弁と、前記ダイヘッドへ前記スラリーを供給するための吐出側流路を開閉する塗工弁と、前記リターン弁と前記塗工弁とを接続する連結流路と、を含み、
前記塗布部を形成する工程は、前記活物質層の厚さが薄い薄肉部を形成する工程と、前記活物質層の厚さが厚い厚肉部を形成する工程と、を含み、
前記未塗布部を形成する工程では、前記塗工弁を閉じて前記リターン弁を開き、
前記薄肉部を形成する工程では、前記リターン弁を少なくとも部分的に開いたまま、前記塗工弁を全開にした状態で、前記ダイヘッドから前記スラリーを前記集電体に向かって吐出させ、
前記厚肉部を形成する工程では、前記ダイヘッドと前記集電体との距離が前記薄肉部を形成する工程における距離よりも長くなるように前記ダイヘッドと前記集電体を相対移動させるとともに、前記塗工弁を全開にしたまま、前記リターン弁を閉じるか、または前記薄肉部を形成する工程における開度よりも小さい開度で前記リターン弁を開いた状態にし、前記ダイヘッドから前記スラリーを前記集電体に向かって吐出させる、二次電池用の電極の製造方法。 Manufacture of an electrode for a secondary battery in which a plurality of coated portions having an active material layer formed on a current collector and an uncoated portion having no active material layer formed on the current collector are formed intermittently. The method,
A step of forming the coating section by discharging a slurry containing the active material supplied to the die head via the valve mechanism from the storage section toward the current collector from the die head,
The valve mechanism is located between the storage unit and the die head, a return valve for opening and closing a return flow path for returning the slurry to the storage unit, and a discharge side for supplying the slurry to the die head. A coating valve that opens and closes a flow path, including a connection flow path that connects the return valve and the coating valve,
The step of forming the application section includes a step of forming a thin portion in which the thickness of the active material layer is thin, and a step of forming a thick portion in which the thickness of the active material layer is thick,
In the step of forming the uncoated portion, the coating valve is closed and the return valve is opened,
In the step of forming the thin portion, the slurry is discharged from the die head toward the current collector with the coating valve fully opened while the return valve is at least partially opened,
Wherein in the step of forming the thick portion, together with relatively moves the distance between the said to be longer than the distance in the step of forming the thin portion die head said collector of said collector and said die head, said the remains fully opened Nurikoben, close the return valve, or in a state of opening the return valve with a smaller opening than the opening in the step of forming the thin portion, the said slurry prior Symbol die head A method for producing an electrode for a secondary battery, which is discharged toward a current collector.
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