涂布裝置、涂布方法及涂膜形成系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠使用1個涂布噴嘴在基材的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液的涂布裝置、涂布方法以及組裝有該涂布裝置的涂膜形成系統(tǒng)。連續(xù)搬運多孔基材(5)，該多孔基材(5)為貫穿設(shè)置有多個孔(5a)的金屬長條多孔箔。在多孔基材(5)的下方配置有噴出電極材料的涂布液的涂布噴嘴(20)，并且在上方配置有平滑板(30)。通過從涂布噴嘴(20)向多孔基材(5)的下表面噴出涂布液，由于該涂布液的一部分從多個孔(5a)滲出至多孔基材(5)的上表面，從而在多孔基材(5)的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液，所以能夠僅通過1個涂布噴嘴(20)來對多孔基材(5)的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液。
【專利說明】
涂布裝置、涂布方法及涂膜形成系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及向多孔基材涂布化學(xué)電池材料等涂布液的涂布裝置、涂布方法以及組裝有該涂布裝置的涂膜形成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在制造鋰離子電池等化學(xué)電池時，一邊以卷對卷(roll-to-roll)方式搬運金屬箔等基材，一邊向該基材的上表面噴出電極材料的涂布液來形成涂膜。此外，為了將電極制做成多層結(jié)構(gòu)，已知有雙面涂布裝置，所述雙面涂布裝置大多在基材的上表面和下表面這兩個面形成涂膜，向基材的兩個面噴出電極材料的涂布液來形成涂膜。作為這樣的雙面涂布裝置，存在如下涂布裝置，即，首先向基材的一個面涂布涂布液之后進行干燥處理，接著向基材的另一個面涂布涂布液再次進行干燥處理。使用這樣的方法，雖然能夠?qū)牡膬蓚€面進行涂布處理，但是在一條生產(chǎn)線上需要兩臺干燥爐，裝置的整個長度變長且成本增加。
[0003]因此，開發(fā)有如下裝置，S卩，在進行干燥處理之前同時向基材的兩個面涂布涂布液，對基材的兩個面一并進行干燥處理。例如，在專利文獻1、2中公開有如下雙面涂布裝置，其以隔著基材與上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)认鄬Φ姆绞礁髋渲靡粋€涂布噴嘴，從這兩個涂布噴嘴同時向基材的上表面和下表面這兩個面噴出涂布液來同時對兩個面進行涂布。在專利文獻
1、2中公開的雙面涂布裝置中，由于向基材的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液之后一并進行干燥處理，所以使用一臺干燥爐就足夠，并且電極的生產(chǎn)率提高。在這樣的雙面涂布裝置中，通過變更上表面和下表面的涂布噴嘴相對于基材的相對位置來調(diào)整涂膜的涂布形狀，而且通過來自各涂布噴嘴的涂布液的噴出流量來控制涂膜厚度。
[0004]專利文獻I:日本特開2008-284528號公報
[0005]專利文獻2:日本特開2013-107053號公報
[0006]在從涂布噴嘴向基材噴出涂布液的涂布方式中，為了實現(xiàn)較高的涂布均勻性，涂布噴嘴的加工精度、特別是噴出口附近的加工精度極為重要。然而，以那樣的較高的加工精度制作的涂布噴嘴造價較高，搭載兩個涂布噴嘴成為涂布裝置的制造成本上漲的主要原因。除此之外，由于在搭載有兩個涂布噴嘴的情況下，根據(jù)涂布噴嘴的個數(shù)還需要設(shè)置兩組向涂布噴嘴輸送涂布液的栗等涂布液供給機構(gòu)，所以涂布裝置的制造成本進一步上漲。
[0007]此外，在涂布裝置上設(shè)置有兩個涂布噴嘴的情況下，當(dāng)這兩個涂布噴嘴的設(shè)置位置稍微發(fā)生偏移時，還發(fā)生涂膜的涂布端在基材的上表面與下表面出現(xiàn)偏移這樣的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的，其目的在于提供能夠使用I個涂布噴嘴向基材的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液的涂布裝置以及涂布方法，并且提供組裝有該涂布裝置的涂膜形成系統(tǒng)。
[0009]為了解決上述課題，技術(shù)方案I為一種涂布裝置，向多孔基材涂布涂布液，其特征在于，
[0010]具有:
[0011 ]搬運機構(gòu)，利用第二輥來卷繞從第一輥送出的多孔基材，來連續(xù)搬運多孔基材，
[0012]涂布噴嘴，向由所述搬運機構(gòu)搬運的多孔基材的一個面噴出涂布液，
[0013]平滑板，設(shè)置在隔著由所述搬運機構(gòu)搬運的多孔基材與所述涂布噴嘴相向的位置；
[0014]所述涂布噴嘴具有與所述平滑板平行的涂布面和在所述涂布面的一部分上形成的噴出口，
[0015]所述平滑板設(shè)置在至少覆蓋所述噴出口的位置。
[0016]此外，技術(shù)方案2在技術(shù)方案I的涂布裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述平滑板設(shè)置在如下位置，即，所述平滑板在所述搬運機構(gòu)對多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相向。
[0017]此外，技術(shù)方案3在技術(shù)方案I的涂布裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述平滑板設(shè)置在如下位置，即，所述平滑板在所述搬運機構(gòu)對多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相比位于該搬運方向的下游。
[0018]此外，技術(shù)方案4在技術(shù)方案I的涂布裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述平滑板設(shè)置在如下位置，即，所述平滑板在所述搬運機構(gòu)對多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相比位于該搬運方向的上游。
[0019]此外，技術(shù)方案5在技術(shù)方案I至技術(shù)方案4中任一項的涂布裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，還具有:線性標(biāo)尺，用于測量所述平滑板和所述涂布噴嘴的所述涂布面的間隔線性標(biāo)尺。
[0020]此外，技術(shù)方案6為一種涂膜形成系統(tǒng)，其特征在于，具有:技術(shù)方案I至技術(shù)方案4中任一項所述的涂布裝置;干燥部，使通過所述涂布裝置在基材上形成的涂布液的涂膜干燥。
[0021 ]此外，技術(shù)方案7為一種涂布方法，對多孔基材涂布涂布液，其特征在于，
[0022]包括:
[0023]搬運工序，利用第二輥來卷繞從第一輥送出的多孔基材，來連續(xù)搬運多孔基材，
[0024]噴出工序，從涂布噴嘴向被搬運的多孔基材的一個面噴出涂布液；
[0025]在所述噴出工序中，利用平滑板至少覆蓋所述涂布噴嘴的噴出口，并從所述涂布噴嘴噴出涂布液，所述平滑板設(shè)置在隔著被搬運的多孔基材與所述涂布噴嘴相向的位置。
[0026]此外，技術(shù)方案8在技術(shù)方案7的涂布方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述涂布噴嘴具有與所述平滑板平行的涂布面，
[0027]所述噴出口在所述涂布面的一部分上形成，
[0028]在所述噴出工序中，在要使在多孔基材的與所述涂布噴嘴相向的一個面上形成的涂膜的膜厚和在多孔基材的與所述平滑板相向的另一個面上形成的涂膜的膜厚相等的情況下，使所述平滑板在多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相向，并從所述涂布噴嘴噴出涂布液。
[0029]此外，技術(shù)方案9在技術(shù)方案7的涂布方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述涂布噴嘴具有與所述平滑板平行的涂布面，
[0030]所述噴出口在所述涂布面的一部分上形成，
[0031]在所述噴出工序中，在要使在多孔基材的與所述涂布噴嘴相向的一個面上形成的涂膜的膜厚比在多孔基材的與所述平滑板相向的另一個面上形成的涂膜的膜厚薄的情況下，使所述平滑板在多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相比位于該搬運方向的下游，并從所述涂布噴嘴噴出涂布液。
[0032]此外，技術(shù)方案10在技術(shù)方案7的涂布方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述涂布噴嘴具有與所述平滑板平行的涂布面，
[0033]所述噴出口在所述涂布面的一部分上形成，
[0034]在所述噴出工序中，在要使在多孔基材的與所述涂布噴嘴相向的一個面上形成的涂膜的膜厚比在多孔基材的與所述平滑板相向的另一個面上形成的涂膜的膜厚厚的情況下，使所述平滑板在多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相比位于該搬運方向的上游，并從所述涂布噴嘴噴出涂布液。
[0035]根據(jù)技術(shù)方案I至技術(shù)方案6的發(fā)明，由于在覆蓋涂布噴嘴的噴出口的位置設(shè)置平滑板并從涂布噴嘴向多孔基材的一個面噴出涂布液，所以涂布液滲出至多孔基材的另一個面而在涂布噴嘴與平滑板之間形成涂布液的積液，能夠使用I個涂布噴嘴向基材的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液。
[0036]特別是通過技術(shù)方案2的發(fā)明，由于平滑板被設(shè)置在平滑板在搬運機構(gòu)對多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與涂布噴嘴的涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相向的位置，所以能夠使多孔基材的行走位置被限制于在涂布面與平滑板之間形成的涂布液的積液的中央部，能夠在多孔基材的兩個面以相等的膜厚形成涂布液的涂膜。
[0037]根據(jù)技術(shù)方案7至技術(shù)方案10的發(fā)明，由于由平滑板至少覆蓋涂布噴嘴的噴出口并從涂布噴嘴向多孔基材的一個面噴出涂布液，所以涂布液滲出至多孔基材的另一個面而在涂布噴嘴與平滑板之間形成涂布液的積液，能夠使用I個涂布噴嘴向基材的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液。
[0038]特別是通過技術(shù)方案8的發(fā)明，由于使平滑板在多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與涂布噴嘴的涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相向，并從涂布噴嘴噴出涂布液，所以多孔基材的行走位置被限制于在涂布面與平滑板之間形成的涂布液的積液的中央部，從而能夠在多孔基材的兩個面以相等的膜厚形成涂布液的涂膜。
【附圖說明】
[0039]圖1是示出組裝有本發(fā)明的涂布裝置的涂膜形成系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0040]圖2是示出平滑板和涂布噴嘴的配置關(guān)系的圖。
[0041]圖3是示出平滑板和涂布噴嘴的配置關(guān)系的圖。
[0042]圖4是示出向多孔基材的一個面噴出涂布液時產(chǎn)生的現(xiàn)象的圖。
[0043]圖5是使用涂膜形成系統(tǒng)制造的電極的部分剖面圖。
[0044]圖6是示出平滑板和涂布噴嘴的配置關(guān)系的另一例子的圖。
[0045]圖7是示出平滑板和涂布噴嘴的配置關(guān)系的另一例子的圖。
[0046]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0047]I涂膜形成系統(tǒng)
[0048]5多孔基材
[0049]10涂布裝置
[0050]20涂布噴嘴
[0051]21 噴出口
[0052]22涂布面
[0053]26驅(qū)動部
[0054]28涂布液供給機構(gòu)
[0055]30平滑板
[0056]40線性標(biāo)尺
[0057]60搬運機構(gòu)
[0058]61開卷輥
[0059]62卷繞輥
[0060]80干燥部
[0061]90控制部
【具體實施方式】
[0062]下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。
[0063]圖1是示出組裝有本發(fā)明的涂布裝置的涂膜形成系統(tǒng)I的整體結(jié)構(gòu)的圖。并且，在圖1及之后的各圖中，為了明確它們的方向關(guān)系適當(dāng)?shù)靥砑恿薠YZ正交坐標(biāo)系，將Z軸方向設(shè)為鉛垂方向并將XY平面設(shè)為水平面。此外，在圖1及之后的各圖中，為了容易理解，根據(jù)需要放大或簡化了各個部件的尺寸或數(shù)量。
[0064]該涂膜形成系統(tǒng)I是如下裝置，S卩，一邊以卷對卷(Roll-to-Roll)方式連續(xù)搬運長條的多孔基材，一邊向該多孔基材涂布包括作為電極材料的活性物質(zhì)的涂布液，并對該涂布液進行干燥處理來制造鋰離子二次電池的電極。涂膜形成系統(tǒng)1，其通過在涂布裝置10上配置干燥部80而構(gòu)成。此外，涂膜形成系統(tǒng)I具有用于管理系統(tǒng)整體的控制部90。
[0065]本發(fā)明的涂布裝置10具有以下的主要構(gòu)件:涂布噴嘴20、平滑板30及搬運機構(gòu)60。此外，涂布裝置10還具有涂布液供給機構(gòu)28，其用于向涂布噴嘴20輸送涂布液?？刂撇?0也控制涂布裝置10的各機構(gòu)部，還作為涂布裝置10的控制部來發(fā)揮作用。
[0066]搬運機構(gòu)60具有:開卷輥(第一輥)61、卷繞輥(第二輥)62及多個輔助輥63。長條的多孔基材5從開卷輥61被送出，被多個輔助輥63引導(dǎo)，并由卷繞輥62卷繞，從而所述長條的多孔基材5以卷對卷方式依次連續(xù)搬運至涂布裝置10、干燥部80。并且，輔助輥63的個數(shù)及配置位置并不限定于圖1的例子，能夠根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡M行增減。
[0067]涂布噴嘴20配置在由搬運機構(gòu)60沿著大致水平方向搬運的多孔基材5的下方。例如涂布噴嘴20由不銹鋼形成，其為狹縫噴嘴，具有沿著多孔基材5的寬度方向的狹縫狀的噴出口 21。涂布噴嘴20向由搬運機構(gòu)60搬運的多孔基材5的下表面噴出電極材料的涂布液。并且，多孔基材5的“下表面”是指，多孔基材5的兩個面中朝向下方的一個面，”上表面”是指所述“下表面”相反側(cè)的另一個面。即，多孔基材5的上表面及下表面僅是用于識別多孔基材5的兩個面的標(biāo)記，并不限定某一特定的面為上表面或者下表面。
[0068]從涂布液供給機構(gòu)28向涂布噴嘴20輸送涂布液。涂布液供給機構(gòu)28具有:罐、栗及壓力傳感器等(均省略圖示)；其中，罐貯存涂布液，栗從該罐向涂布噴嘴20加壓輸送涂布液;壓力傳感器測量該栗向涂布噴嘴20加壓輸送涂布液的涂布液輸送壓?？刂撇?0控制涂布液供給機構(gòu)28的栗。
[0069]涂布噴嘴20在搬運機構(gòu)60對多孔基材5的搬運路線中的搬運方向大致為水平方向的部分，設(shè)置在多孔基材5的下方。涂布噴嘴20被設(shè)為狹縫狀的噴出口21朝向上側(cè)(S卩，和多孔基材5的下表面相對)。涂布噴嘴20具有墊片及支管等，所述墊片及支管等用于規(guī)定與狹縫狀的噴出口 21相連接的流路。從涂布液供給機構(gòu)28輸送的涂布液流經(jīng)該流路從噴出口 21朝向上方噴出至多孔基材5的下表面。
[0070]此外，由驅(qū)動部26來調(diào)整涂布噴嘴20在鉛垂方向上的高度位置。例如，驅(qū)動部26是具有脈沖馬達和滾珠絲杠的驅(qū)動機構(gòu)，其使涂布噴嘴20沿著鉛垂方向升降移動。并且，驅(qū)動部26還可以進一步具有調(diào)整涂布噴嘴20的姿勢的機構(gòu)。
[0071]平滑板30配置在隔著由搬運機構(gòu)60搬運的多孔基材5與涂布噴嘴20相向的位置。即，平滑板30在搬運機構(gòu)60對多孔基材5的搬運路線中的搬運方向大致為水平方向的部分，設(shè)置在多孔基材5的上方。圖2及圖3是示出平滑板30和涂布噴嘴20的配置關(guān)系的圖。圖2是從多孔基材5的搬運路線的側(cè)面來觀察的圖，圖3是從沿著多孔基材5的搬運路線的方向來觀察的圖。
[0072]例如，平滑板30是由不銹鋼形成且在俯視下呈矩形的板狀構(gòu)件。在平滑板30的表面中，至少與由搬運機構(gòu)60搬運的多孔基材5相向的面以高的精度形成為平滑的面。平滑板30被固定設(shè)置為，與多孔基材5相向的面沿著水平方向。
[0073]如圖2及圖3所示，在涂布噴嘴20上形成有涂布面22，該涂布面22和平滑板30的與多孔基材5相向的面平行。即，涂布面22也是沿著水平方向的平面。例如，沿著搬運機構(gòu)60對多孔基材5的搬運方向DR(圖2)的涂布面22的長度約為4mm。在涂布面22的一部分上形成了狹縫狀的噴出口 21。
[0074]在本實施方式中，平滑板30被設(shè)置在如下位置，S卩，平滑板30在搬運機構(gòu)60對多孔基材5搬運方向DR (圖2)上的下游側(cè)的端部31與涂布噴嘴20的涂布面22在搬運方向DR上的下游側(cè)的端部23相向的位置。即，以如下方式設(shè)置平滑板30，平滑板30在多孔基材5的搬運方向DR上的下游側(cè)端部31位于涂布面22的下游側(cè)端部23的鉛垂方向正上方。
[0075]平滑板30沿著搬運方向DR的長度比涂布面22的長度長。因此，平滑板30設(shè)置在對涂布噴嘴20的噴出口21的鉛垂方向正上方進行覆蓋的位置。
[0076]此外，如圖3所示，在涂布噴嘴20上附加設(shè)置有線性標(biāo)尺(Linear Scale)40。線性標(biāo)尺40通過使頂端與平滑板30接觸，來測量平滑板30的與多孔基材5相向的面和涂布噴嘴20的涂布面22的間隔。線性標(biāo)尺40的測量結(jié)果被傳遞至控制部90?？刂撇?0基于線性標(biāo)尺40的測量結(jié)果，控制驅(qū)動部26使涂布噴嘴20升降，以使平滑板30的與多孔基材5相向的面和涂布噴嘴20的涂布面22的間隔成為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值。例如，平滑板30的與多孔基材5相向的面和涂布噴嘴20的涂布面22的間隔的設(shè)定值在ΙΟΟμπι以上200μπι以下的范圍內(nèi)。
[0077]回到圖1，沿著多孔基材5的搬運路線設(shè)置有一對第一夾緊輥(Pinchroll)71、71及一對第二夾緊輥72、72。一對第一夾緊輥71、71在多孔基材5的搬運路線上，設(shè)置在涂布噴嘴20及平滑板30的上游側(cè)。第一夾緊輥71、71是圓筒形狀的輥。
[0078]另一方面，一對第二夾緊輥72、72在多孔基材5的搬運路線上，設(shè)置在涂布噴嘴20及平滑板30的下游側(cè)。各第二夾緊輥72通過在旋轉(zhuǎn)軸的兩端固定設(shè)置一對圓板狀的輥來構(gòu)成，并與多孔基材5的寬度方向兩邊緣部接觸。第二夾緊輥72、72雖然和剛涂布后的多孔基材5接觸，但是由于僅與多孔基材5的寬度方向兩邊緣部接觸，所以并未與涂膜直接接觸，能夠防止涂膜的損傷，并且防止第二夾緊輥72、72的污染。
[0079]在從開卷輥61至卷繞輥62的多孔基材5的整個該搬運路線中，開卷輥61及卷繞輥62規(guī)定了作用于多孔基材5的張力。典型的是，將卷繞輥62的卷繞速度設(shè)定為比開卷輥61的送出速度稍大，由此對多孔基材5施加張力。在多孔基材5的搬運路線中的第一夾緊輥71、71及第二夾緊輥72、72之間的區(qū)間，即設(shè)置有涂布噴嘴20的區(qū)間，能夠從由開卷輥61及卷繞輥62規(guī)定的張力中獨立出來，而由第一夾緊輥71、71及第二夾緊輥72、72來調(diào)整多孔基材5的張力。
[0080]此外，在多孔基材5的搬運路線上，在干燥部80的下游側(cè)設(shè)置有張力調(diào)節(jié)輥75。張力調(diào)節(jié)輥75配置在位置被固定的兩個輔助輥63之間。張力調(diào)節(jié)輥75據(jù)作用于多孔基材5的張力上下移動，張力調(diào)節(jié)輥75的旋轉(zhuǎn)軸并未固定。換言之，由于并未限制張力調(diào)節(jié)輥75在上下方向上的位置，所以無論其高度位置如何始終對多孔基材5提供恒定的張力。由張力調(diào)節(jié)輥75本身的質(zhì)量來規(guī)定張力調(diào)節(jié)輥75給予多孔基材5的張力。并且，也可以在張力調(diào)節(jié)輥75上附加設(shè)置配重來用于調(diào)整給予多孔基材5的張力。
[0081 ]干燥部80對由涂布噴嘴20在多孔基材5上涂布的涂布液的涂膜進行干燥處理。干燥部80加熱由搬運機構(gòu)60搬運的多孔基材5，從而使溶劑從涂布液中蒸發(fā)來進行干燥處理。例如，干燥部80也可以具有預(yù)熱部、主干燥部、退火部及冷卻部等，其中，預(yù)熱部使涂布液的涂膜緩慢地升溫，主干燥部將涂膜升溫至規(guī)定溫度來進行主要的加熱，退火部將涂膜加熱至更高的溫度來除去膜中的變形和殘留應(yīng)力，冷卻部對已被加熱的涂膜進行冷卻。
[0082]控制部90控制設(shè)置于涂膜形成系統(tǒng)I的各動作機構(gòu)來進行對多孔基材5的涂布處理。作為控制部90的硬件的結(jié)構(gòu)和一般的計算機相同。即，控制部90構(gòu)成為具有:CPU，其進行各種計算處理;ROM，其為存儲基本程序的讀取專用的存儲器;RAM，其為存儲各種信息的可自由讀寫的存儲器;及磁盤，其存儲控制用軟件和數(shù)據(jù)等。控制部90的CPU通過執(zhí)行規(guī)定的處理程序來進行涂膜形成系統(tǒng)I中的涂布處理。
[0083]在具有上述這樣的結(jié)構(gòu)的涂膜形成系統(tǒng)I中進行電極制造時，一邊由搬運機構(gòu)60以卷對卷的方式連續(xù)搬運多孔基材5，一邊從涂布噴嘴20對多孔基材5涂布涂布液。在本實施方式中成為涂布對象的多孔基材5是作為鋰離子二次電池的集電體來發(fā)揮作用的金屬的多孔箔。多孔箔是指貫穿設(shè)置有多個孔的金屬箔。在通過涂膜形成系統(tǒng)I制造鋰離子二次電池的正極的情況下，例如能夠使用鋁(Al)的多孔箔來作為多孔基材5。此外，在通過涂膜形成系統(tǒng)I中制造負(fù)極的情況下，例如能夠使用銅(Cu)的多孔箔來作為多孔基材5。多孔基材5是長條的片材狀多孔箔，該多孔基材5的寬度及厚度沒有特別的限定，例如能夠?qū)挾仍O(shè)為600mm?700mm，將厚度設(shè)為ΙΟμπι?20μπι。此外，例如能夠?qū)⒃谟米鞫嗫谆?的多孔箔上貫穿設(shè)置的孔的直徑設(shè)為Φ0.1mm，將孔的開口率(多個孔的總面積/金屬箔的面積)設(shè)為10%?50% (在本實施方式中為30% )。在金屬箔的整個表面以均勻的密度來貫穿設(shè)置多個孔。
[0084]從開卷輥61送出并由卷繞輥62卷繞這樣的作為多孔基材5的多孔箔，從而將這樣的作為多孔基材5的多孔箔以卷對卷方式連續(xù)依次搬運至涂布裝置10、干燥部80。在涂布裝置10中，在由搬運機構(gòu)60搬運的多孔基材5的下方配置有涂布噴嘴20。涂布噴嘴20從噴出口21向由搬運機構(gòu)60在大致水平方向上搬運的多孔基材5的下表面噴出電極材料的涂布液。即，涂布噴嘴20從多孔基材5的下側(cè)噴出涂布液。
[0085]在通過涂膜形成系統(tǒng)I制造正極的情況下，作為正極材料的涂布液，例如使用作為正極活性物質(zhì)的鈷酸鋰(LiCoO2)、作為導(dǎo)電助劑的碳(C)、作為粘結(jié)劑的聚偏氟乙烯(PVDF)、作為溶劑的N-甲基吡咯烷酮(NMP)的混合液。還能夠使用鎳酸鋰(LiN12)、錳酸鋰(LiMn2O4)及磷酸鐵鋰(LiFePO4)等作為正極活性物質(zhì)，來代替鈷酸鋰。
[0086]另一方面，在通過涂膜形成系統(tǒng)I來制造負(fù)極的情況下，作為負(fù)極材料的涂布液，例如使用作為負(fù)極活性物質(zhì)的石墨、作為粘結(jié)劑的PVDF、作為溶劑的NMP的混合液。作為負(fù)極活性物質(zhì)，還能夠使用硬碳、鈦酸鋰(Li4Ti5012)、硅合金、錫合金等來代替石墨。此外，針對正極材料及負(fù)極材料這兩者，作為粘結(jié)劑，能夠使用苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)等來代替PVDF，作為溶劑，能夠使用水(H2O)等來代替NMP。進而，在使用SBR作為粘結(jié)劑且使用水作為溶劑的情況下，還能夠并用羧甲基纖維素(CMC)作為增稠劑。這些正極材料及負(fù)極材料的涂布液是分散有固體(微粒)的漿液，粘度均在IPa.s(帕斯卡秒)以上，通常具有沉浮性。
[0087]在本實施方式中，若從下方的涂布噴嘴20向貫穿設(shè)置有多個孔的多孔基材5的下表面噴出涂布液，則附著在下表面的涂布液通過這些多個孔滲出至多孔基材5的上表面?zhèn)?。其結(jié)果是，通過僅向多孔基材5的下表面噴出涂布液就能夠?qū)Χ嗫谆?的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液。
[0088]圖4是示出向多孔基材5的一個面噴出涂布液時產(chǎn)生的現(xiàn)象的圖。在由搬運機構(gòu)60向表示為搬運方向DR的方向搬運的多孔基材5上貫穿設(shè)置有多個孔5a。若從涂布噴嘴20向貫穿設(shè)置有多個孔5a的多孔基材5的下表面噴出涂布液，則附著在多孔基材5下表面的涂布液的一部分從多個孔5a滲出至多孔基材5的上表面?zhèn)?。由此，變成和在多孔基?的上表面也涂布有涂布液相同的情況。
[0089]通過多個孔5a滲出至多孔基材5的上表面?zhèn)鹊耐坎家旱竭_平滑板30，所述平滑板30設(shè)置在隔著多孔基材5和涂布噴嘴20相向的位置。其結(jié)果是，如圖4所示，在涂布噴嘴20的涂布面22和平滑板30之間形成有涂布液的積液。然后，在該積液中向搬運方向DR所示的方向搬運多孔基材5，從而在多孔基材5的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液。
[0090]這里，在本實施方式中，平滑板30被設(shè)置為，平滑板30在多孔基材5搬運方向DR上的下游側(cè)的端部31位于涂布噴嘴20的涂布面22在搬運方向DR上的下游側(cè)的端部23的鉛垂方向正上方。即，在多孔基材5搬運方向DR上，平滑板30的下游側(cè)的端部31與涂布面22的下游側(cè)的端部23相向，涂布噴嘴20的后唇面(涂布面22中的比噴出口 21更靠搬運方向DR上的下游側(cè)的面)在既不過量也不會不足的情況下由平滑板30覆蓋。
[0091]在這樣的狀態(tài)的情況下，若使多孔基材5通過在涂布噴嘴20的涂布面22和平滑板30之間形成的涂布液的積液的鉛垂方向中央部，則多孔基材5上方的積液的液壓和多孔基材5下方的積液的液壓變?yōu)橄嗟?。多孔基?的行走位置通過多孔基材5上方的液壓和多孔基材5下方的液壓的平衡來限制。換言之，為了使多孔基材5上方的液壓和下方的液壓變?yōu)橄嗟龋嗫谆?的行走位置被限制在在涂布面22和平滑板30之間形成的涂布液的積液的鉛直方向中央部。并且，為了能夠容易通過多孔基材5上下的液壓平衡來限制多孔基材5的行走位置，優(yōu)選由一對第一夾緊輥71、71及一對第二夾緊輥72、72來調(diào)整在涂布噴嘴20附近的多孔基材5的張力。
[0092]由平滑板30和涂布噴嘴20的涂布面22的間隔及由來自涂布噴嘴20的涂布液的噴出流量來規(guī)定多孔基材5上下的積液的液壓。由線性標(biāo)尺40(圖3)來測量平滑板30和涂布噴嘴20的涂布面22的間隔，基于該測量結(jié)果由控制部90控制驅(qū)動部26來使該間隔成為規(guī)定值。
[0093]若以通過在涂布面22和平滑板30之間形成的涂布液的積液鉛垂方向中央部的方式搬運多孔基材5，則在多孔基材5的上表面和下表面這兩個面形成的涂布液的涂膜的膜厚變?yōu)橄嗟?。即，在多孔基?的上表面和下表面這兩個面以均勻的膜厚涂布有涂布液。由來自涂布噴嘴20的涂布液的噴出流量、搬運機構(gòu)60對多孔基材5的搬運速度、平滑板30和涂布面22的間隔，來規(guī)定分別在多孔基材5的上表面及下表面形成的涂布液的涂膜的膜厚。
[0094]由涂布噴嘴20在上表面和下表面這兩個面涂布有涂布液的多孔基材5被搬運至干燥部80，多孔基材5被加熱且溶劑從涂布液中蒸發(fā)，從而進行涂布液的涂膜的干燥處理。在從干燥部80搬出多孔基材5的時間點，涂布液的涂膜被充分干燥。然后，從干燥部80搬出的多孔基材5由卷繞輥62卷繞。并且，由張力調(diào)節(jié)輥75來將作用于干燥處理后的多孔基材5的張力調(diào)整為恒定。
[0095]在本實施方式中，通過從涂布噴嘴20向貫穿設(shè)置有多個孔5a的多孔基材5的下表面噴出涂布液，使涂布液的一部分從多個孔5a滲出至多孔基材5的上表面來對多孔基材5的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液。即，能夠僅通過I個涂布噴嘴20來對多孔基材5的上表面和下表面這兩個面涂布涂布液。
[0096]在能夠進行雙面涂布的涂布裝置10上搭載的高價的涂布噴嘴20僅一個就足夠，能夠抑制裝置的制造成本上漲。此外，若在涂布裝置10上搭載的涂布噴嘴20為一個，則不需要在搭載了兩個涂布噴嘴的情況下所需要的雙方設(shè)置位置的整合作業(yè)等。進而，由于僅對在涂布裝置10上搭載的I個涂布噴嘴20進行參數(shù)(涂布噴嘴20的傾斜度等)的調(diào)整即可，所以涂布條件的優(yōu)化變得更容易。
[0097]此外，在本實施方式中，由于在隔著多孔基材5和涂布噴嘴20相向的位置設(shè)置有平滑板30，所以能夠在涂布噴嘴20的涂布面22和平滑板30之間保持涂布液的積液，并且能夠使在多孔基材5的上表面?zhèn)鹊耐磕さ哪ず窬鶆?。通過涂膜形成系統(tǒng)I制造的電極在寬度方向的膜厚(是指多孔基材5的上表面和下表面這兩個面的合計膜厚)的偏差約為±2%，這和設(shè)置兩個涂布噴嘴同時對兩個面進行涂布的情況的偏差(±1%)相比也不遜色。
[0098]特別是在本實施方式中，由于平滑板30被設(shè)置在如下位置，S卩，平滑板30在搬運機構(gòu)60對多孔基材5的搬運方向DR上的下游側(cè)的端部31與涂布噴嘴20的涂布面22在搬運方向DR上的下游側(cè)的端部23相向的位置，所以，多孔基材5的行走位置被限制于在涂布面22和平滑板30之間形成的涂布液的積液的鉛垂方向中央部。其結(jié)果是，在多孔基材5的上表面和下表面這兩個面形成的涂布液的涂膜的膜厚變?yōu)橄嗟取?br>[0099]此外，圖5是通過涂膜形成系統(tǒng)I制造的電極的部分剖面圖。在涂膜形成系統(tǒng)I中，由于在使向多孔基材5的下表面噴出的涂布液經(jīng)由孔5a滲出至多孔基材5的上表面的狀態(tài)下進行干燥處理，所以依靠孔5a的部分使得干燥處理后的已固化的涂膜在多孔基材5的上表面和下表面被一體化。即，依靠孔5a的部分，干燥處理后的多孔基材5的上表面?zhèn)韧磕ず拖卤砻鎮(zhèn)韧磕ぷ兊镁拖袷褂勉T釘鉚接固定了一樣，被牢固地連接。因此，在干燥處理后的電極中，能夠防止涂膜從多孔基材5的上表面或者下表面剝離這樣的問題。其結(jié)果是，能夠減少涂布液中的粘結(jié)劑并提尚活性物質(zhì)的濃度，能夠使電極性能提尚。
[0100]以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)明只要不脫離其宗旨，在上述內(nèi)容以外能夠進行各種變更。例如，在上述實施方式中，平滑板30的端部31和涂布噴嘴20的涂布面22的端部23相向，但是并不限定于此，平滑板30的端部31與涂布面22的端部23也可以偏離。
[0101]圖6及圖7是示出平滑板30和涂布噴嘴20的配置關(guān)系的另一例子的圖。在圖6及圖7中，對與第一實施方式相同的構(gòu)件附加有相同的附圖標(biāo)記。在圖6中示出以下例子，S卩，在搬運方向DR上，平滑板30的端部31與涂布噴嘴20的涂布面22的端部23相比更靠下游側(cè)。在這樣的狀態(tài)的情況下，與上述實施方式相比多孔基材5上方的積液的液壓變大，為了使多孔基材5上下的液壓變?yōu)橄嗟?，與上述實施方式相比多孔基材5的行走位置被向下方按壓。其結(jié)果是，多孔基材5的行走位置被限制于在涂布面22和平滑板30之間形成的涂布液的積液的鉛垂方向中央部下方，多孔基材5的表面(上表面)的涂膜的膜厚與背面(下表面)的涂膜的膜厚相比變厚。即，在特意要將多孔基材5的上表面?zhèn)韧磕さ哪ず裨O(shè)為比下表面?zhèn)群竦那闆r下，以在搬運方向DR上，平滑板30的端部31與涂布面22的端部23相比更靠下游側(cè)方式，配置平滑板30即可。
[0102]另一方面，在圖7中，示出了以下例子，S卩，在搬運方向DR上，平滑板30的端部31與涂布噴嘴20的涂布面22的端部23相比更靠上游側(cè)。在這樣的狀態(tài)的情況下，與上述實施方式相比多孔基材5下方的積液的液壓變大，為了使多孔基材5上下的液壓變?yōu)橄嗟?，與上述實施方式相比多孔基材5的行走位置被向上方推壓。其結(jié)果是，多孔基材5的行走位置被限制于在涂布面22和平滑板30之間形成的涂布液的積液的鉛垂方向中央部上方，多孔基材5的上表面的涂膜的膜厚和下表面的涂膜的膜厚相比變薄。即，在特意要將多孔基材5的下表面?zhèn)韧磕さ哪ず裨O(shè)為比上表面?zhèn)群竦那闆r下，以在搬運方向DR上，平滑板30的端部31與涂布面22的端部23相比靠上游側(cè)的方式配置平滑板30即可。但是，由于平滑板30需要設(shè)置在至少對涂布噴嘴20的噴出口 21的鉛垂方向正上方進行覆蓋的位置，所以平滑板30的端部31和涂布噴嘴20的后唇面(涂布面22中的比噴出口 21更靠搬運方向DR上的下游側(cè)的面)中的某處相向。
[0103]如此，平滑板30設(shè)置在至少對涂布噴嘴20的噴出口 21的鉛垂方向正上方進行覆蓋的位置即可，通過調(diào)整平滑板30的位置能夠控制在多孔基材5的上表面和下表面形成的涂膜的膜厚。
[0104]此外，在上述實施方式中，在由搬運機構(gòu)60搬運的多孔基材5的下方設(shè)置有涂布噴嘴20，但是也可以在多孔基材5的上方設(shè)置涂布噴嘴20。在多孔基材5的上方設(shè)置了涂布噴嘴20的情況下，從狹縫狀的噴出口 21朝向下方對多孔基材5的上表面噴出涂布液。該情況下，平滑板30設(shè)置在隔著由搬運機構(gòu)60搬運的多孔基材5和涂布噴嘴20相向的位置，即設(shè)置在多孔基材5的下方。如此也能夠獲得與上述實施方式相同的效果。但是，由于在多孔基材5的上方設(shè)置了涂布噴嘴20的情況下，需要設(shè)置用于防止在停止噴出時來自噴出口21的涂布液滴下來的機構(gòu)(例如，回吸機構(gòu))，所以優(yōu)選的，如上述實施方式所示在多孔基材5的下方設(shè)置涂布噴嘴20。
[0105]此外，在上述實施方式中將多孔基材5設(shè)為金屬的多孔箔，但是多孔基材5并不限定為多孔箔，也可以是具有多個氣孔的多孔質(zhì)體。即，多孔基材5只要是具有涂布液能夠通過的孔或者氣孔的基材即可。
[0106]此外，涂布噴嘴20并不限定為具有單個狹縫狀的噴出口21的狹縫噴嘴，也可以是具有多條狹縫的噴嘴，還可以是從大致圓形的噴出口噴出涂布液的噴嘴。
[0107]此外，成為使用本發(fā)明的技術(shù)進行涂布處理的對象的涂布液并不限定為鋰離子二次電池的電極材料，例如還可以是鋰離子電容器和太陽能電池材料(電極材料、封固材料)的涂布液或者電子材料的絕緣膜和保護膜的涂布液。
【主權(quán)項】
1.一種涂布裝置，向多孔基材涂布涂布液，其特征在于， 具有: 搬運機構(gòu)，利用第二輥來卷繞從第一輥送出的多孔基材，來連續(xù)搬運多孔基材， 涂布噴嘴，向由所述搬運機構(gòu)搬運的多孔基材的一個面噴出涂布液， 平滑板，設(shè)置在隔著由所述搬運機構(gòu)搬運的多孔基材與所述涂布噴嘴相向的位置；所述涂布噴嘴具有與所述平滑板平行的涂布面和在所述涂布面的一部分上形成的噴出口， 所述平滑板設(shè)置在至少覆蓋所述噴出口的位置。2.如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于， 所述平滑板設(shè)置在如下位置，即，所述平滑板在所述搬運機構(gòu)對多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相向。3.如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于， 所述平滑板設(shè)置在如下位置，即，所述平滑板在所述搬運機構(gòu)對多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相比位于該搬運方向的下游。4.如權(quán)利要求1所述的涂布裝置，其特征在于， 所述平滑板設(shè)置在如下位置，即，所述平滑板在所述搬運機構(gòu)對多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相比位于該搬運方向的上游。5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的涂布裝置，其特征在于，還具有: 線性標(biāo)尺，用于測量所述平滑板和所述涂布噴嘴的所述涂布面的間隔。6.一種涂膜形成系統(tǒng)，其特征在于，具有: 權(quán)利要求1至4中任一項所述的涂布裝置； 干燥部，使通過所述涂布裝置在基材上形成的涂布液的涂膜干燥。7.一種涂布方法，對多孔基材涂布涂布液，其特征在于， 包括: 搬運工序，利用第二輥來卷繞從第一輥送出的多孔基材，來連續(xù)搬運多孔基材， 噴出工序，從涂布噴嘴向被搬運的多孔基材的一個面噴出涂布液； 在所述噴出工序中，利用平滑板至少覆蓋所述涂布噴嘴的噴出口，并從所述涂布噴嘴噴出涂布液，所述平滑板設(shè)置在隔著被搬運的多孔基材與所述涂布噴嘴相向的位置。8.如權(quán)利要求7所述的涂布方法，其特征在于， 所述涂布噴嘴具有與所述平滑板平行的涂布面， 所述噴出口在所述涂布面的一部分上形成， 在所述噴出工序中，在要使在多孔基材的與所述涂布噴嘴相向的一個面上形成的涂膜的膜厚和在多孔基材的與所述平滑板相向的另一個面上形成的涂膜的膜厚相等的情況下，使所述平滑板在多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相向，并從所述涂布噴嘴噴出涂布液。9.如權(quán)利要求7所述的涂布方法，其特征在于， 所述涂布噴嘴具有與所述平滑板平行的涂布面， 所述噴出口在所述涂布面的一部分上形成， 在所述噴出工序中，在要使在多孔基材的與所述涂布噴嘴相向的一個面上形成的涂膜的膜厚比在多孔基材的與所述平滑板相向的另一個面上形成的涂膜的膜厚薄的情況下，使所述平滑板在多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相比位于該搬運方向的下游，并從所述涂布噴嘴噴出涂布液。10.如權(quán)利要求7所述的涂布方法，其特征在于， 所述涂布噴嘴具有與所述平滑板平行的涂布面， 所述噴出口在所述涂布面的一部分上形成， 在所述噴出工序中，在要使在多孔基材的與所述涂布噴嘴相向的一個面上形成的涂膜的膜厚比在多孔基材的與所述平滑板相向的另一個面上形成的涂膜的膜厚厚的情況下，使所述平滑板在多孔基材的搬運方向上的下游側(cè)的端部與所述涂布噴嘴的所述涂布面在該搬運方向上的下游側(cè)端部相比位于該搬運方向的上游，并從所述涂布噴嘴噴出涂布液。
【文檔編號】B05C5/02GK106000768SQ201610152536
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】安谷佳浩, 錦內(nèi)榮史
【申請人】株式會社思可林集團