电池用电极的制造方法以及制造装置、电极结构体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在片状的集电体的两面形成有活性物质层的电池用电极结构体及其制造技术。
【背景技术】
[0002]例如，作为制造在锂离子二次电池等化学电池中使用的电极的技术，本申请人之前公开了通过喷嘴扫描方式的涂敷技术在集电体的表面将包含活性物质材料的涂敷液涂敷为条纹状的技术(JP特开2011-070788号公报)。在该技术中，设置有多个喷出口的喷嘴与集电体相向配置，通过一边从各喷出口喷出涂敷液，一边使集电体与喷嘴相对移动，在集电体的表面形成条纹状的活性物质图案。根据这样的制造方法，能够控制性好地形成具有各种截面形状以及尺寸的活性物质图案。另外，由于在这样形成的结构体中，能够增大在同一活性物质使用量的情况下的表面积，所以能够形成充放电特性良好的电极。
[0003]为了使这样的电池用电极的容量更高，另外为了能够进行大规模的工业生产，对于上述现有技术还有改进的余地。例如，为了使电极的容量变大，考虑在集电体的两面上形成活性物质层。另外，为了使对电极进行工业化生产，需要在大面积的集电体片上形成活性物质层，从而需要考虑如何处理这样的大面积的片材。但是，在上述现有技术中，没有考虑用于制作这些形式的电极的具体的技术。因此，希望确定能够稳定地生产高容量的电池用电极的技术。
【发明内容】
[0004]本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够稳定地制造在片状的集电体的两面上形成有活性物质层的电池用电极的技术。
[0005]本发明的一个方式为电池用电极的制造方法，其特征在于，包括:配置工序，沿着规定的方向搬运发挥集电体功能的片体，使第一喷嘴与所述片体的第一主面相向，并且使第二喷嘴与所述片体的所述第一主面的相反侧的第二主面相向，在所述第一喷嘴上沿着与所述片体的搬运方向垂直的所述片体的宽度方向配置有多个第一喷出口，在所述第二喷嘴上沿着所述宽度方向配置有多个第二喷出口，第一涂敷工序，所述第一喷嘴的各个所述第一喷出口喷出包含活性物质材料的第一涂敷液，来在所述第一主面上形成具有多个沿着所述搬运方向的第一带状部位的第一活性物质层，第二涂敷工序，所述第二喷嘴的各个所述第二喷出口喷出包含活性物质材料的第二涂敷液，来在所述第二主面上形成具有多个沿着所述搬运方向的第二带状部位的第二活性物质层；在所述第一涂敷工序中，通过所述第一带状部位覆盖所述片体中的所述第一主面的与所述第二主面侧的所述第二带状部位之间的间隙相当的部位，在所述第二涂敷工序中，通过所述第二带状部位覆盖所述片体中的所述第二主面的与所述第一主面侧的所述第一带状部位之间的间隙相当的部位。
[0006]在这样构成的发明中，在片体的两面上形成有活性物质层。在各面上形成的活性物质层(第一活性物质层、第二活性物质层)形成为分别沿着片材搬运方向延伸的多个带状部位(第一带状部位，第二带状部位)在片体表面相互分离排列的结构。在此，在相邻配置的带状构件之间露出片体，在这样的部位，与在表面形成有带状构件的部位相比，机械强度变小。
[0007]因此，这样的片体受到外力时，在片体的露出部位应力集中，在该部分易于产生电极的弯曲或弯折。这样的外力的作用例如在形成的电池用电极被卷绕为卷状时产生，或者在直到完成电池为止的加工工艺中产生。尤其，在片体的两面形成活性物质层时，如果在两面的同一位置形成带状部位，则对外力的抵抗力强和弱的部位的强度差显著，有可能在弱的部位产生弯折或破损。
[0008]相对于此，在本发明中，在片体的两主面中的第一带状部位的间隙即第一主面侧露出的部位，相反侧的第二主面被第二带状部位覆盖。另外，在第二带状部位的间隙即第二主面侧露出的部位，相反侧的第一主面被第一带状部位覆盖。因此，在片体的各部位，至少在任意一个面上形成带状部位。因此，在片体上不存在两面都露出的部位，一个面上的片体表面露出的部位被另一个面的带状部位辅助性地确保强度。因此，能够避免在片体的局部出现应力集中的现象，能够防止在制造过程中由于外力的作用而引起的弯折或破损，能够稳定地制造电池用电极。
[0009]另外，本发明的其他方式为电池用电极的制造装置，其特征在于，具有:搬运装置，用于搬运作为集电体的片体，第一喷嘴，呈列状地设置有多个用于喷出包含活性物质材料的第一涂敷液的第一喷出口，所述第一喷出口的排列方向与被所述搬运装置搬运的所述片体的搬运方向垂直，多个所述第一喷出口分别与所述片体的第一主面相向，第二喷嘴，呈列状地设置有多个用于喷出包含活性物质材料的第二涂敷液的第二喷出口，所述第二出口的排列方向与所述第一喷出口的排列方向平行，多个所述第二喷出口分别与所述片体的所述第一主面的相反侧的第二主面相向；在将所述第一喷出口以及所述第二喷出口投影在与所述搬运方向垂直的假想平面上时，在该投影面上的与所述排列方向平行的方向上，与相互相邻的两个所述第一喷出口之间的间隙部相对应的区域的范围包含在一个所述第二喷出口的开口范围内，与相互相邻的两个所述第二喷出口之间的间隙部相对应的区域的范围包含在一个所述第一喷出口的开口范围内。
[0010]在这样构成的发明中，通过从在第一喷嘴上排列的多个第一喷出口喷出的第一涂敷液，在片体的第一主面上通过活性物质材料形成沿着其搬运方向的多个带状图案。另一方面，通过从在第二喷嘴上排列的多个第二喷出口喷出的第二涂敷液，在片体的第二主面上通过活性物质材料形成沿着其搬运方向的多个带状图案。在片体的第一主面上的与相邻的第一喷出口之间的间隙部分相当的区域不涂敷第一涂敷液，第一主面露出。但是，在与该区域对应的第二主面侧，配置有第二喷嘴的第二喷出口，涂敷第二涂敷液来形成带状图案。由于第二喷出口的开口范围大于第一喷出口的间隙部，所以在第二主面侧形成比第一主面上的图案之间的间隙宽的带状图案。对于在第二主面侧成为间隙的部分，在第一主面侧形成有带状图案。因此，与上述的制造方法的发明相同，能够稳定地制造防止了因片体局部应力集中而引起的弯折或破损的电池用电极。
[0011]另外，本发明的其他方式为电极结构体，具有在长片状的集电体的两面上形成有活性物质层的结构，其特征在于，具有:片体，发挥所述集电体的功能，第一活性物质层，具有沿着所述片体的第一主面在所述片体的长度方向上延伸设置的多个第一带状部位，所述多个第一带状部位在与所述长度方向垂直的方向上相互分离，第二活性物质层，具有沿着所述片体的所述第一主面的相反侧的第二主面在所述长度方向上延伸设置的多个第二带状部位，所述多个第二带状部位在与所述长度方向垂直的方向上相互分离；在所述片体中，在所述第一主面侧的所述第一带状部位之间的间隙的部位，所述第二带状部位覆盖所述第二主面，另一方面，在所述第二主面侧的所述第二带状部位之间的间隙的部位，所述第一带状部位覆盖所述第一主面，围绕与所述长度方向垂直的卷绕轴将该电极结构体卷绕为卷状。
[0012]在这样构成的发明中，对应于片体的第一主面中的相邻的第一带状部位之间的间隙部位，在第二主面侧形成有第二带状部位。而且，对应于片体的第二主面中的相邻的第二带状部位之间的间隙部位，在第一主面侧形成有第一带状部位。即，在第一主面侧的机械强度低的部位，在第二主面侧设置有第二带状部位，来提高机械强度，另一方面，在第二主面侧的机械强度低的部位，在第一主面侧设置有第一带状部位，来提高机械强度。通过这样在片体的两主面辅助性地确保机械强度，在电极结构体上不形成强度极低的部分。因此，即使在卷绕片体的状态下，也能够有效防止应力集中所引起的片体局部弯曲或弯折的情况。
[0013]该电极结构体被剪裁为规定尺寸，发挥电池用电极的功能，由于能够防止因卷绕而引起的片体的变形，所以在利用该结构体在工业上制造电池用电极以及电池时，能够防止因片体的变形而引起的性能的劣化。因此，能够稳定地制造电池用电极以及电池。
[0014]根据本发明，能够制造在片材状的集电体的两面形成活性物质层，而且，在片体的一个主面侧的表面露出的部位，通过在另一个主面侧形成的活性物质层维持强度的电池用电极。因此，例如即使在后续的工序中卷绕等应力发生作用的情况下，也能够防止片体局部变形，能够稳定地制造电池用电极。
【附图说明】
[0015]图1A至图1C是表示本发明的电池用电极制造装置的一个实施方式的概略结构的图。
[0016]图2A至图2C是示意性地表示在片材上涂敷的涂敷液的图。
[0017]图3A至图3C是详细说明涂敷喷嘴的结构的图。
[0018]图4A至图4E是表示电极结构体的截面结构的例子的图。
[0019]图5A至图是例示活性物质层的其它形状的剖视图。
[0020]附图标记说明
[0021]I电极制造装置
[0022]15供给辊(搬运装置)