电极制造装置及电极制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供电极制造装置及电极制造方法，能够在制造电极时，在带状的基材的表面适当且高效地形成活性物质层。电极制造装置包括：放出卷，其用于放出带状的金属箔；涂敷部，其用于在金属箔的双面涂敷活性物质混合剂；干燥部，其用于使金属箔上的活性物质混合剂干燥而形成活性物质层；卷取卷，其用于卷取金属箔。干燥部包括沿金属箔的输送方向成串配置的常压干燥部和位于该常压干燥部的前方的真空干燥部，在供金属箔通过的真空干燥部的入口和出口设有用于保持真空干燥部的真空度的非接触型密封件。隔着真空干燥部出口侧的非接触型密封件配置有干燥空气室，卷取卷设在干燥空气室内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于在带状的基材的双面上形成活性物质层来制造电极的电极制造装置及使用了该电极制造装置的电极制造方法。
技术介绍
近几年，充分利用小型、轻型且能量密度高、还能反复充放电的特性，锂离子电容器(LIC Lithium Ion Capacitor)、双电层电容器(EDLC Electric Double LayerCapacitor)及锂离子电池(LIB Lithium Ion Battery)等电化学元件的需求急速扩大。锂离子电池由于能量密度比较大，因此利用在便携式电话、笔记本式个人计算机等领域中。另外，双电层电容器由于能够快速充电或放电，因此被用作个人计算机等的存储器断电保护小型电源。此外，希望将双电层电容器用作电动汽车用的大型电源。另外，结合了锂离子电池的优点和双电层电容器的优点的锂离子电容器的能量密度和输出密度均较尚，因此受到关注。例如在作为基材的集电体、即金属箔的表面上涂敷了含有活性物质、溶剂的活性物质混合剂后，使该活性物质混合剂干燥而形成活性物质层，从而制造上述这种电化学元件的电极。使用例如在放出卷与卷取卷之间配置有涂敷装置和干燥机的电极制造装置制造该电扱。涂敷装置具有涂敷头，该涂敷头形成有用于涂敷活性物质混合剂的涂敷ロ。另外，干燥机具有以规定间隔配置的多个加热器。并且，在放出卷与卷取卷之间，一边向大致铅垂上方输送带状的金属箔，一边利用涂敷装置和干燥机对金属箔的表面进行活性物质混合剂的涂敷和干燥(专利文献I)。专利文献I :日本特开2010-186782号公报使涂敷在金属箔的表面上的活性物质混合剂干燥时的干燥时间由基材的涂抹速度和干燥炉的长度決定。在为了提高生产率而加快涂抹速度时，需用大型的干燥装置。例如在将涂抹速度设为20m/分钟时，若干燥时间为60seC，则需用长度为20m的干燥装置。另一方面，在使干燥装置小型化时，干燥时间变短，不能进行充分的干燥。特别是在将水作为溶剂的活性物质混合剂的情况下，干燥耗费时间。而且，当未进行充分的干燥而残留有即使是微量的水时，例如在将上述经涂敷、干燥处理后的金属箔用作二次电池的电极时，由于水在3V以下的电压下电解而产生气体，发生膨胀，所以成为不合格制品。因此，本专利技术人考虑用以往的电极制造装置在进行了由热风干燥等进行的干燥后，暂时将基材卷取在卷取卷上，然后依据需要进行真空干燥。但是，此时由于在卷绕成卷状的状态下进行干燥，因此在减压为数torr左右的干燥炉中需要数十小时的时间。
技术实现思路
本专利技术是鉴于该问题而做成的，目的在于能在制造电极时，使涂敷在金属箔的表面上的活性物质混合剂高效可靠地干燥。 为了解决上述问题，本专利技术的电极制造装置用于在带状的基材的双面上形成活性物质层而制造电极，其特征在干，该电极制造装置包括放出部，其用于放出基材；卷取部，其用于卷取自上述放出部放出的基材；涂敷部，其设在上述放出部与上述卷取部之间，用于在基材的双面上涂敷活性物质混合剂；干燥部，其设在上述涂敷部与上述卷取部之间，用于使利用上述涂敷部涂敷的上述活性物质混合剂干燥而形成活性物质层，上述干燥部包括沿上述基材的输送方向成串配置的常压干燥部和位于该常压干燥部的前方的真空干燥部，在上述真空干燥部的供上述基材通过的入口和出口处设有用于保持上述真空干燥部的真空度的密封件，隔着上述真空干燥部的出口侧的上述密封件配置有干燥空气环境的空间，上述卷取部设在上述干燥空气环境的空间内。根据本专利技术，通过连续地配置常压干燥部和真空干燥部，能够在卷取自放出卷放出的基材之前，使涂敷在基材的表面上的活性物质混合剂充分干燥。由此，能够谋求装置的集约化，并且能够缩短总处理时间，谋求提高生产率以及省力化。另外，本专利技术的电极制造方法在放出部与卷取部之间，一边输送帯状的基材，ー边在该基材的双面上形成活性物质层而制造电极，其特征在于，包括涂敷エ序，在涂敷部，将 由活性物质和溶剂混合而成的活性物质混合剂涂敷到基材的双面上；干燥エ序，其在上述涂敷エ序之后进行，在干燥部，使在上述涂敷エ序中涂敷的上述活性物质混合剂干燥而形成活性物质层，上述干燥部包括沿上述基材的输送方向呈连续配置的常压干燥部和位于该常压干燥部的前方的真空干燥部，在上述真空干燥部的供上述基材通过的入口和出口设有用于保持上述真空干燥部的真空度的密封件，隔着上述真空干燥部的出ロ侧的上述密封件配置有干燥空气环境的空间，上述卷取部设在上述干燥空气环境的空间内。采用本专利技术，能够在制造电极时，使涂敷在金属箔的表面上的活性物质混合剂高效可靠地干燥。附图说明图I是表示本专利技术的ー实施方式的电极制造装置的大概结构的大致侧视图。图2是表示图I的电极制造装置的大概结构的俯视图。图3是利用电极制造装置制造的电极的侧视图。图4是利用电极制造装置制造的电极的俯视图。图5是表示涂敷头的大概结构的立体图。图6是表示非接触型密封件的大概结构的剖视图。图7是表示本专利技术的另ー实施方式的电极制造装置的大概结构的俯视图。图8是表示本专利技术的又ー实施方式的电极制造装置的大概结构的俯视图。图9是表示本专利技术的再ー实施方式的电极制造装置的大概结构的俯视图。图10是表示涂敷部的另ー实施方式的大概结构的俯视图。图11是利用电极制造装置制造的电极的另ー实施方式的侧视图。图12是表示接触型密封件的大概结构的剖视图。图13是表示干燥空气室的ー实施方式的大概结构的侧视图。图14是表示干燥空气室的另ー实施方式的大概结构的侧视图。具体实施方式下面，參照附图说明本专利技术的实施方式。图I是表示本专利技术的ー实施方式的电极制造装置I的大概结构的大致侧视图。图2是表示图I所示的电极制造装置I的大概结构的俯视图。在本实施方式的电极制造装置I中，制造锂离子电容器的电极。另外，在本说明书和附图中，对于具有实际上相同的功能结构的部件，标注相同的附图标记而省略重复说明。采用电极制造装置I制造如图3和图4所示那样在作为带状的基材的金属箔M的双面上形成有活性物质层F的电极E。金属箔M双面的活性物质层F相对地形成。另外，活性物质层F例如形成在金属箔M的宽度方向(图3中的Z方向)的中央部，且沿金属箔M的长度方向(图3和图4中的Y方向)形成有多个。在锂离子电容器的情况下，金属箔M例如是多孔质的集电体。另外，在 双电层电容器、锂离子电池等的情况下，金属箔M例如是没有孔的集电体。在将电极E用作正极而进行制造时，例如采用铝箔来作为金属箔M。另ー方面，在将电极E用作负极而进行制造时，例如采用铜箔来作为金属箔M。另外，为了形成活性物质层F，见后述在金属箔M的表面涂敷糊状的活性物质混合齐U。例如将作为活性物质的活性炭、作为粘结剂的丙烯系粘合剂、作为分散剂的羟甲基纤维素和作为导电辅助材料的こ炔黑等导电性碳粉末混合，在该混合物中添加作为溶剂的水，混匀而生成用于制造正极时的正极活性物质混合剂。另ー方面，例如将能吸藏、释放锂离子的作为活性物质的非晶碳、作为粘结剂的聚偏ニ氟こ烯和作为导电辅助材料的こ炔黑等导电性碳材料混合，在该混合物中添加作为溶剂的水，混匀而生成用于制造负极时的负极活性物质混合剂。正极和负极如上所述材料不同，但是金属箔M和活性物质层F的宽度、厚度等相差不大，在干燥后，正极是负极的约2倍的厚度。因此，电极制造装置I既能制造锂离子电容器的正极也能制造该锂离子电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.24 JP 2011-066695;2012.03.13 JP 2012-055401.一种电极制造装置，其用于在带状的基材的双面上形成活性物质层而制造电极，该电极制造装置的特征在干， 该电极制造装置包括 放出部，其用于放出基材； 卷取部，其用于卷取自上述放出部放出的基材； 涂敷部，其设在上述放出部与上述卷取部之间，用于在基材的双面上涂敷活性物质混合剂； 干燥部，其设在上述涂敷部与上述卷取部之间，用于使利用上述涂敷部涂敷的上述活性物质混合剂干燥而形成活性物质层， 上述干燥部包括沿上述基材的输送方向成串配置的常压干燥部和位于该常压干燥部的前方的真空干燥部， 在上述真空干燥部的供上述基材通过的入口和出口设有用于保持上述真空干燥部的真空度的密封件， 在上述真空干燥部的出口侧隔着上述密封件配置有干燥空气环境的空间，上述卷取部设在上述干燥空气环境的空间内。2.根据权利要求I所述的电极制造装置，其特征在干， 上述基材在上述常压干燥部中的输送速度和在上述真空干燥部中的输送速度相同。3.根据权利要求I所述的电极制造装置，其特征在干， 上述密封件是非接触型密封件。4.根据权利要求I所述的电极制造装置，其特征在干， 在上述常压干燥部与上述真空干燥部之间具有用于检测上述基材的张カ的张カ检测部。5.根据权利要求I所述的电极制造装置，其特征在干， 在上述常压干燥部与上述真空干燥部之间设有能够暂时积存上述基材的缓冲部。6.根据权利要求I所述的电极制造装置，其特征在干， 在上述真空干燥部内配置有导辊，以使上述基材曲折前迸。7.根据权利要求I 6中任意一项所述的电极制造装置，其特征在干， 上述基材在被卷取到上述卷取部上后，在上述干燥空气环境的空间内被密封。8.根据权利要求I 6中任意一项所述的电极制造装置，其特征在干， 在上述常压干燥部进行辐射干燥或热风干燥，在上述真空干燥部进行辐射干燥或热传导干燥。9.根据权利要求I 6中任意一项所述的电极制造装置，其特征在干， 上述活性物质混合剂的溶剂是水。10.根据权利要求I 6中任意一项所述的电极制造装置，其特征在干， 上述电极是锂离子电容器所使用的电极、双电层电容器所使用的电极或锂离子电池所使用的电极。11.根据权利要求I 6中任意一项所述的电极制造装置，其特征在干， 该电极制造装置包括 箱状件，其设置为与上述干燥空气环境的空间相接触，用于将卷取完毕的上述卷取部收容起来； 第I门，其设在上述箱状件的与上述干燥空气环境的空间相接触的部分，能够开闭自如且密闭自如； 第2门，其设在上述箱状件的与上述干燥空气环境的空间外侧相接触的部分，能够开闭自如且密闭自如； 收容部件，其用于将卷取完毕的上述卷取部收容在上述箱状件内， 卷取完毕的上述卷取部自上述干燥空气环境的空间经由上述箱状件取出到上述干燥空气环境的空间外。12.根据权利要求11所述的电极制造装置，其特征在干， 上述收...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村义雄，森井纪雄，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，平野有限公司，
类型：发明
国别省市：