JP7655291B2 - Manufacturing method of electrode sheet - Google Patents
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Description
本明細書に開示する技術は、電池用の電極シートの製造方法に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a method for manufacturing an electrode sheet for a battery.
特許文献1に、電極シートの製造方法が記載されている。この製造方法では、活物質ペーストが塗布された金属シートを、高温に維持された乾燥炉内で搬送することによって、金属シート上の活物質ペーストを乾燥させている。 Patent Document 1 describes a method for manufacturing an electrode sheet. In this method, the metal sheet coated with the active material paste is transported through a drying furnace maintained at a high temperature, thereby drying the active material paste on the metal sheet.
活物質ペーストを短時間で乾燥させるためには、乾燥炉内の温度を高くする必要がある。しかしながら、乾燥炉内の温度が不均一となりやすく、乾燥炉内の温度を適切に管理することが難しい。その結果、金属シートに意図しない熱変形が生じるなどして、電極シートの製造品質が低下するおそれがある。本明細書は、このような問題を回避することで、電極シートの製造品質を高めることのできる技術を提供する。 To dry the active material paste in a short time, it is necessary to increase the temperature inside the drying oven. However, the temperature inside the drying oven tends to be uneven, making it difficult to properly manage the temperature inside the drying oven. As a result, there is a risk that the manufacturing quality of the electrode sheet will decrease due to unintended thermal deformation of the metal sheet. This specification provides a technology that can avoid such problems and improve the manufacturing quality of the electrode sheet.
本明細書が開示する技術は、電極シートの製造方法に具現化される。この製造方法は、長尺の金属シートを搬送しながら、前記金属シートの表面に活物質ペーストを塗布する塗工工程と、前記塗工工程と並行して実施されるとともに、前記活物質ペーストが塗布された前記金属シートを乾燥炉内で搬送しながら、前記金属シート上の前記活物質ペーストを乾燥させる乾燥工程とを備える。前記乾燥炉内では、前記金属シートの搬送方向に沿って熱風を送風するとともに、少なくとも一つの光源から前記金属シート上の前記活物質ペーストへ光を照射する。前記光が照射されることにより、前記活物質ペーストの温度は、前記乾燥炉内の温度よりも高くなる。 The technology disclosed in this specification is embodied in a method for manufacturing an electrode sheet. This manufacturing method includes a coating step of coating an active material paste onto the surface of a long metal sheet while transporting the metal sheet, and a drying step, which is carried out in parallel with the coating step, of drying the active material paste on the metal sheet while transporting the metal sheet coated with the active material paste in a drying oven. In the drying oven, hot air is blown along the transport direction of the metal sheet, and light is irradiated from at least one light source onto the active material paste on the metal sheet. By irradiating the light, the temperature of the active material paste becomes higher than the temperature in the drying oven.
上記した製造方法では、乾燥炉内に対する熱風の供給と、活物質ペーストに対する光の照射とを組み合わせることで、乾燥炉内の温度を過剰に高めることなく、活物質ペーストの温度を選択的に高めることができる。これにより、活物質ペーストの温度が管理しやすく、活物質ペーストを短時間で均一に乾燥させることができる。また、乾燥炉内に供給された熱風は、金属シートの搬送方向に沿って流れることから、熱風が活物質ペーストへ強く当たることがない。これにより、活物質ペーストに無用な影響を与えることなく、乾燥炉内を乾燥に適した温度に維持するとともに、乾燥によって生じた水蒸気を排気することができる。 In the above-mentioned manufacturing method, the supply of hot air into the drying oven and the irradiation of light onto the active material paste are combined, so that the temperature of the active material paste can be selectively increased without excessively increasing the temperature inside the drying oven. This makes it easier to control the temperature of the active material paste, and allows the active material paste to be dried uniformly in a short time. In addition, since the hot air supplied into the drying oven flows along the conveying direction of the metal sheet, the hot air does not strongly strike the active material paste. This makes it possible to maintain the temperature inside the drying oven at a suitable temperature for drying without unnecessarily affecting the active material paste, and to exhaust the water vapor generated by drying.
本技術の一実施形態において、前記少なくとも一つの光源は、前記金属シートの搬送方向に沿って配列された複数の光源を含んでもよい。即ち、光源の数は一つに限定されず、例えば目標とする乾燥時間に応じて、複数の光源を利用してもよい。また、複数の光源を利用することで、各光源を小型化することができるとともに、各光源から金属シートまでの距離も短くすることができる。これにより、乾燥炉の小型化を図ることができる。 In one embodiment of the present technology, the at least one light source may include multiple light sources arranged along the transport direction of the metal sheet. That is, the number of light sources is not limited to one, and multiple light sources may be used depending on, for example, the target drying time. Furthermore, by using multiple light sources, each light source can be made smaller, and the distance from each light source to the metal sheet can also be shortened. This allows the drying oven to be made smaller.
本技術の一実施形態において、前記乾燥工程では、前記金属シートの温度(金属シート上の活物質ペーストの温度を含む)に応じて、前記少なくとも一つの光源の出力を調整してもよい。これにより、活物質ペーストの温度を適切に管理して、活物質ペーストの乾燥を短時間で均一に行うことができる。 In one embodiment of the present technology, in the drying step, the output of the at least one light source may be adjusted according to the temperature of the metal sheet (including the temperature of the active material paste on the metal sheet). This allows the temperature of the active material paste to be appropriately controlled, and the active material paste to be dried uniformly in a short time.
本技術の一実施形態において、前記乾燥工程では、乾燥炉内の温度が所定の目標温度となるように、前記乾燥炉内に供給する前記熱風の温度、風量又はその両者を調節してもよい。この場合、所定の目標温度は、特定の温度に限られず、一定の幅を持つ温度範囲であってもよい。 In one embodiment of the present technology, in the drying process, the temperature, the air volume, or both of the hot air supplied into the drying oven may be adjusted so that the temperature inside the drying oven reaches a predetermined target temperature. In this case, the predetermined target temperature is not limited to a specific temperature, but may be a temperature range with a certain width.
上記した実施形態において、前記所定の目標温度は、80℃以上であって150℃以下であってもよい。なお、乾燥炉内の温度が80℃を下回ると、乾燥炉内の飽和水蒸気量が不十分となって、乾燥の効率が低下する。その一方で、乾燥炉内の温度が150℃を上回ると、金属シートが当該温度に起因する影響を受けて、電極シートの製造品質が低下するおそれが生じる。 In the above embodiment, the predetermined target temperature may be 80°C or more and 150°C or less. If the temperature in the drying oven falls below 80°C, the amount of saturated water vapor in the drying oven becomes insufficient, and the efficiency of drying decreases. On the other hand, if the temperature in the drying oven exceeds 150°C, the metal sheet may be affected by the temperature, and the manufacturing quality of the electrode sheet may decrease.
図面を参照して、実施例の製造方法について説明する。本実施例の製造方法は、電池用の電極シートを製造するものであり、図1に示す製造装置10を用いて実施される。ここでいう電池は、特に限定されないが、例えばリチウムイオン電池であってよい。また、電極シートは、正極用の電極シートであってもよく、負極用の電極シートであってもよい。
The manufacturing method of the embodiment will be described with reference to the drawings. The manufacturing method of the embodiment is for manufacturing an electrode sheet for a battery, and is carried out using a
図1に示すように、製造装置10は、搬送装置12と塗工装置14と乾燥装置16とを備える。搬送装置12は、所定の搬送経路に沿って長尺の金属シート2を搬送する。金属シート2は、特に限定されないが、銅又はアルミニウムで構成されている。また、金属シート2の表面には、炭素コートが施されていてもよい。なお、図中における方向Xは、搬送装置12による金属シート2の搬送方向を示す。
As shown in FIG. 1, the
塗工装置14は、金属シート2の表面に活物質ペースト4を塗布する装置である。活物質ペースト4とは、少なくとも活物質を含有するペーストであり、その具体的な構成は特に限定されない。塗工装置14は、搬送装置12による金属シート2の搬送経路に配置されており、搬送される金属シート2の表面に活物質ペースト4を塗布していく。金属シート2の表面には、その両端部分を除いて、活物質ペースト4が広く塗工される(図3等参照)。
The
乾燥装置16は、活物質ペースト4を塗布させる装置である。乾燥装置16もまた、搬送装置12による金属シート2の搬送経路に配置されている。乾燥装置16は、金属シート2の搬送方向Xに関して、塗工装置14の下流側に位置しており、金属シート2の表面に塗布された活物質ペースト4を速やかに乾燥させる。
The
図2に示すように、乾燥装置16は、乾燥炉18と、乾燥炉18に設けられた複数の光源20を備える。乾燥炉18には、塗工装置14から送り出された金属シート2が搬入される。乾燥装置16は、金属シート2が乾燥炉18内を搬送される間に、金属シート2上の活物質ペースト4を乾燥する。乾燥炉18の具体的な構成は特に限定されないが、内部の温度を維持するために、断熱性を有するとよい。
As shown in FIG. 2, the
複数の光源20は、乾燥炉18内を搬送される金属シート2に、レーザ光Lを照射する。レーザ光Lは、金属シート2上の活物質ペースト4に照射され、当該活物質ペースト4を加熱する。複数の光源20は、レーザ光Lに限られず、活物質ペースト4を加熱し得る光を照射するものであればよい。特に限定されないが、複数の光源20は、金属シート2の搬送方向Xに沿って配置されている。これにより、複数の光源20によって光が照射される複数の照射範囲20aも、搬送方向Xに沿って配列されている。
The multiple light sources 20 irradiate the
図2、図3に示すように、複数の照射範囲20aの間には、一定の間隔が設けられている。これにより、互いに隣接する二つの照射範囲20aの間には、レーザ光Lが照射されない非照射範囲20bが設けられている。このような構成によると、金属シート2に塗布された活物質ペースト4には、金属シート2の搬送に伴って、レーザ光Lが断続的に照射される。レーザ光Lの照射範囲20aで加熱された金属シート2や活物質ペースト4が、非照射範囲20bを通過する間に冷却されることで、金属シート2の過剰な温度上昇が抑制される。なお、金属シート2の幅方向に関して、照射範囲20aの位置及び寸法は、金属シート2に塗布された活物質ペースト4の位置及び寸法に一致している。
2 and 3, a certain interval is provided between the multiple irradiation areas 20a. As a result, a non-irradiation area 20b where the laser light L is not irradiated is provided between two adjacent irradiation areas 20a. With this configuration, the
図2に示すように、乾燥炉18には、ダクト22が接続されている。ダクト22は、乾燥炉18内に熱風Bを供給する。ダクト22が接続された熱風Bの吹き出し口22aは、搬送方向Xの上流端に位置しており、搬送方向Xの下流側に向けて熱風Bを吹き出すように指向されている。これにより、乾燥炉18の内部では、搬送方向Xに沿って熱風Bが送風される。熱風Bの温度は特に限定されない。但し、乾燥炉18内の温度は、80℃以上であって150℃以下であるとよく、熱風Bの温度もそれに応じた温度であるとよい。
As shown in FIG. 2, a duct 22 is connected to the
乾燥炉18には、炉内温度センサ26と、複数のシート温度センサ24とが設けられている。炉内温度センサ26は、乾燥炉18内の温度を測定することができる。これにより、乾燥炉18内の温度が所定の目標温度(例えば、前述した80℃以上であって150℃以下である任意の温度又は温度範囲)となるように、乾燥炉18内に供給する熱風Bの温度又は風量を調節することができる。この調節は、作業者によって行われてもよいし、制御装置によって自動的に行われてもよい。特に限定されないが、炉内温度センサ26は、吹き出し口22aの近傍に設けられている。
The drying
シート温度センサ24は、金属シート2の温度を測定する。特に限定されないが、シート温度センサ24は、非接触式の温度センサであり、金属シート2の温度をその裏面から測定する。複数のシート温度センサ24は、レーザ光Lが照射される複数の照射範囲20aに対して、一つずつ設けられている。このような構成によると、金属シート2の温度に応じて、光源20の出力を調整することができる。この調節は、作業者によって行われてもよいし、制御装置によって自動的に行われてもよい。なお、シート温度センサ24の数は、特に限定されない。乾燥装置16は、光源20の数にかかわらず、少なくとも一つのシート温度センサ24を備えればよい。また、シート温度センサ24は、金属シート2の温度をその表面から測定するもの、即ち、金属シート2上の活物質ペースト4の温度を測定するものであってよい。
The sheet temperature sensor 24 measures the temperature of the
以上の構成により、製造装置10を用いた電極シートの製造方法では、長尺の金属シート2を搬送しながら、金属シート2の表面に活物質ペースト4を塗布する塗工工程が実施される。また、その塗工工程と並行して、金属シート2上の活物質ペースト4を乾燥させる乾燥工程が実施される。乾燥工程は、乾燥炉18内で実施される。乾燥炉18内では、金属シート2の搬送方向Xに沿って熱風が送風されるとともに、複数の光源20から金属シート2上の活物質ペースト4へレーザ光Lが照射される。レーザ光Lが照射されることにより、活物質ペースト4の温度は、乾燥炉18内の温度よりも高くなる。
In the electrode sheet manufacturing method using the
上記した製造方法では、乾燥炉18内に対する熱風Bの供給と、活物質ペースト4に対するレーザ光Lの照射とを組み合わせることで、乾燥炉18内の温度を過剰に高めることなく、活物質ペースト4の温度を選択的に高めることができる。これにより、活物質ペースト4の温度が管理しやすく、活物質ペースト4を短時間で均一に乾燥させることができる。また、乾燥炉18内に供給された熱風Bは、金属シート2の搬送方向Xに沿って流れることから、熱風Bが活物質ペースト4へ強く当たることがない。これにより、活物質ペースト4に無用な影響(例えば局所的な温度変化)を与えることなく、乾燥炉18内を乾燥に適した温度に維持するとともに、乾燥によって生じた水蒸気を排気することができる。
In the above-mentioned manufacturing method, the supply of hot air B into the drying
2:金属シート、 4:活物質ペースト、 10:製造装置、 12:搬送装置、 14:塗工装置、 16:乾燥装置、 18:乾燥炉、 20:光源、 20a:照射範囲、 20b:非照射範囲、 22:炉内温度センサ、 24:シート温度センサ、 L:レーザ光、 B:熱風 2: Metal sheet, 4: Active material paste, 10: Manufacturing device, 12: Conveyor device, 14: Coating device, 16: Drying device, 18: Drying furnace, 20: Light source, 20a: Irradiation area, 20b: Non-irradiation area, 22: Furnace temperature sensor, 24: Sheet temperature sensor, L: Laser light, B: Hot air
Claims (3)
長尺の金属シートを搬送しながら、前記金属シートの表面に活物質ペーストを塗布する塗工工程と、
前記塗工工程と並行して実施されるとともに、前記活物質ペーストが塗布された前記金属シートを乾燥炉内で搬送しながら、前記金属シート上の前記活物質ペーストを乾燥させる乾燥工程と、
を備え、
前記乾燥炉内では、前記金属シートの搬送方向に沿って熱風を送風するとともに、少なくとも一つの光源から前記金属シート上の前記活物質ペーストへ光を照射し、
前記乾燥工程では、前記金属シートの温度に応じて、前記少なくとも一つの光源の出力を調整するとともに、同時に前記乾燥炉内の温度が所定の目標温度となるように、前記乾燥炉内に供給する前記熱風の温度、風量又はその両者を調節することにより、前記活物質ペーストの温度は、前記乾燥炉内の温度よりも高い温度に維持される、
製造方法。 A method for producing an electrode sheet, comprising:
a coating step of coating a surface of a long metal sheet with an active material paste while conveying the metal sheet;
a drying step, which is carried out in parallel with the coating step, of drying the active material paste on the metal sheet while transporting the metal sheet on which the active material paste has been applied in a drying furnace;
Equipped with
In the drying oven, hot air is blown along a conveying direction of the metal sheet, and light is irradiated from at least one light source onto the active material paste on the metal sheet;
In the drying step, the output of the at least one light source is adjusted according to the temperature of the metal sheet, and at the same time, the temperature, the amount of air, or both of the hot air supplied into the drying oven are adjusted so that the temperature in the drying oven becomes a predetermined target temperature , thereby maintaining the temperature of the active material paste at a temperature higher than the temperature in the drying oven.
Manufacturing method.
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