專利名稱：涂敷方法和涂敷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂敷方法和涂敷裝置。詳細(xì)地說，涉及將電極材料糊涂敷在長條狀的集電體上在該集電體的長度方向上形成規(guī)定寬度的涂膜的涂敷方法和涂敷裝置。
背景技術(shù)：
鋰二次電池等的二次電池作為車輛搭載用電源或個人電腦、便攜式終端等的電源其重要性在提高。尤其是輕量且可得到高能量密度的鋰二次電池，被期待作為優(yōu)選用作為車輛搭載用高輸出功率電源的電池。在鋰二次電池的一個典型的構(gòu)成中，具備在導(dǎo)電性構(gòu)件(電極集電體)上形成有能夠可逆地吸藏和釋放鋰離子的材料(電極活性物質(zhì))的構(gòu)成的電極。例如，作為正極中所使用的正極活性物質(zhì)，可列舉包含鋰和一種或兩種以上的過渡金屬元素作為構(gòu)成金屬元素的氧化物。另外，作為正極中所使用的電極集電體(以下也稱為“正極集電體”。)，可列舉將鋁或鋁合金作為主體的長條片狀的構(gòu)件。這樣的電池用電極，例如通過調(diào)制使活性物質(zhì)在適當(dāng)?shù)娜軇?例如水)中分散并混煉而成的活性物質(zhì)糊，在集電體上涂敷該活性物質(zhì)糊并使其干燥而制造。作為將這樣的活性物質(zhì)糊涂敷在長條狀的集電體上的涂敷裝置，例如可使用模具(die)型涂敷裝置。模具型涂敷裝置，如

圖1所示，具有排出噴嘴1，在該排出噴嘴I內(nèi)設(shè)置有用于使從外部供給的糊沿寬度方向擴(kuò)展的歧管(貯液)、和從該歧管擠出糊的唇開口部2。從外部供給的糊通過排出噴嘴I的歧管沿寬度方向擴(kuò)展、并從唇開口部2擠出，由此涂敷在集電體3上。此時，通過使排出噴嘴I和集電體3保持規(guī)定的間隔地相對移動，在集電體3的表面在該集電體的長度方向形成規(guī)定寬度W的涂膜4。作為與該種糊的粘度測定相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)，可列舉專利文獻(xiàn)I 7。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本國專利申請公開第2009-187819號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本國專利申請公開第昭62-194441號公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本國專利申請公開第平06-074887號公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本國專利申請公開第平06-094593號公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本國專利申請公開第昭64-026124號公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本國專利申請公開第2000-348710號公報(bào)專利文獻(xiàn)7:日本國專利申請公開第2005-243581號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，雖然如上述那樣正極和負(fù)極通常通過將電池材料糊涂敷在集電體上而形成，但是例如如圖2所示，在車輛驅(qū)動用電池中，在一枚長條狀集電體的長度方向上以規(guī)定的間隔形成(條狀涂敷)3列涂膜(電極層)，在該涂膜的中央部以及涂膜之間，分別形成狹縫A E。然后，在該狹縫A E切斷長條狀的集電體，分別制造6枚片狀電極。在涂膜(電極層)4的未涂敷部分7焊接有電極引線端子，以與電極端子電連接。在這樣的情況下，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置形成狹縫A E的切斷區(qū)域和涂膜4的未涂敷部分7對改善成品率很重要，因此，要求均勻地形成涂膜4的橫向的寬度W。然而，在利用上述這樣的涂敷裝置制造電池用電極時，存在在裝置工作中涂膜4的橫向的寬度W變動而無法形成均勻的涂敷寬度的涂膜4這樣的問題。本發(fā)明是鑒于該點(diǎn)而提出的，其主要目的是提供一種抑制涂膜的橫向的寬度的變動、從而能夠形成均勻的涂敷寬度的涂膜的涂敷方法。另外，另一目的是提供一種能夠容易且切實(shí)地實(shí)施上述優(yōu)異的涂敷方法的涂敷裝置。本申請發(fā)明人針對裝置工作中涂膜4的橫向的寬度W變動的原因進(jìn)行了專心研究，得到了以下的見解。即，電池材料糊根據(jù)涂敷時的環(huán)境(溫度、濕度等)，其狀態(tài)經(jīng)常變化，產(chǎn)生些許粘度變動。在此，如圖3所示，在糊粘度比較低的情況下，從唇開口部2排出的糊5向唇開口部的寬度方向的外側(cè)流動，在排出噴嘴I與集電體3的間隙產(chǎn)生液體擴(kuò)展6。與此相對，如圖4所示，在糊粘度比較高的情況下，從唇開口部2排出的糊5難以向唇開口部2的寬度方向的外側(cè)流動，從而抑制了在上述間隙的液體擴(kuò)展6。這樣的液體擴(kuò)展長度L的大小會成為涂膜4的涂敷寬度變動的主要因素。本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，即使如上所述糊的粘度在裝置工作中變動，也能夠通過進(jìn)行將在排出噴嘴I與集電體3的間隙產(chǎn)生的液體擴(kuò)展6 (液體擴(kuò)展長度L)保持為一定的控制，具體地說進(jìn)行根據(jù)糊粘度來變更排出噴嘴I與集電體3的間隙的大小H的控制，從而防止因裝置工作中的糊的粘度變化而導(dǎo)致涂敷寬度的變動，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明所提供的涂敷方法，是一種將電極材料糊涂敷在長條狀的集電體上在該集電體的長度方向上形成規(guī)定寬度的涂膜的涂敷方法。該涂敷方法的特征在于，在向排出噴嘴輸送所述糊的輸送管的途中配置粘度計(jì)，基于由該粘度計(jì)測量出的所述糊的粘度，變更所述排出噴嘴與所述集電體的間隙的大小(以下，也稱為涂敷間隙量。)，由此調(diào)整涂敷在所述集電體上的所述涂膜的寬度。根據(jù)本發(fā)明的涂敷方法，由于在向排出噴嘴輸送糊的輸送管的途中配置粘度計(jì)，能夠在線地把握供給到排出噴嘴的糊的粘度，所以能夠根據(jù)該粘度適當(dāng)?shù)刈兏懦鰢娮炫c集電體的間隙的大小。例如，如圖3所示，在測量出的糊粘度比所需的粘度低的情況下，從排出噴嘴I的唇開口部2排出的糊5向唇開口部2的寬度方向的外側(cè)流動，在排出噴嘴I與集電體3的間隙產(chǎn)生較多的液體擴(kuò)展6。在所述情況下，擴(kuò)大排出噴嘴I與集電體3的間隙的大小(涂敷間隙量)H，以使得在上述間隙的液體擴(kuò)展6變少(以使得液體擴(kuò)展長度L達(dá)到目標(biāo)值)。另一方面，如圖4所示，在測量出的糊粘度比所需的粘度高的情況下，從排出噴嘴I的唇開口部2排出的糊5難以向唇開口部2的寬度方向的外側(cè)流動，從而抑制了在上述間隙的液體擴(kuò)展6。在所述情況下，縮小排出噴嘴I與集電體3的間隙的大小(涂敷間隙量)H，以使得在上述間隙的液體擴(kuò)展6變多(以使得液體擴(kuò)展長度L達(dá)到目標(biāo)值)。這樣，在向排出噴嘴I輸送糊5的輸送管的途中把握糊的粘度，并根據(jù)該粘度適當(dāng)?shù)刈兏懦鰢娮霫與集電體3的間隙的大小H，從而將在排出噴嘴I與集電體3的間隙的液體擴(kuò)展6 (液體擴(kuò)展長度L)保持為一定(目標(biāo)值)。因此，即使裝置工作中糊的粘度變動，也能夠在集電體上均勻地形成涂膜的寬度。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠從糊的涂敷開始到涂敷結(jié)束始終將糊以作為目標(biāo)的一定的涂敷覽度涂敷在集電體表面，從而能夠最適合地制造形成有良好的電極材料的涂膜的電極片。在這里所公開的涂敷方法的優(yōu)選的一個方式中，使在所述輸送管內(nèi)輸送的所述糊的剪切速度變化，在各剪切速度下測量所述糊的粘度。在該情況下，即使在輸送管內(nèi)輸送的糊是非牛頓流體那樣的粘度根據(jù)流速(剪切速度)而變化的流體，也能夠適當(dāng)?shù)匕盐张c剪切速度相應(yīng)的糊的粘度，從而能夠高精度的變更排出噴嘴與集電體的間隙的大小H。在這里所公開的涂敷方法的優(yōu)選的一個方式中，其特征在于，在向排出噴嘴輸送所述糊的輸送管的途中預(yù)先設(shè)置具有相互不同的內(nèi)徑以使得所述糊的剪切速度相互不同的至少3個輸送部位，在該至少3個輸送部位的各部位測量在各輸送部位的剪切速度下的所述糊的粘度。在該情況下，能夠在至少3個輸送部位的各部位測量在各輸送部位的剪切速度下的糊的粘度。在這里所公開的涂敷方法的優(yōu)選的一個方式中，其特征在于，由在所述各剪切速度下測量出的所述糊的粘度求出乘冪近似曲線，并通過下述式(I)來抽取零剪切粘度％和粘度指數(shù)η的值，n = n0Y (n_1)-(I)其中，式中的η:糊粘度，n 0:零剪切粘度，n:粘度指數(shù)，y:剪切速度。在該情況下，由所述抽取出的零剪切粘度η ο和粘度指數(shù)n的值，能夠容易地確定用于得到作為目標(biāo)的液體擴(kuò)展長度L的涂敷間隙量(排出噴嘴與集電體的間隙的大小)H。詳細(xì)內(nèi)容后面敘述，由于零剪切粘度η O、粘度指數(shù)n、涂敷間隙量H和液體擴(kuò)展長度L的關(guān)系用下述式(2)表示，所以在線測量向排出噴嘴供給的糊的粘度，由該測量出的粘度求出零剪切粘度％和粘度指數(shù)n，并通過式(2)關(guān)系式算出用于得到作為目標(biāo)的液體擴(kuò)展長度Ltl的涂敷間隙量H (例如HtlX由此，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行用于得到作為目標(biāo)的液體擴(kuò)展長度Ltl的涂敷間隙量的調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種涂敷裝置，將電極材料糊涂敷在長條狀的集電體上在該集電體的長度方向上形成規(guī)定寬度的涂膜，該涂敷裝置具備: 排出噴嘴，其向作為被涂敷物的所述集電體上排出所述糊； 輸送管，其與所述排出噴嘴連接，將所述糊輸送至所述排出噴嘴； 粘度測量部，其設(shè)置在所述輸送管的途中，測量在該輸送管內(nèi)輸送的所述糊的粘度；和間隙控制部，其與所述粘度測量部電連接，基于由該粘度測量部測量出的粘度，變更所述排出噴嘴與所述集電體的間隙的大小。
2.如權(quán)利要求1所述的涂敷裝置， 所述間隙控制部構(gòu)成為，能夠通過變更所述排出噴嘴與所述集電體的間隙的大小來調(diào)整涂敷在所述集電體上的所述涂膜的寬度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的涂敷裝置， 所述粘度測量部構(gòu)成為，能夠使在所述輸送管內(nèi)輸送的所述糊的剪切速度變化，并在各剪切速度下測量所述糊的粘度。
4.如權(quán)利要求3所述的涂敷裝置， 在所述輸送管中設(shè)有具有相互不同的內(nèi)徑以使得所述糊的剪切速度相互不同的至少3個輸送部位， 所述粘度測量部構(gòu)成為，利用設(shè)置在該至少3個輸送部位的各部位的粘度計(jì)測量在各輸送部位的剪切速度下的所述糊的粘度。
5.如權(quán)利要求3或4所述的涂敷裝置， 所述間隙控制部構(gòu)成為，能夠由在所述各剪切速度下測量出的所述糊的粘度求出乘冪近似曲線，并通過下述式(I)來抽取零剪切粘度％和粘度指數(shù)η的值，η = η0 Y (η_ ...(I) 其中，式中的 η:糊粘度， η。:零剪切粘度， η:粘度指數(shù)， Y:剪切速度。
6.如權(quán)利要求5所述的涂敷裝置，其中， 所述間隙控制部構(gòu)成為，能夠基于下述式(2)關(guān)系式，由所述抽取出的零剪切粘度％和粘度指數(shù)η的值，確定所述排出噴嘴與所述集電體的間隙的大小H，
7.一種涂敷方法，將電極材料糊涂敷在長條狀的集電體上在該集電體的長度方向上形成規(guī)定寬度的涂膜，該涂敷方法的特征在于， 在向排出噴嘴輸送所述糊的輸送管的途中配置粘度計(jì)，基于由該粘度計(jì)測量出的所述糊的粘度，變更所述排出噴嘴與所述集電體的間隙的大小，由此調(diào)整涂敷在所述集電體上的所述涂膜的寬度。
8.如權(quán)利要求7所述的涂敷方法，其特征在于， 使在所述輸送管內(nèi)輸送的所述糊的剪切速度變化，并在各剪切速度下測量所述糊的粘度。
9.如權(quán)利要求8所述的涂敷方法，其特征在于， 在向排出噴嘴輸送所述糊的輸送管的途中，預(yù)先設(shè)置具有相互不同的內(nèi)徑以使得所述糊的剪切速度相互不同的至少3個輸送部位，在該至少3個輸送部位的各部位測量在各輸送部位的剪切速度下的所述糊的粘度。
10.如權(quán)利要求8或9所述的涂敷方法，其特征在于， 由在所述各剪切速度下測量出的所述糊的粘度求出乘冪近似曲線，通過下述式(I)來抽取零剪切粘度η O和粘度指數(shù)η的值，η = η0 Y (η_ ...(I) 其中，式中的 η:糊粘度， η。:零剪切粘度， η:粘度指數(shù)， Y:剪切速度。
11.如權(quán)利要求10所述的涂敷方法，其特征在于， 基于下述式(2)關(guān)系式，由所述抽取出的零剪切粘度ΠC1和粘度指數(shù)η的值，確定所述排出噴嘴與所述集電體的間隙的大小H，
12.—種二次電池用電極制造方法，是制造二次電池用電極的方法，所述二次電池用電極具備:長條狀的集電體、和在該長條狀集電體上沿長度方向形成的電極層，該制造方法的特征在于，包括: 由規(guī)定的排出噴嘴在所述長條狀集電體上沿長度方向涂敷用于形成所述電極層的電極材料糊的工序；和 使沿該長度方向涂敷而成的涂膜干燥，在所述集電體上沿長度方向形成所述電極層的工序， 其中，所述涂敷工序 通過權(quán)利要求7 11的任一項(xiàng)所述的涂敷方法來實(shí)施。
全文摘要
通過本發(fā)明得到的涂敷裝置(100)是將電極材料糊(12)涂敷在長條狀的集電體(10)上在該集電體的長度方向上形成規(guī)定寬度的涂膜(14)的涂敷裝置100，其具備排出噴嘴20，其向作為被涂敷物的集電體(10)上排出糊(12)；輸送管(30)，其將糊(12)輸送至排出噴嘴(20)；粘度測量部(40)，其測量在輸送管(30)內(nèi)輸送的糊(12)的粘度；和間隙控制部(50)，其基于由粘度測量部(40)測量出的粘度，變更排出噴嘴(20)與集電體(10)的間隙的大小(H)。
文檔編號H01M4/04GK103190017SQ201080069940
公開日2013年7月3日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者鈴木繁 申請人:豐田自動車株式會社