蓄电装置的制造装置及蓄电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明有关蓄电装置的制造装置及制造方法，例如可适合用在涂布蓄电装置的电极材料的工序中。
【背景技术】
[0002]作为本技术领域的【背景技术】，已有特开2003-045491号公报(专利文献I)。在该公报中描述有一种二次电池制造装置，其包括:正极片状物送出机构、正极电极物质涂覆机构、正极电极形成用加热机构、电解/绝缘物质涂覆机构、电解/绝缘物形成用加热机构、负极片状物送出机构、负极电极物质涂覆机构、负极电极形成用加热机构、电解/绝缘物质涂覆机构、电解/绝缘物形成用加热机构、和卷绕机构。所述卷绕机构为将正极片状物和负极片状物层叠并卷绕成规定形状的机构，其中，该正极片状物由正极电极物质和电解/绝缘物质粘合而成，该负极片状物由负极电极物质和电解/绝缘物质粘合而成。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:特开2003-045491号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的技术问题
[0007]在上述专利文献I中描述有:通过在集电箔(也称金属箔、电极板、基材、基板、片状物等)的两面涂布正极或负极电极材料(也称电极物质、电极活性物质等)，并在该电极材料上连续涂布作为隔膜的绝缘材料(也称电解/绝缘物质等)，从而能够实现二次电池生产率的提高以及二次电池制造装置的紧凑化。
[0008]但是，在这样的二次电池制造方法中，当绝缘材料的厚度例如为5μπι?40μπι左右时，会出现在绝缘材料上产生膜裂而导致电极材料露出的情况。此外，当涂布例如ΙΟΟμπι?400μπι左右的厚度的电极材料时，电极材料的侧面会倾斜，且电极材料的厚度也变得不均匀而无法形成期望形状的电极材料。由于这些原因，存在二次电池的制造成品率下降的问题。
[0009]根据本说明书的描述及附图，其它技术问题及新特征将显而易见。
[0010]用于解决技术问题的方案
[0011]根据一实施方式的蓄电装置的制造装置，包括:第一涂布机构，在沿第一方向行走的集电箔的表面涂布多个浆状的第一绝缘材料，其中，多个浆状的第一绝缘材料在第二方向上彼此分开，在集电箔的表面，第二方向与第一方向正交;和第二涂布机构，在被夹于在第二方向上相邻的第一绝缘材料之间的集电箔的表面涂布浆状的电极材料。还包括第三涂布机构，在第一绝缘材料及电极材料的上表面涂布浆状的第二绝缘材料。
[0012]根据一实施方式的蓄电装置的制造方法，具有以下工序:在沿第一方向行走的集电箔的表面涂布多个浆状的第一绝缘材料，其中，多个浆状的第一绝缘材料在第二方向上彼此分开，在集电箔的表面，第二方向与第一方向正交;在被夹于在第二方向上相邻的第一绝缘材料之间的集电箔的表面涂布浆状的电极材料；以及在第一绝缘材料及电极材料的上表面涂布浆状的第二绝缘材料。
[0013]发明效果
[0014]根据一实施方式，能够提高锂离子电池等蓄电装置的制造成品率。
【附图说明】
[0015]图1为实施方式一的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。
[0016]图2为用于说明实施方式一的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的截面图。(a)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图1的Al-Al截面图)Jb)为电极材料涂布工序的电极片的截面图(图1的Bl-Bl截面图)。(c)为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图1的C1-Cl截面图)。(d)为干燥工序的电极片的截面图(图1的Dl-Dl截面图)。
[0017]图3为实施方式一的锂离子电池的具体制造工序的总工序图。
[0018]图4为实施方式二的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。
[0019 ]图5为用于说明实施方式二的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的主要部分截面图。(a)为电极材料涂布工序的电极片的截面图(图4的A2-A2截面图)Jb)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图4的B2-B2截面图)。(c)为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图4的C2-C2截面图)。(d)为干燥工序的电极片的截面图(图4的D2-D2截面图)。
[0020]图6为实施方式三的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。
[0021]图7为用于说明实施方式三的锂离子电池的电极片制造方法的各涂布工序及干燥工序的电极片的主要部分截面图。(a)为第一绝缘材料(隔离片材料)涂布工序的电极片的截面图(图6的A3-A3截面图)。(b)为第一电极材料涂布工序的电极片的截面图(图6的B3-B3截面图)。(c)为第二电极材料涂布工序的电极片的截面图(图6的C3-C3截面图为第二绝缘材料(隔膜材料)涂布工序的电极片的截面图(图6的D3-D3的截面图)。(e)为干燥工序的电极片的截面图(图6的E3-E3截面图)。
[0022]图8为作为比较例示出的锂离子电池的具体制造工序的总工序图。
[0023]图9为作为比较例示出的锂离子电池的电极片制造装置的概略图。
[0024]图10为示意性说明通过狭缝式模头涂布机涂布浆状电极材料的状态的截面图。
【具体实施方式】
[0025]在以下的实施方式中，在谈及成分的数量等(包含个数、数值、量、范围等)时，除非特别明示的情况以及原理上显然限于特定数量的情况等，否则均不限于该特定的数量，既可以为特定数量以上也可以为特定数量以下。
[0026]进一步地，在以下的实施方式中，关于其构成成分(也包含组成步骤等)，毋庸置疑，除非特别明示的情况以及原理上显然认为必须的情况等，否则未必都是必须的。
[0027]此外，在谈到“由A构成”、“通过A构成”、“具有A”、“包含A”时，除非是特别明示了只有该成分的情况等，否则并不排除除此之外的成分，这一点毋庸置疑。同样地，在以下的实施方式中，在谈及构成成分等的形状、位置关系等时，除非特别明示的情况以及原理上显然认为不该如此的情况等，否则均包含实质上与该形状等近似或者类似的情形等。关于这一点，对于上述数值以及范围也是同样。
[0028]此外，在以下的实施方式所使用的附图中，即使是平面图，但为了使附图易懂而画了影线。此外，在用于说明以下实施方式的所有图中，对具有同一功能的成分标注同一符号，并省略其重复说明。下面基于附图详细说明实施方式。
[0029]在以下的说明中，将正极材料和负极材料统称为“电极材料”，将由干燥工序后的正极材料构成的膜称为“正极膜”、将由干燥工序后的负极材料构成的膜称为“负极膜”、将正极膜和负极膜统称为“电极膜”。此外，在以下的说明中，干燥工序前的正极材料、负极材料和绝缘材料是包含粘合剂溶液及有机溶剂等液体的具有流动性的物质。此外，在以下的说明中，将形成有正极膜的集电箔称为“正极片(也称为正极板等)”、将形成有负极膜的集电箔称为“负极片(也称为负极板等)”、将正极片和负极片统称为“电极片(也称为电极板等)”。此外，在以下的说明中，在谈到“集电箔的表面”时，并非指包括集电箔的表侧的面和背侧的面在内的所有面，而仅指表侧的面。此外，在以下的说明中，将集电箔行走的方向设为“第一方向”、将在集电箔的表面与第一方向正交的方向设为“第二方向”。
[0030]在本实施方式中，对于作为蓄电装置的二次电池，例示了锂离子电池，虽然对其制造装置及其制造方法进行说明，但不限于此。
[0031]锂离子电池为非水电解质二次电池的一种，其为电解质中的锂离子负责电传导的二次电池。
[0032]正极例如使用含锂复合氧化物，负极例如使用碳质材料。电解质例如使用碳酸乙烯酯等有机溶剂或六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐。在锂离子电池内，充电时锂离子从正极出负极入，放电时相反，锂尚子从负极出正极入。
[0033]锂离子电池包括电极卷绕体，该电极卷绕体例如是将正极片、负极片和隔膜卷绕而得到的，其中，在正极片的集电箔(例如Al(铝)箔)的表面涂覆有正极材料，在负极片的集电箔(例如Cu(铜)箔)的表面涂覆有负极材料，隔膜为防止正极膜和负极膜接触的聚合物膜等。然后，在锂离子电池中，将该电极卷绕体插入外装壳，并向外装筒内注入电解液(上述电解质)。
[0034]也就是说，在锂离子电池中，在集电箔的表面涂覆正极材料而得到的正极片和在集电箔的表面涂覆负极材料而得到的负极片形成为带状，形成为带状的正极片和负极片以正极片上的正极膜和负极片上的负极膜不直接接触的方式隔着隔膜卷绕为截面漩涡状而形成为电极卷绕体。
[0035](比较例)
[0036]首先，为了使根据本实施方式的锂离子电池的制造装置及制造方法更为清楚，下面对本发明人们研究的应用本申请发明前的锂离子电池的制造装置及制造方法作为比较例进行说明。
[0037]图8为作为比较例示出的锂离子电池的具体制造工序的总工序图。
[0038]如图8所示，锂离子电池的制造工序包括正极片制造工序、负极片制造工序、电池单元组装工序、和电池模块组装工序。
[0039]在正极片制造工序中，首先在膜状的集电箔的表面涂布了浆状正极材料之后(正极材料涂布)，在正极材料的上表面和侧面以及未涂布正极材料的集电箔的表面涂布将成为隔膜的浆状绝缘材料(隔膜材料涂布)。接着，使层叠有浆状正极材料和浆状绝缘材料的涂膜整个干燥后(干燥)，对形成有由正极材料构成的正极膜和由绝缘材料构成的隔膜的层叠膜的集电箔进行压缩和切断等加工(加工)，制成具有正极膜和隔膜的膜状正极片。
[0040]另一方面，在负极片制造工序中，使用的作为原料的各种材料与正极片制造工序不同，但直至制成负极片为止的步骤与正极片制造工序相同。首先在膜状的集电箔的表面涂布了浆状的负极材料之后(负极材料涂布)，在负极材料的上表面和侧面以及未涂布负极材料的集电箔的表面涂布将成为隔膜的浆状绝缘材料(隔膜材料涂布)。接着，使层叠有浆状负极材料和浆状绝缘材料的涂膜整个干燥后(干燥)，对形成有由负极材料构成的负极膜和由绝缘材料构成的隔膜的层叠膜的集电箔进行压缩和切断等加工(加工)，制成具有负极膜和隔膜的膜状负极片。
[0041]接着，在电池单元组装工序中，从膜状的正极片切出电池单元所需大小的正极，从膜状的负极片切出电池单元所需大小的负极，夹着正极和负极使其重叠地卷在一起(卷绕)。由于在正极片和负极片中已经形成有隔膜，因此，在该卷绕工序中，无需再在正极和负极之间夹着隔膜而使其重叠地卷在一起，能够降低锂离子电池的制造成本。
[0042]接下来，组装卷在一起的正极和负极电极对的群组并焊接(焊接、组装)。接着，将焊接后的电极对的群组配置于注入有电解液的电池壳内之后(注液)，将电池壳完全密封(封口)，制作电池单元。
[0043]接下来，对制成的电池单元反复充放电(充放电)，进行有关该电池单元的性能及可靠性的检查(例如电池单元的容量和电压、以及电池单元充电时或放电时的电流和电压等的检查)(单电池检查)。至此，电池单元完成，电池单元组装工序结束。
[0044]接下来，在电