锂离子二次电池的制造装置和制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子二次电池的制造技术，特别涉及适用于锂离子二次电池的电极板制造的有效技术。
【背景技术】
[0002]作为本发明的技术领域的【背景技术】，有日本专利3953911号公报(专利文献I)。在该公报中，记载了“一种涂膜片的制造方法，其为涂布有至少含有活性物质材料、粘结剂和溶剂的涂料的涂膜片的制造方法，具有如下工序:以小于上述涂料所含的上述溶剂沸点的温度加热上述涂膜片的第I工序；为了保持上述涂膜内的上述粘结剂分布均匀化的状态，以与小于上述溶剂沸点的上述温度相比更低的温度加热上述涂膜片的第2工序；以及以小于上述溶剂沸点的上述温度以上的温度加热上述涂膜片的第3工序，通过上述第3工序，上述涂膜片保持了经上述第2工序使上述涂膜内的上述粘结剂分布均匀化的状态”。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利第3953911号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]随着便携电子设备的发展，作为这些便携电子设备的电力供给源，使用能够反复充电的小型二次电池。其中，锂离子二次电池由于具有能量密度高、循环寿命长、同时自放电性低、且工作电压高这样的优点，因此多用于数码相机、笔记本型个人计算机、手机等便携电子设备。
[0008]进一步，近年来，作为电动汽车用电池、电力储存用电池，正在进行能够实现高容量、高输出、且高能量密度的大型锂离子二次电池的研宄开发。特别是在汽车产业中，为了应对环境问题，正在进行使用电动机作为动力源的电动汽车、使用发动机(内燃机)与电动机两者作为动力源的混合动力汽车的开发。锂离子二次电池作为这种电动汽车、混合动力汽车的电源也受到关注。进一步，锂离子二次电池作为用于有效利用太阳光发电、夜间电力的电力储存等用途的重要性也逐渐增加。
[0009]锂离子二次电池中，将正极板与负极板隔着防止两电极板接触的隔板进行卷绕或者层叠。然后，将该卷绕体或者层叠体收纳在电池外装容器中后，向电池外装容器内注入电解液。
[0010]上述的正、负电极板通常通过以下方法制造。首先，将通过充放电能够放出/吸藏锂离子的活性物质和导电助剂的粉末与粘合剂、溶剂等混炼而制作电极浆料，使用模涂机等涂布手段将该浆料薄薄、均匀地涂布于作为集电箔的金属箔上。之后，将金属箔上的浆料(下面，将干燥前的涂布浆料记为涂布膜)中所含的溶剂干燥，从而形成电极膜，制造电极板。
[0011]在上述那样的锂离子二次电池的制造中，需要经过包含浆料状电极材料的制造、在集电箔上的电极材料的涂布和干燥这一系列工序、或者组合这些工序来制造电极板。然而，这样的电极板制造需要相当大的经济负担，因此期望将其改善，且期望对于电极板的品质维持、管理也进行改善。
[0012]其中，在干燥电极材料的涂布膜的工序中，为了制造品质好的电极板、和为了确保制造时的安全性，通常干燥花费相当多的时间、成本。即，在涂布膜的干燥工序中，通过与向涂布膜供给热相伴的溶剂从涂布膜表面蒸发而进行干燥。但是，众所周知，如果此时的溶剂蒸发速度过大，则在涂布膜面内不能实现均匀的干燥，电极材料的厚度方向的组成不均匀、不稳定等，有时由于干燥工序的制约而对制造设备产生大的负担。
[0013]因此，为了解决上述问题，在专利文献I中提出了将干燥工序分为涂布温度不同的多个工序的方法。然而，在该方法中，由于包含低温下的干燥工序，因此不能加快电极的干燥速度，生产率降低。进一步，在通过从涂布膜的表面蒸发溶剂来进行干燥时，不容易使粘合剂的浓度分布均匀化。
[0014]鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种通过以低成本且提高生产率的同时制造粘合剂在电极膜内大致均匀地分布的电极板，从而能够维持/提高电极板品质的制造方法和制造装置、以及使用了该电极板的锂离子二次电池。
[0015]本发明的上述以及其它目的和新的特征，由本说明书的记述和附图清楚说明。
[0016]解决问题的方法
[0017]为了解决上述问题，例如采用权利要求书所记载的构成。本申请包含多个解决上述问题的方法，列举其中一例的话，为一种锂离子二次电池的制造装置，
[0018]具有:将至少包含正极或者负极的活性物质、粘合剂、固化剂、和第I溶剂的浆料状电极材料涂布于集电箔表面的涂布部；使固化液与涂布于上述集电箔表面的上述浆料状电极材料接触，从而使上述浆料状电极材料固化的固化室；以及将上述固化室中被固化的上述电极材料所含的液体成分除去而将上述电极材料干燥的干燥室，
[0019]上述固化室具有固化液接触机构，所述固化液接触机构将沿着与上述集电箔运送方向垂直的方向的上述固化液的接触宽度规定在涂布于上述集电箔表面的上述浆料状电极材料的宽度以上且在上述集电箔的集电片安装位置以内。
[0020]发明效果
[0021]对于由本申请所公开的发明中代表性的发明得到的效果，简单说明的话如下所述。
[0022]能够以低成本且提高生产率的同时制造高品质的锂离子二次电池。
【附图说明】
[0023]图1是表示实施方式中的单面涂布型电极板制造装置的整体构成图。
[0024]图2是表示实施例1中的电极板制造装置的固化室的概略截面图。
[0025]图3是表示实施例1中的固化液的喷雾图案的集电箔的主要部分平面图。
[0026]图4是表示实施例1中的固化液的流量分布的图。
[0027]图5是表示实施例2中的电极板制造装置的固化室的概略截面图。
[0028]图6(a)是设置于实施例2中的电极板制造装置的固化室的喷雾掩模的平面图，(b)是该喷雾掩模的截面图。
[0029]图7(a)是设置于实施例3中的电极板制造装置的固化室的喷雾掩模的平面图，(b)是该喷雾掩模的截面图。
[0030]图8是表示双面涂布一并干燥型电极板制造装置的固化室的概略截面图。
[0031]图9是表示以前的单面涂布型电极板制造装置的整体构成图。
[0032]图10是表示以前的逐次双面涂布型电极板制造装置的整体构成图。
[0033]图11是表示以前的双面涂布一并干燥型制造装置的整体构成图。
【具体实施方式】
[0034]下面，基于附图详细说明本发明的实施方式。另外，在用于说明实施方式的所有图中，对于具有相同功能的构件赋予相同的符号，其重复说明省略。另外，在实施方式中，除了特别需要的情况外，原则上不重复说明相同或者同样的部分。进一步，在说明实施方式的附图中，为了容易理解构成，存在平面图也附加剖面线、截面图也省略剖面线的情况。
[0035]首先，对于以前的通常锂离子二次电池的电极板制造装置，使用图9?图11进行说明。
[0036]用于形成构成锂离子二次电池的正极或者负极的电极膜的电极材料，为将通过充放电能够放出/吸藏锂离子的活性物质和导电助剂的粉末与用于粘结这些粉末的粘合剂、溶剂等混炼/分散而得到的高粘度浆料状液体。
[0037]首先，如图9所示，使用设置于涂布部51的模涂机等涂布部件52，在由集电箔辊53供给的集电箔55的表面上薄薄、均匀地涂布上述浆料状电极材料。接着，通过用于一边与集电箔55的背面接触一边以一定速度运送集电箔55的辊筒运送系统54，将涂布有浆料状电极材料(涂布膜)的集电箔55送至以干燥室56表示的热风干燥炉中。在干燥室56中，加热蒸发涂布膜中所含的溶剂成分而将电极材料干燥，在集电箔55的表面形成电极膜。之后，将集电箔55卷绕在电极辊57上并运送至下个工序。在通常的电极板制造工序中，分别对集电箔55的表面与背面进行这样的工序，从而制造在集电箔55的双面形成有电极膜的电极板。
[0038]为了使用上述那样的单面涂布型电极板制造装置制造品质好的电极板、且确保制造时的安全性，通常涂布膜的干燥花费相当多的时间、成本。即，这是因为，在涂布膜的干燥工序中，通过与向涂布膜供给热相伴的溶剂从涂布膜表面蒸发而进行干燥，但如果这时溶剂的蒸发速度过大，则在涂布膜面内不能实现均匀的干燥、或者沿着涂布膜的厚度方向的电极材料的组成变得不均匀、不稳定。
[0039]另外，在上述制造装置的干燥工序中集电箔的运送速度为I?10m/分钟程度，作为观测速度为I?100分钟程度。在接近该运送速度下限的区域，由于干燥室内的运送速度慢，因此能够在抑制了溶剂蒸发速度的较低温度下干燥。因此，即使小型的干燥室也能够应对，且制造的