专利名称：涂敷方法和涂敷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及涂敷方法和涂敷装置。详细地说，涉及将电极材料糊涂敷在长条状的集电体上在该集电体的长度方向上形成规定宽度的涂膜的涂敷方法和涂敷装置。
背景技术：
锂二次电池等的二次电池作为车辆搭载用电源或个人电脑、便携式终端等的电源其重要性在提高。尤其是轻量且可得到高能量密度的锂二次电池，被期待作为优选用作为车辆搭载用高输出功率电源的电池。在锂二次电池的一个典型的构成中，具备在导电性构件(电极集电体)上形成有能够可逆地吸藏和释放锂离子的材料(电极活性物质)的构成的电极。例如，作为正极中所使用的正极活性物质，可列举包含锂和一种或两种以上的过渡金属元素作为构成金属元素的氧化物。另外，作为正极中所使用的电极集电体(以下也称为“正极集电体”。)，可列举将铝或铝合金作为主体的长条片状的构件。这样的电池用电极，例如通过调制使活性物质在适当的溶剂(例如水)中分散并混炼而成的活性物质糊，在集电体上涂敷该活性物质糊并使其干燥而制造。作为将这样的活性物质糊涂敷在长条状的集电体上的涂敷装置，例如可使用模具(die)型涂敷装置。模具型涂敷装置，如
图1所示，具有排出喷嘴1，在该排出喷嘴I内设置有用于使从外部供给的糊沿宽度方向扩展的歧管(贮液)、和从该歧管挤出糊的唇开口部2。从外部供给的糊通过排出喷嘴I的歧管沿宽度方向扩展、并从唇开口部2挤出，由此涂敷在集电体3上。此时，通过使排出喷嘴I和集电体3保持规定的间隔地相对移动，在集电体3的表面在该集电体的长度方向形成规定宽度W的涂膜4。作为与该种糊的粘度测定相关的技术文献，可列举专利文献I 7。在先技术文献专利文献1:日本国专利申请公开第2009-187819号公报专利文献2:日本国专利申请公开第昭62-194441号公报专利文献3:日本国专利申请公开第平06-074887号公报专利文献4:日本国专利申请公开第平06-094593号公报专利文献5:日本国专利申请公开第昭64-026124号公报专利文献6:日本国专利申请公开第2000-348710号公报专利文献7:日本国专利申请公开第2005-243581号公报
发明内容
然而，虽然如上述那样正极和负极通常通过将电池材料糊涂敷在集电体上而形成，但是例如如图2所示，在车辆驱动用电池中，在一枚长条状集电体的长度方向上以规定的间隔形成(条状涂敷)3列涂膜(电极层)，在该涂膜的中央部以及涂膜之间，分别形成狭缝A E。然后，在该狭缝A E切断长条状的集电体，分别制造6枚片状电极。在涂膜(电极层)4的未涂敷部分7焊接有电极引线端子，以与电极端子电连接。在这样的情况下，适当地设置形成狭缝A E的切断区域和涂膜4的未涂敷部分7对改善成品率很重要，因此，要求均匀地形成涂膜4的横向的宽度W。然而，在利用上述这样的涂敷装置制造电池用电极时，存在在装置工作中涂膜4的横向的宽度W变动而无法形成均匀的涂敷宽度的涂膜4这样的问题。本发明是鉴于该点而提出的，其主要目的是提供一种抑制涂膜的横向的宽度的变动、从而能够形成均匀的涂敷宽度的涂膜的涂敷方法。另外，另一目的是提供一种能够容易且切实地实施上述优异的涂敷方法的涂敷装置。本申请发明人针对装置工作中涂膜4的横向的宽度W变动的原因进行了专心研究，得到了以下的见解。即，电池材料糊根据涂敷时的环境(温度、湿度等)，其状态经常变化，产生些许粘度变动。在此，如图3所示，在糊粘度比较低的情况下，从唇开口部2排出的糊5向唇开口部的宽度方向的外侧流动，在排出喷嘴I与集电体3的间隙产生液体扩展6。与此相对，如图4所示，在糊粘度比较高的情况下，从唇开口部2排出的糊5难以向唇开口部2的宽度方向的外侧流动，从而抑制了在上述间隙的液体扩展6。这样的液体扩展长度L的大小会成为涂膜4的涂敷宽度变动的主要因素。本申请发明人发现，即使如上所述糊的粘度在装置工作中变动，也能够通过进行将在排出喷嘴I与集电体3的间隙产生的液体扩展6 (液体扩展长度L)保持为一定的控制，具体地说进行根据糊粘度来变更排出喷嘴I与集电体3的间隙的大小H的控制，从而防止因装置工作中的糊的粘度变化而导致涂敷宽度的变动，从而完成了本发明。S卩，本发明所提供的涂敷方法，是一种将电极材料糊涂敷在长条状的集电体上在该集电体的长度方向上形成规定宽度的涂膜的涂敷方法。该涂敷方法的特征在于，在向排出喷嘴输送所述糊的输送管的途中配置粘度计，基于由该粘度计测量出的所述糊的粘度，变更所述排出喷嘴与所述集电体的间隙的大小(以下，也称为涂敷间隙量。)，由此调整涂敷在所述集电体上的所述涂膜的宽度。根据本发明的涂敷方法，由于在向排出喷嘴输送糊的输送管的途中配置粘度计，能够在线地把握供给到排出喷嘴的糊的粘度，所以能够根据该粘度适当地变更排出喷嘴与集电体的间隙的大小。例如，如图3所示，在测量出的糊粘度比所需的粘度低的情况下，从排出喷嘴I的唇开口部2排出的糊5向唇开口部2的宽度方向的外侧流动，在排出喷嘴I与集电体3的间隙产生较多的液体扩展6。在所述情况下，扩大排出喷嘴I与集电体3的间隙的大小(涂敷间隙量)H，以使得在上述间隙的液体扩展6变少(以使得液体扩展长度L达到目标值)。另一方面，如图4所示，在测量出的糊粘度比所需的粘度高的情况下，从排出喷嘴I的唇开口部2排出的糊5难以向唇开口部2的宽度方向的外侧流动，从而抑制了在上述间隙的液体扩展6。在所述情况下，缩小排出喷嘴I与集电体3的间隙的大小(涂敷间隙量)H，以使得在上述间隙的液体扩展6变多(以使得液体扩展长度L达到目标值)。这样，在向排出喷嘴I输送糊5的输送管的途中把握糊的粘度，并根据该粘度适当地变更排出喷嘴I与集电体3的间隙的大小H，从而将在排出喷嘴I与集电体3的间隙的液体扩展6 (液体扩展长度L)保持为一定(目标值)。因此，即使装置工作中糊的粘度变动，也能够在集电体上均匀地形成涂膜的宽度。因此，根据本发明，能够从糊的涂敷开始到涂敷结束始终将糊以作为目标的一定的涂敷览度涂敷在集电体表面，从而能够最适合地制造形成有良好的电极材料的涂膜的电极片。在这里所公开的涂敷方法的优选的一个方式中，使在所述输送管内输送的所述糊的剪切速度变化，在各剪切速度下测量所述糊的粘度。在该情况下，即使在输送管内输送的糊是非牛顿流体那样的粘度根据流速(剪切速度)而变化的流体，也能够适当地把握与剪切速度相应的糊的粘度，从而能够高精度的变更排出喷嘴与集电体的间隙的大小H。在这里所公开的涂敷方法的优选的一个方式中，其特征在于，在向排出喷嘴输送所述糊的输送管的途中预先设置具有相互不同的内径以使得所述糊的剪切速度相互不同的至少3个输送部位，在该至少3个输送部位的各部位测量在各输送部位的剪切速度下的所述糊的粘度。在该情况下，能够在至少3个输送部位的各部位测量在各输送部位的剪切速度下的糊的粘度。在这里所公开的涂敷方法的优选的一个方式中，其特征在于，由在所述各剪切速度下测量出的所述糊的粘度求出乘幂近似曲线，并通过下述式(I)来抽取零剪切粘度％和粘度指数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:粘度指数，y:剪切速度。在该情况下，由所述抽取出的零剪切粘度η ο和粘度指数n的值，能够容易地确定用于得到作为目标的液体扩展长度L的涂敷间隙量(排出喷嘴与集电体的间隙的大小)H。详细内容后面叙述，由于零剪切粘度η O、粘度指数n、涂敷间隙量H和液体扩展长度L的关系用下述式(2)表示，所以在线测量向排出喷嘴供给的糊的粘度，由该测量出的粘度求出零剪切粘度％和粘度指数n，并通过式(2)关系式算出用于得到作为目标的液体扩展长度Ltl的涂敷间隙量H (例如HtlX由此，适当地进行用于得到作为目标的液体扩展长度Ltl的涂敷间隙量的调整。
权利要求
1.一种涂敷装置，将电极材料糊涂敷在长条状的集电体上在该集电体的长度方向上形成规定宽度的涂膜，该涂敷装置具备: 排出喷嘴，其向作为被涂敷物的所述集电体上排出所述糊； 输送管，其与所述排出喷嘴连接，将所述糊输送至所述排出喷嘴； 粘度测量部，其设置在所述输送管的途中，测量在该输送管内输送的所述糊的粘度；和间隙控制部，其与所述粘度测量部电连接，基于由该粘度测量部测量出的粘度，变更所述排出喷嘴与所述集电体的间隙的大小。
2.如权利要求1所述的涂敷装置， 所述间隙控制部构成为，能够通过变更所述排出喷嘴与所述集电体的间隙的大小来调整涂敷在所述集电体上的所述涂膜的宽度。
3.如权利要求1或2所述的涂敷装置， 所述粘度测量部构成为，能够使在所述输送管内输送的所述糊的剪切速度变化，并在各剪切速度下测量所述糊的粘度。
4.如权利要求3所述的涂敷装置， 在所述输送管中设有具有相互不同的内径以使得所述糊的剪切速度相互不同的至少3个输送部位， 所述粘度测量部构成为，利用设置在该至少3个输送部位的各部位的粘度计测量在各输送部位的剪切速度下的所述糊的粘度。
5.如权利要求3或4所述的涂敷装置， 所述间隙控制部构成为，能够由在所述各剪切速度下测量出的所述糊的粘度求出乘幂近似曲线，并通过下述式(I)来抽取零剪切粘度％和粘度指数η的值，η = η0 Y (η_ ...(I) 其中，式中的 η:糊粘度， η。:零剪切粘度， η:粘度指数， Y:剪切速度。
6.如权利要求5所述的涂敷装置，其中， 所述间隙控制部构成为，能够基于下述式(2)关系式，由所述抽取出的零剪切粘度％和粘度指数η的值，确定所述排出喷嘴与所述集电体的间隙的大小H，
7.一种涂敷方法，将电极材料糊涂敷在长条状的集电体上在该集电体的长度方向上形成规定宽度的涂膜，该涂敷方法的特征在于， 在向排出喷嘴输送所述糊的输送管的途中配置粘度计，基于由该粘度计测量出的所述糊的粘度，变更所述排出喷嘴与所述集电体的间隙的大小，由此调整涂敷在所述集电体上的所述涂膜的宽度。
8.如权利要求7所述的涂敷方法，其特征在于， 使在所述输送管内输送的所述糊的剪切速度变化，并在各剪切速度下测量所述糊的粘度。
9.如权利要求8所述的涂敷方法，其特征在于， 在向排出喷嘴输送所述糊的输送管的途中，预先设置具有相互不同的内径以使得所述糊的剪切速度相互不同的至少3个输送部位，在该至少3个输送部位的各部位测量在各输送部位的剪切速度下的所述糊的粘度。
10.如权利要求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测量出的所述糊的粘度求出乘幂近似曲线，通过下述式(I)来抽取零剪切粘度η O和粘度指数η的值，η = η0 Y (η_ ...(I) 其中，式中的 η:糊粘度， η。:零剪切粘度， η:粘度指数， Y:剪切速度。
11.如权利要求10所述的涂敷方法，其特征在于， 基于下述式(2)关系式，由所述抽取出的零剪切粘度ΠC1和粘度指数η的值，确定所述排出喷嘴与所述集电体的间隙的大小H，
12.—种二次电池用电极制造方法，是制造二次电池用电极的方法，所述二次电池用电极具备:长条状的集电体、和在该长条状集电体上沿长度方向形成的电极层，该制造方法的特征在于，包括: 由规定的排出喷嘴在所述长条状集电体上沿长度方向涂敷用于形成所述电极层的电极材料糊的工序；和 使沿该长度方向涂敷而成的涂膜干燥，在所述集电体上沿长度方向形成所述电极层的工序， 其中，所述涂敷工序 通过权利要求7 11的任一项所述的涂敷方法来实施。
全文摘要
通过本发明得到的涂敷装置(100)是将电极材料糊(12)涂敷在长条状的集电体(10)上在该集电体的长度方向上形成规定宽度的涂膜(14)的涂敷装置100，其具备排出喷嘴20，其向作为被涂敷物的集电体(10)上排出糊(12)；输送管(30)，其将糊(12)输送至排出喷嘴(20)；粘度测量部(40)，其测量在输送管(30)内输送的糊(12)的粘度；和间隙控制部(50)，其基于由粘度测量部(40)测量出的粘度，变更排出喷嘴(20)与集电体(10)的间隙的大小(H)。
文档编号H01M4/04GK103190017SQ201080069940
公开日2013年7月3日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者铃木繁 申请人:丰田自动车株式会社