專利名稱：電極合劑漿料的涂布方法及涂布裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電極合劑漿料的涂布方法及涂布裝置，特別涉及 能夠以所要的精度、且生產(chǎn)成品率良好地在由開孔金屬薄板構成的芯 材的兩面涂布電極合劑漿料的涂布方法及涂布裝置。
背景技術：
堿性蓄電池和鋰離子二次電池等電池可以廣泛地用作便攜式設備 和電動工具、或者電動汽車用的電源。其中，能量密度較高、且耐久 性優(yōu)良的鎳氫蓄電池以電動汽車用電源為中心，其用途正在不斷擴大。一般地說，鎳氫蓄電池的主要構成要素包括在三維金屬多孔體 中填充氫氧化鎳等而構成的正極、以及在由沖孔金屬等開孔金屬薄板 構成的芯材上涂布由儲氫合金等組成的電極合劑漿料而成的負極。其 中，負極由于在其工藝方法上可以進行連續(xù)生產(chǎn)、而且可以采用高效 率的工序進行制作，所以受到廣泛關注。具體地說，就是將電極合劑漿料收納在下部設有規(guī)定間隙的容器 中，并使芯材從容器下部的間隙向上方貫穿行走，由此將芯材浸漬于 電極合劑漿料中而在芯材的兩面上涂布電極合劑漿料，然后調(diào)整電極 合劑漿料的涂布厚度(例如，參照專利文獻l)。另外，在專利文獻l的涂布方法中，根據(jù)電極合劑漿料的粘度和芯 材的行走速度的不同，有可能使電極合劑漿料從設于下部的間隙中漏 出。于是，為避免這樣的擔心，提出了如下的非電解質(zhì)二次電池的制 造方法使輥子浸漬在溶解有聚合物的溶液中，并在該輥子上巻繞電 極片而使輥子旋轉(zhuǎn)，由此在電極片上浸漬聚合物(例如，參照專利文 獻2)，可以考慮將該制造方法應用于鎳氫蓄電池用負極等。但是，考慮到保管穩(wěn)定性等因素，鎳氫蓄電池用負極等通過涂布
工序而制作的電極所使用的電極合劑漿料通常被調(diào)配成通過B型粘度計測得的測量結果為50 400泊、大多為150 300泊的粘度。如果要將 芯材巻繞在浸漬于如此高粘度的電極合劑漿料中的輥子上，使輥子旋 轉(zhuǎn)而在芯材上涂布電極合劑漿料，則存在的問題是在輥子表面平滑 的情況下，滲入輥子和芯材之間的高粘度的電極合劑漿料因其粘度較 高的緣故而不會從芯材上所形成的孔中逃逸出來，從而芯材從輥子外 周面浮起，芯材蜿蜒行走，以致使芯材在寬度方向的涂布尺寸精度降 低。另外，在專利文獻2中，公開了如下的方案即在輥子的外周面上設立孔和凹凸，使聚合物與電極片充分接觸。但并不能使這樣的問題 有所改善。專利文獻l:特開平9—129195號公報 專利文獻2:特開2000—124299號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述以前的問題，其目的在于提供一種電極合劑漿料 的涂布方法及涂布裝置，即在采用浸漬于電極合劑漿料的輥子而將電 極合劑漿料涂布于芯材上的方法中，即使在高粘度的電極合劑漿料的 情況下，也可以避免因巻繞在輥子上的芯材蜿蜒行走而使涂布尺寸精 度降低。為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布方法包括送給工序，其使由開孔金屬薄板構成的帶狀芯材沿其長度方向行走而進行送給；涂布工序，對于浸漬于電極合劑漿料內(nèi)、且在外周面形成有 沿旋轉(zhuǎn)方向的槽的輥子，在其外周的一部分上巻繞芯材，借助于輥子 的旋轉(zhuǎn)而使芯材行走，從而將電極合劑漿料涂布在芯材的兩面上；調(diào) 整工序，其用于調(diào)整電極合劑漿料的涂布厚度；以及干燥工序，其用 于干燥所涂布的電極合劑漿料。根據(jù)這樣的構成，在浸漬于電極合劑漿料內(nèi)的輥子上巻繞芯材而 于其兩面上涂布電極合劑漿料的工序中，由于滲入輥子外周和芯材之4
間的電極合劑漿料的大部分被導入槽內(nèi)，通過槽而被順利地排放到在 輥子和芯材之間的間隙的外部，因而可以避免如下現(xiàn)象的發(fā)生即在 輥子外周和芯材之間形成高粘度的電極合劑漿料的厚層，從而使芯材 從輥子外周面浮起，芯材蜿蜒行走，以致使芯材在寬度方向的涂布尺 寸精度降低。另外，如果輥子外周面的槽形成為在輥子軸向的槽距間隔為5 50mm、且槽寬度為槽距間隔的50 95%，則芯材能夠切實地受到支 持從而可以使其保持平面性，同時能夠充分確保因槽而產(chǎn)生的電極合 劑漿料的排放作用，從而可以切實地得到上述的作用效果，因而是優(yōu) 選的。另外，本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布裝置包括開巻機部，其對 巻繞成巻材狀且由開孔金屬薄板構成的芯材進行開巻；涂布部，其對 于浸漬于電極合劑漿料內(nèi)、且在外周面形成有沿旋轉(zhuǎn)方向的槽的輥子， 在其外周的一部分上巻繞芯材，從而將電極合劑漿料涂布在芯材的兩 面上；涂布厚度調(diào)整部，其用于調(diào)整電極合劑漿料的涂布厚度；干燥 部，其用于干燥電極合劑漿料；以及巻繞機部，其將涂布有電極合劑 漿料并干燥的芯材巻繞成巻材狀。根據(jù)這樣的構成，當在由開巻機部送給的芯材上，采用構成為將 輥子浸漬于電極合劑漿料內(nèi)的涂布部涂布高粘度的電極合劑漿料時， 可以發(fā)揮出由上述涂布方法產(chǎn)生的作用效果，所以不會降低芯材在寬 度方向的涂布尺寸精度而涂布電極合劑漿料，從而在巻繞機部可以得 到涂布有電極合劑漿料并干燥的芯材的巻材。另外，如果輥子外周面的槽形成為在輥子軸向的槽距間隔為5 50mm、且槽寬度為槽距間隔的50 95%，則如上述那樣芯材能夠切 實地受到支持從而可以使其保持平面性，同時能夠充分確保因槽而產(chǎn) 生的電極合劑漿料的排放作用，從而可以切實地得到上述的作用效果， 因而是優(yōu)選的。


圖1是示意表示本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布裝置的一個實施方 案之構成的立體圖。圖2是表示該實施方案中涂布部的要部構成的立體圖。 圖3是該實施方案中輥子外周的槽的詳細剖視圖。
具體實施方式
下面參照圖1 圖3，就本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布方法及涂布 裝置的一個實施方案進行說明。圖1是表示本實施方案的涂布裝置100的整體概況構成的立體圖。 涂布裝置100具有保持巻繞由開孔金屬薄板構成的帶狀芯材1所得到的 芯材巻材2并使芯材1開巻的開巻機部3。芯材1從開巻機部3沿水平方向 拉出，在導輥4上大致巻繞90。，并向下方進行方向轉(zhuǎn)換而行走，然后被 引導到涂布部5。涂布部5具有充滿了電極合劑漿料6的漿料槽7。如圖2所示，在該 漿料槽7中，以大部分或全部浸漬于電極合劑漿料6中的狀態(tài)配設有能 夠沿水平軸芯周圍驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輥子8。然后，被引導到涂布部5的芯材1 在浸漬于電極合劑漿料6中的輥子8上大致巻繞180。，并向上行走，在 此期間，在芯材1的兩面整面地涂布有電極合劑漿料6。涂布有電極合劑漿料6的芯材1就那樣直接向上方行走，在通過涂 布厚度調(diào)整部9的期間調(diào)整電極合劑漿料6的涂布厚度，從而制作出電 極漿料涂布片IO。電極漿料涂布片10在導輥11上大致巻繞90°，并沿水 平方向進行方向轉(zhuǎn)換而行走，然后被引導到干燥部12，對電極合劑漿 料6進行干燥，便制作出電極片13，該電極片13用巻繞機部14巻繞，便 制作出電極巻材15。在涂布部5中，于輥子8的外周面沿旋轉(zhuǎn)方向環(huán)狀地并列形成有許 多斷面圓弧狀的槽16。這些槽16被形成為可以從輥子8的外周面和芯 材l之間的間隙中，順利地排放出50 400泊、大多為150 300泊(通
過B型粘度計測得)這樣高粘度的電極合劑漿料6，而且在可以保持芯 材l的平面性的狀態(tài)下，可以確保能夠支持芯材l的支持面。具體地說， 如圖3所示，槽16的槽距間隔P設定為5 50mm，槽16的在輥子軸向的 槽寬度w設定為(0.5 0.95) XP。此外，槽16的斷面形狀并不限于圓 弧形狀，可以是臺形形狀和矩形形狀等任意形狀，而且槽16的深度d被 設定為能夠確保可以在槽16內(nèi)收納并順利地排放出需要量的電極合 劑漿料6的斷面積。即使太深，其效果也不會提高，通常設定為2 4mm 左右。相對于這些范圍，如果槽距間隔P較大，槽寬度vv較小，或者槽 距間隔P及槽寬度w較小，則不能從輥子8的外周面和芯材1之間的間隙 中通過槽15順利地排放出高粘度的電極合劑漿料6;相反地，如果槽距 間隔P及槽寬度w較大，則不能保持平面性以支持芯材l。通過如以上那樣構成涂布部5，則在浸漬于電極合劑漿料6內(nèi)的 輥子8上巻繞芯材1而在其兩面上涂布電極合劑漿料6的工序中，由 于滲入輥子8的外周面和芯材1之間的電極合劑漿料6的大部分被引 導到槽16，并通過槽16順利地排放到在輥子8和芯材1之間的間隙 的外部，所以能夠切實地抑制如下情況的發(fā)生即在輥子8的外周面 和芯材1之間形成高粘度的電極合劑漿料6的厚層，以致芯材1從輥 子8的外周面浮起，從而芯材1蜿蜒行走。其結果是，可以避免在芯 材1寬度方向的電極合劑漿料6的涂布尺寸精度的降低。從以上實施方案的說明可知本發(fā)明當然只要芯材為開孔金屬薄 板，就并不局限于負極，例如，可以適用于作為堿性蓄電池的燒結式 鎳正極的前體的燒結基板、或者使用板網(wǎng)金屬作為開孔金屬薄板的鋰 聚合物電池的正負極。以下就本發(fā)明適用于鎳氫蓄電池的負極(儲氫合金電極)的實施 例和比較例進行說明。 (實施例1)在水中用濕式球磨機將以組成式MmNi3.55Coo.75Mno.4Alo.3表示的儲
氫合金粉碎成平均粒徑為30ym，便得到儲氫合金粉末。將該儲氫合金 粉末浸漬于堿性水溶液中而進行表面處理后，相對于該儲氫合金粉末 100kg，添加固體成分比為1.5M的羧甲基纖維素水溶液10kg及科琴碳黑 0.4kg進行混煉，進而添加固體成分比為40%的苯乙烯一丁二烯共聚物 橡膠粒子的水溶液1.75kg并進行攪拌，由此便制作出電極合劑漿料6。在由厚度為60um、寬度為300mm、沖孔直徑為lmm、開口率為 42%且實施了鍍鎳的鐵制沖孔金屬構成的芯材1 (芯材巻材2的全長為 200m)的兩面， 一邊刮掉兩側緣各20mm的電極合劑漿料6， 一邊以5m/ 分的速度涂布該電極合劑漿料6，使其寬度為260mm、涂布后的總厚度 為260um。具體地說，如圖1及圖2所示那樣配置芯材1和各構成部分。 另外，輥子8的直徑為200mm，軸向的長度為400mm，槽16被設定為 槽距間隔P二10mm、槽寬度w二8mm、槽深度d二2.5mm。在以上的條件下，于芯材1上在遍及200m的范圍對電極合劑漿料6 進行涂布，然后在電極漿料涂布片10的最后部(涂布結束的部位)，測 量從芯材1的一端到電極合劑漿料6的涂布部的尺寸。其結果是，對于 初始設定值20mm，偏移量僅為0.05mm。 (實施例2 5)對于實施例1，在輥子8的表面形成的槽16的槽距間隔P設定為 50mm (實施例2) 、 25mm (實施例3) 、 7mm (實施例4) 、 5mm (實施例5)，槽寬度w設定為槽距間隔PX0.8，除此以外，其余與 實施例1同樣，在芯材1上涂布電極合劑漿料6。于芯材l上在遍及200m的范圍對電極合劑漿料6進行涂布，然后在 電極漿料涂布片10的最后部(涂布結束的部位)，測量從芯材l的一端 到電極合劑漿料6的涂布部的尺寸。其結果是，對于初始設定值20mm， 偏移量分別為1.6mm (實施例2)、 0.7mm (實施例3)、 0.3mm (實施例 4)、 l.Omm (實施例5)。 (比較例1)
對于實施例l，除了在輥子8的表面上不設置槽16以外，其余與實 施例l同樣地涂布電極合劑漿料6。于芯材l上在遍及200m的范圍對電極 合劑漿料6進行涂布，然后在電極漿料涂布片10的最后部，測量從芯材 l的一端到電極合劑漿料6的涂布部的尺寸。其結果是，對于初始設定 值20mm，偏移量為3.4mm。 (比較例2)對于實施例l，在輥子8的表面于旋轉(zhuǎn)方向等間隔地設置10條沿輥 子軸向的槽，除此以外，其余與實施例1同樣地涂布電極合劑漿料6。 于芯材l上在遍及200m的范圍對電極合劑漿料6進行涂布，然后在電極 漿料涂布片10的最后部，測量從芯材1的一端到電極合劑漿料6的涂布 部的尺寸。其結果是，對于初始設定值20mm，偏移量為3.1mm。如上所述，通過在輥子8的外周面設置沿旋轉(zhuǎn)方向的槽16，可以大 幅度地抑制因高粘度的電極合劑漿料6而引起的芯材1的浮起和蜿蜒行 走。此外，槽16如實施例1 5那樣，優(yōu)選將槽距間隔P設定為5 50mm， 其中如實施例l、 3 5那樣，如果設定為5 25mm，則可以將蜿蜒行走 量抑制在lmm以下，因而是優(yōu)選的。在此，如比較例2那樣，在輥子8 上沿其輥子軸向設置槽的，與如比較例l那樣沒有設置槽的相比，其蜿 蜒行走量大致相等。也就是說，可知滲入輥子8的外周和芯材1之間的 間隙的高粘度的電極合劑漿料6，由于在物理學方面會伴隨著輥子8的 旋轉(zhuǎn)而排放出來，所以即使與旋轉(zhuǎn)方向無關系地設置槽，也不能得到 本發(fā)明的效果。如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的電極合劑漿料的涂布方法， 在浸潰于電極合劑漿料內(nèi)的輥子上巻繞芯材、并在其兩面上涂布電極 合劑漿料的工序中，由于滲入輥子外周和芯材之間的電極合劑漿料的 大部分會通過槽順利地排放到在輥子和芯材之間的間隙的外部，因而 可以避免如下現(xiàn)象的發(fā)生即芯材從輥子外周面浮起而蜿蜓行走，從 而芯材在寬度方向的涂布尺寸精度降低。因此，即使考慮到保管安定用了高粘度的電極合劑漿料，也由于能夠在芯材的寬度方向以 高尺寸精度進行涂布，因此作為各種電池的電極制造技術，其利用可 能性較高，在鋰離子電池、鎳氫電池等各種電池的電極制造方面是有 用的。
權利要求
1、一種電極合劑漿料的涂布方法，其包括送給工序，其使由開孔金屬薄板構成的帶狀芯材(1)沿其長度方向行走而進行送給；涂布工序，對于浸漬于電極合劑漿料(6)內(nèi)、且在外周面形成有沿旋轉(zhuǎn)方向的槽(16)的輥子(8)，在其外周的一部分上卷繞芯材，借助于輥子的旋轉(zhuǎn)而使芯材行走，從而將電極合劑漿料涂布在芯材的兩面上；調(diào)整工序，其用于調(diào)整電極合劑漿料的涂布厚度；以及干燥工序，其用于干燥所涂布的電極合劑漿料。
2、 根據(jù)權利要求l所述的電極合劑漿料的涂布方法，其中，輥子 (8)外周面的槽(16)被形成為在輥子軸向的槽距間隔為5 50mm、且槽寬度為槽距間隔的50 95%。
3、 一種電極合劑漿料的涂布裝置，其包括開巻機部(3)，其對巻繞成巻材狀且由開孔金屬薄板構成的芯材 (1)進行開巻；涂布部，其對于浸漬于電極合劑漿料(6)內(nèi)、且在外周面形成有 沿旋轉(zhuǎn)方向的槽(16)的輥子(8)，在其外周的一部分上巻繞芯材， 從而將電極合劑漿料涂布在芯材的兩面上；涂布厚度調(diào)整部(9)，其用于調(diào)整電極合劑漿料的涂布厚度； 干燥部(12)，其用于干燥電極合劑漿料；以及 巻繞機部(14)，其將涂布有電極合劑漿料并干燥的芯材巻繞成 巻材狀。
4、 根據(jù)權利要求3所述的電極合劑漿料的涂布裝置，其中，輥子 (8)外周面的槽(16)被形成為在輥子軸向的槽距間隔為5 50mm、且槽寬度為槽距間隔的50 95%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電極合劑漿料的涂布方法，其使由開孔金屬薄板構成的帶狀芯材(1)沿其長度方向行走而進行送給，并在浸漬于電極合劑漿料(6)內(nèi)的輥子(8)的外周的一部分上卷繞芯材(1)，借助于輥子(8)的旋轉(zhuǎn)而使其行走，從而在芯材(1)的兩面涂布電極合劑漿料(6)，然后，調(diào)整電極合劑漿料(6)的涂布厚度，并干燥所涂布的電極合劑漿料(6)。在該涂布方法中，在輥子(8)的外周面沿旋轉(zhuǎn)方向形成有槽(16)，其使?jié)B入輥子(8)外周和芯材(1)之間的電極合劑漿料(6)順利地排放出來，由此可以抑制芯材(1)的蜿蜒行走，從而使涂布尺寸精度的降低得以避免，這樣即使在高粘度的電極合劑漿料的情況下，也可以避免涂布尺寸精度的降低。
文檔編號H01M4/04GK101167207SQ20068001408
公開日2008年4月23日 申請日期2006年3月6日 優(yōu)先權日2005年4月25日
發(fā)明者南野圭史, 臼井廣幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社