專利名稱：涂敷裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種涂敷裝置。
背景技術：
作為涂敷裝置，在日本JP2007-66744A中記載有通過調整涂敷涂料時的壓力，從而抑制涂敷量的變動而進行穩(wěn)定的涂敷的涂敷裝置。但是，在上述以往的涂敷裝置中，將使電極材料與溶劑混勻的泥漿狀的電極混勻物涂敷于集電體的情況下，電極混勻物自泵等涂敷裝置構成零件吸收熱量。由此，從涂敷開始到經(jīng)過一定的時間電極混勻物的溫度變化、性狀不穩(wěn)定，涂敷量變化而無法進行穩(wěn)定的 涂敷。因此，存在從涂敷開始至涂敷量恒定需要時間這樣的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是著眼于該問題而做成的，其目的為縮短從涂敷開始至涂敷量恒定的時間。為了達成上述目的，本發(fā)明的特征為，具有涂敷部，其用于涂敷使電極材料與溶劑混勻的泥漿狀的電極混勻物；泵，其用于向涂敷部加壓輸送上述電極混勻物；升溫部，其用于使涂敷前的電極混勻物的溫度升高至該電極混勻物的儲能模量成為大致恒定的規(guī)定溫度區(qū)域。關于本發(fā)明的實施方式、本發(fā)明的優(yōu)點，以下參照附圖進行詳細說明。


圖I是鋰離子二次電池的概略圖。圖2是電極制造裝置的概略結構圖。圖3是將表I中所示的各溫度的正極混勻物的儲能模量和負極混勻物的儲能模量分別用曲線表示的圖。
具體實施例方式下面，參照附圖等說明本發(fā)明的實施方式。圖I是鋰離子二次電池I的概略圖。圖I的(A)是鋰離子二次電池I的立體圖，圖I的(B)是圖I的(A)的B— B剖視圖。如圖I的(A)和圖I的(B)所示，鋰離子二次電池I具有蓄電元件2和用于收納蓄電兀件2的外殼3。蓄電元件2構成為依次層疊正極4、作為電介質層的分隔層5和負極6而得到的層疊體。正極4在板狀的正極集電體4a的兩面具有正極層4b，負極6在板狀的負極集電體6a的兩面具有負極層6b。另外，關于配置于蓄電元件2的最外層的正極4，只在正極集電體4a的單面形成正極層4b。
相鄰接的正極4、分隔層5和負極6構成一個單位電池7，鋰離子二次電池由相層疊的多個單位電池7彼此并聯(lián)電連接而構成。外殼3由用聚丙烯膜等絕緣體覆蓋鋁等金屬而成的高分子一金屬復合層疊膜的片材構成。外殼3在收納有蓄電元件2的狀態(tài)下，通過熱熔接而將殼體外周部接合起來。為了將源自蓄電元件2的電力供給到外部，在該外殼3上設置了作為外部端子的正極片8和負極片9。正極片8的一端位于外殼3的外側,正極片8的另一端在外殼3的內部與各正極集電體4a的集合部相連接。負極片9的一端位于外殼3的外側，負極片9的另一端在外殼3的內部與各負極集電體6a的集合部相連接。
接著，對電極(正極4或者負極6)的一般的制造方法進行簡單說明。通常，將使電極材料與溶劑混勻而成的泥漿狀的電極混勻物涂敷于集電體(正極集電體4a或者負極集電體6a)的涂敷工序之后，經(jīng)由使電極混勻物中的溶劑揮發(fā)而形成固體成分為100%的電極層(正極層4b或者負極層6b)的干燥工程等而制造出電極。在此，為了提高鋰離子二次電池I的生產(chǎn)效率，縮短上述各工序所需時間是有效的。因此，在本實施方式中，抑制涂敷工序中的電極混勻物的溫度變化而迅速地使涂敷量穩(wěn)定，從而，縮短涂敷工序所需時間。下面說明本實施方式的電極制造裝置100。圖2是本實施方式的制造鋰離子二次電池I的電極時使用的電極制造裝置100的概略結構圖。電極制造裝置100具有輸送裝置10、混勻裝置20、涂敷裝置30、干燥裝置40和控制器50。電極制造裝置100是利用涂敷裝置30將由混勻裝置20混勻的電極混勻物21涂敷于利用輸送裝置10輸送的金屬箔14的表面、利用干燥裝置40使電極混勻物21干燥而制造電極的裝置。根據(jù)需要也可以在干燥后利用加壓裝置等對電極加壓來調整電極的厚度
坐寸ο下面，對構成電極制造裝置100的各裝置進行詳細說明。輸送裝置10具有放出輥11、卷取輥12和支承輥13。輸送裝置10通過卷對卷(roll to roll)的方式將用于形成正極集電體4a或者負極集電體6a的薄膜狀的金屬箔(厚度10 μ πι 40μ m) 14自放出輥11開始向卷取輥12輸送。在本實施方式中，雖然在制造正極4的情況下使用鋁箔作為用于形成正極集電體4a的金屬箔14,制造負極6的情況下使用銅箔作為用于形成負極集電體6a的金屬箔14,但是并不限定于此。金屬箔14卷繞于放出輥11。放出輥11具有制動機構15，通過該制動機構15適當限制放出輥11的旋轉，并對金屬箔14施加規(guī)定的張力。通過驅動電機16驅動卷取輥12而使卷取輥12旋轉，卷取輥12用于卷取自放出輥11放出的金屬箔14。在放出輥11和卷取輥12之間的金屬箔輸送路徑中設置有多個支承輥13，支承輥13用于保持輸送中的金屬箔14的下表面。混勻裝置20是雙軸混勻機，是制造使電極材料均勻地分散到溶劑中的泥漿狀的電極混勻物21的裝置?；靹蜓b置20并不限于雙軸混勻機，也可以使用例如行星輪式攪拌機和捏合機。電極混勻物21包括制造正極4時制造的正極混勻物、制造負極6時制造的負極混勻物。制造正極混勻物時，向混勻裝置20中投入作為電極材料的正極活性物質、導電助劑和粘合劑(粘接劑)，使這些物質在溶劑中均勻分散。制造負極混勻物時，向混勻裝置20中投入作為電極材料的負極活性物質、導電助劑和粘合劑，使這些物質在溶劑中均勻分散。正極活性物質為鋰金屬氧化物等用于吸收 放出鋰離子的物質。本實施方式中，使用錳酸鋰作為正極活性物質。負極活性物質為硬碳、石墨等用于放出 吸收鋰離子的物質。本實施方式中，使用硬碳作為負極活性物質。 導電助劑為碳材料(碳粉末、碳纖維)等用于提高導電性的物質。作為碳粉末，能夠使用乙炔炭黑、爐法炭黑和科琴黑等各種炭黑、石墨粉末。本實施方式中，制造正極混勻物時和制造負極混勻物時都使用炭黑作為導電助劑。粘合劑為活性物質微粒彼此相結合的物質。在本實施方式中，雖然制造正極混勻物時和制造負極混勻物時都使用聚偏氟乙烯(PVDF)作為粘合劑，但是并不限定于此。溶劑是用于溶解電極材料的液體。在本實施方式中，雖然制造正極混勻物時和制造負極混勻物時都使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作為溶劑，但是并不限定于此。涂敷裝置30是用于將由混勻裝置20制造的電極混勻物21涂敷于金屬箔14的表面的裝置，其具有供給配管31、供給泵32、縫模(7 V、y卜Ψ 4 )33、回收配管34、回收閥35、熱水循環(huán)配管36、熱水容器37和熱電偶38。供給配管31是其一端與混勻裝置20的下方相連接、另一端與縫模33相連接的配管。供給泵32設置于供給配管31，其用于經(jīng)由供給配管31將由混勻裝置20制造的電極混勻物21送入縫模33?？p模33將自供給泵送來的電極混勻物21從形成于縫模33的頂端部的狹縫331擠出并涂敷于輸送中的金屬箔14的表面?？p模33以在金屬箔14的輸送方向上隔有規(guī)定的間隔的方式沿與金屬箔14的輸送方向垂直的方向擠出電極混勻物21并將其涂敷。回收配管34是其一端與供給配管31的位于供給泵32和縫模33之間的部分相連接、另一端與混勻裝置20的上部相連接的配管?；厥臻y35設置于供給配管31和回收配管34之間的連接部。打開回收閥35時，自供給泵32加壓輸送來的電極混勻物21經(jīng)由回收配管34返回至混勻裝置20中。另一方面，回收閥35關閉時，自供給泵32加壓輸送來的電極混勻物21經(jīng)由供給配管31供給至縫模33。熱水循環(huán)配管36為以覆蓋供給配管31的從供給泵32到縫模33之間的部分的外周的方式形成的配管，熱水循環(huán)配管36的兩端與熱水容器37相連接而實現(xiàn)熱水循環(huán)。這樣，從供給泵32到縫模33之間成為兩重配管，通過在熱水循環(huán)配管中循環(huán)的熱水，將在供給配管31的從供給泵32到縫模33之間的部分中流動的電極混勻物21的溫度保持在電極混勻物21的模量的程度(以下稱為“儲能模量(G’))穩(wěn)定的規(guī)定溫度。熱水容器37用于貯藏在熱水循環(huán)配管36中循環(huán)的水。熱水容器中設置有升溫器371。升溫器371使貯藏的水的溫度上升至設定的溫度而成為熱水。熱電偶38用于檢測在回收配管34中流動的電極混勻物21的溫度。干燥裝置40例如為熱風干燥爐，設置于金屬箔的輸送路徑。干燥裝置40將裝置內的溫度保持為規(guī)定溫度，并且向電極混勻物21吹熱風，使電極混勻物21中的溶劑揮發(fā)而形成固體成分為100%的電極層?？刂破?0由具有中央處理器(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存儲器(RAM)和輸入輸出接口(I/o接口)的微型電子計算機構成。由熱電偶38檢測的電極混勻物21的溫度輸入到控制器50中?？刂破?0根據(jù)輸入的電極混勻物21的溫度開閉回收閥35。具體而言，打開回收閥35直至電極混勻物21的溫度達到電極混勻物21的儲能模量穩(wěn)定的規(guī)定溫度，達到規(guī)定溫度后關閉回收閥35。 在此，參照表I和圖3說明通過在熱水循環(huán)配管中循環(huán)的熱水將在供給配管31的從供給泵32到縫模33之間的部分中流動的電極混勻物21的溫度保持在電極混勻物21的儲能模量穩(wěn)定的規(guī)定溫度的原因。另外，在本實施方式中，“電極混勻物21的儲能模量穩(wěn)定”是指使電極混勻物21的溫度上升l°c時、電極混勻物21的儲能模量的變化率在5%以內。儲能模量的變化率以下記式子進行定義。式子I
. 古溫度變化后的儲能模量-溫度變化前的儲能模量
變化率=溫度變化前的儲能模量表I是表示溫度每上升約2°C時的各溫度下的正極混勻物的儲能模量和負極混勻物的儲能模量及此時的正極混勻物的儲能模量的變化率和負極混勻物的儲能模量的變化率的表。復權利要求
1.一種涂敷裝置，其特征在于， 該涂敷裝置具有涂敷部、泵和升溫部； 上述涂敷部用于涂敷使電極材料與溶劑混勻而成的泥漿狀的電極混勻物； 上述泵用于向上述涂敷部加壓輸送上述電極混勻物； 上述升溫部用于使涂敷前的上述電極混勻物的溫度升高至該電極混勻物的儲能模量大致恒定的規(guī)定溫度區(qū)域。
2.根據(jù)權利要求I所述的涂敷裝置，其中， 該涂敷裝置具有將上述涂敷部和上述泵連接起來的配管， 上述升溫部使在上述配管中流動的上述電極混勻物的溫度升高至上述規(guī)定溫度區(qū)域。
3.根據(jù)權利要求2所述的涂敷裝置，其中， 上述升溫部為以覆蓋上述配管的外周的方式形成的供熱水循環(huán)的配管。
4.根據(jù)權利要求I 3中任一項所述的涂敷裝置，其中， 上述規(guī)定溫度區(qū)域為使上述電極混勻物的溫度上升1°C時上述電極混勻物的儲能模量的變化率在5%之內的溫度區(qū)域。
5.根據(jù)權利要求I 3中任一項所述的涂敷裝置，其中， 上述電極混勻物為正極混勻物時，上述規(guī)定溫度區(qū)域為35°C至65°C的區(qū)域。
6.根據(jù)權利要求I 3中任一項所述的涂敷裝置，其中， 上述電極混勻物為負極混勻物時，上述規(guī)定溫度區(qū)域為35°C至70°C的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種涂敷裝置，其特征為具有涂敷部，其用于涂敷使電極材料與溶劑混勻而成的泥漿狀的電極混勻物；泵，其用于向涂敷部加壓輸送電極混勻物；升溫部，其用于使涂敷前的電極混勻物的溫度升高至該電極混勻物的儲能模量大致恒定的規(guī)定溫度區(qū)域。由此，能夠從涂敷開始就立刻進行穩(wěn)定的涂敷。
文檔編號H01M4/04GK102884657SQ20118002202
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2010年5月18日
發(fā)明者若松廣憲, 夏目智之 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社