(57)【要約】【課題】設置面積を小さくすること。【解決手段】乾燥装置５０は、活物質合剤１４が塗布された帯状集電体１１が通過する乾燥炉５１と、乾燥炉５１内に配置された複数の送風ノズル５２と、を備える。帯状集電体１１は、最下位置Ｃに向けて鉛直方向下方に搬送され、最下位置Ｃで鉛直方向上方に向けて折り返されている。送風ノズル５２は、乾燥炉５１内において帯状集電体１１の通過する経路に沿って配置されている。乾燥炉５１内において最下位置Ｃよりも上流に位置する帯状集電体１１を上流部１８、最下位置Ｃよりも下流に位置する帯状集電体１１を下流部１９とする。送風ノズル５２は、上流部１８と下流部１９との間に配置されている。湾曲部１７に気体を送風する送風ノズル５２は、鉛直方向下方に向けて気体を送風する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状集電体に塗布された活物質合剤を乾燥させる乾燥装置であって、
鉛直方向下方に搬送されるとともに、最下位置で鉛直方向上方に向けて折り返されることで、前記最下位置から鉛直方向上方に搬送される前記帯状集電体が通過する乾燥炉と、
前記乾燥炉内において、前記帯状集電体の搬送方向における前記最下位置よりも上流に位置する前記帯状集電体と、前記最下位置よりも下流に位置する前記帯状集電体との間に配置されており、前記活物質合剤に向けて気体を送風する複数の送風部と、を備え、
前記複数の送風部のうち少なくとも一部は、鉛直方向下方に向けて気体を送風する乾燥装置。
【請求項２】
鉛直方向下方に向けて気体を送風する前記送風部のうち前記最下位置に送風を行う前記送風部の送風量が最も多い請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
鉛直方向下方に向けて気体を送風する前記送風部のうち最も鉛直方向上方に位置する前記送風部の送風量が最も少ない請求項１又は請求項２に記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの蓄電装置は、正負の電極を備える。電極は、電極シートを電極の形状に切断することで製造される。電極シートは、帯状集電体と、活物質層と、を備える。電極シートは、帯状集電体に活物質合剤を塗布した後に、乾燥装置によって活物質合剤を乾燥させることで得られる。活物質合剤は、活物質、溶媒及びバインダを混合したペーストである。活物質合剤を乾燥させることで、活物質合剤から溶媒が揮発した活物質層が得られる。
【０００３】
活物質合剤を乾燥させる乾燥装置としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された乾燥装置は、水平方向に搬送される帯状集電体が通過する乾燥炉と、帯状集電体に塗布された活物質合剤に送風を行う送風部と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２２８８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の乾燥装置のように、水平方向に搬送される帯状集電体が乾燥炉を通過するようにすると、帯状集電体の搬送経路に沿って乾燥炉を水平方向に延ばす必要があり、乾燥炉が水平方向に大型化する原因となる。乾燥炉が水平方向に大型化すると、乾燥装置の設置面積が大きくなる。乾燥装置は、例えば、工場などの限られたスペースに設置されるため、乾燥装置の設置面積を小さくすることが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、設置面積を小さくすることができる乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する乾燥装置は、帯状集電体に塗布された活物質合剤を乾燥させる乾燥装置であって、鉛直方向下方に搬送されるとともに、最下位置で鉛直方向上方に向けて折り返されることで、前記最下位置から鉛直方向上方に搬送される前記帯状集電体が通過する乾燥炉と、前記乾燥炉内において、前記帯状集電体の搬送方向における前記最下位置よりも上流に位置する前記帯状集電体と、前記最下位置よりも下流に位置する前記帯状集電体との間に配置されており、前記活物質合剤に向けて気体を送風する複数の送風部と、を備え、前記複数の送風部のうち少なくとも一部は、鉛直方向下方に向けて気体を送風する。
【０００８】
帯状集電体は、最下位置に向けて鉛直方向下方に搬送されるとともに、最下位置から鉛直方向上方に搬送される。このように帯状集電体が最下位置で折り返されるように搬送を行うと、張力によって帯状集電体は水平になろうとし、鉛直方向上方に向かう力が作用する。送風部による送風によって帯状集電体に鉛直方向下方に向かう力を作用させることで、帯状集電体が張力によって水平になることを抑制できる。従って、帯状集電体を鉛直方向に搬送しながら乾燥炉を通過させることができる。水平方向に搬送される帯状集電体が乾燥炉内を通過する場合に比べて、乾燥装置が水平方向に大型化しにくい。従って、乾燥装置の設置面積を小さくすることができる。
【０００９】
上記乾燥装置について、鉛直方向下方に向けて気体を送風する前記送風部のうち前記最下位置に送風を行う前記送風部の送風量が最も多くてもよい。
帯状集電体に張力が作用すると、帯状集電体の最下位置が最も鉛直方向上方に移動しやすい。最下位置に送風を行う送風部の送風量を最も多くすることで、帯状集電体が水平になることを更に抑制できる。
【００１０】
上記乾燥装置について、鉛直方向下方に向けて気体を送風する前記送風部のうち最も鉛直方向上方に位置する前記送風部の送風量が最も少なくてもよい。
帯状集電体は、最下位置から離れるほど張力の影響を受けにくい。最も鉛直方向上方に位置する送風部の送風量を最も少なくすることで、送風によって帯状集電体に作用する力が過剰に大きくなることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、設置面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電極シート製造装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、乾燥装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、電極シート製造装置１０は、帯状集電体１１と、活物質層１２と、を備える電極シート１３を製造する装置である。活物質層１２は、帯状集電体１１の両面Ａ１，Ａ２のうちの少なくとも一方に設けられる。電極シート１３は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素蓄電池などの蓄電装置に用いられる電極の原反である。電極シート１３を所定の形状に切断することで電極が得られる。
【００１４】
電極シート製造装置１０は、長尺状の帯状集電体１１を供給する供給装置２１と、長尺状の電極シート１３を巻き取る巻取装置２３と、を備える。供給装置２１は、供給リール２２を備える。供給リール２２には帯状集電体１１が巻装されている。供給リール２２は回転することで帯状集電体１１を送り出す。巻取装置２３は、巻取リール２４を備える。巻取リール２４は回転することで電極シート１３を巻き取る。巻取リール２４及び供給リール２２の回転により帯状集電体１１は供給リール２２から巻取リール２４に向けて搬送される。本実施形態の電極シート製造装置１０は、帯状集電体１１の両面Ａ１，Ａ２のうち第１面Ａ１に活物質層１２を形成することで、電極シート１３を製造する装置である。以下の説明において、上流とは帯状集電体１１の搬送方向の上流であり、下流とは帯状集電体１１の搬送方向の下流である。帯状集電体１１としては、例えば、帯状金属箔が用いられる。
【００１５】
電極シート製造装置１０は、塗工装置３０と、乾燥装置５０と、２つの搬送ローラ４１，４２と、を備える。塗工装置３０は、供給装置２１よりも下流に設けられている。塗工装置３０は、活物質、溶媒、導電材及びバインダを含む活物質合剤１４を第１面Ａ１に塗布する塗布部３１と、塗布部３１と間隔を空けて配置されたバックアップロール３２と、を備える。塗布部３１は、バックアップロール３２に支持された帯状集電体１１に活物質合剤１４を塗布する。塗布部３１としては、スリットダイ方式、コンマロール方式、グラビア方式等、どのような方式によって活物質合剤１４を塗布するものであってもよい。
【００１６】
乾燥装置５０は、塗工装置３０よりも下流に設けられている。乾燥装置５０は、第１面Ａ１に塗布された活物質合剤１４を乾燥させて溶媒を揮発させる。これにより、第１面Ａ１に活物質層１２が形成され、電極シート１３が製造される。
【００１７】
２つの搬送ローラ４１，４２は、水平方向に並んで設けられている。搬送ローラ４１，４２は、乾燥装置５０よりも鉛直方向上方に配置されている。２つの搬送ローラ４１，４２のうち上流側の搬送ローラ４１を第１搬送ローラ４１、下流側の搬送ローラ４２を第２搬送ローラ４２とする。第１搬送ローラ４１は、帯状集電体１１の搬送方向において塗工装置３０と乾燥装置５０との間に配置されている。第２搬送ローラ４２は、帯状集電体１１の搬送方向において乾燥装置５０と巻取装置２３との間に配置されている。第１搬送ローラ４１は、塗工装置３０により活物質合剤１４が塗布された帯状集電体１１を乾燥装置５０に搬送する。第１搬送ローラ４１は乾燥装置５０に向けて帯状集電体１１を鉛直方向下方に搬送する。第２搬送ローラ４２は、乾燥装置５０を通過した後の帯状集電体１１を巻取装置２３に向けて搬送する。第２搬送ローラ４２は帯状集電体１１を乾燥装置５０から鉛直方向上方に搬送する。
【００１８】
次に、乾燥装置５０について詳細に説明する。
乾燥装置５０は、活物質合剤１４が塗布された帯状集電体１１が通過する乾燥炉５１と、乾燥炉５１内に配置された複数の送風ノズル５２と、送風ノズル５２に気体を供給する供給源５３と、加熱部５４と、を備える。乾燥装置５０は、加熱部５４によって加熱された気体を供給源５３によって送風ノズル５２に供給することで活物質合剤１４の乾燥を行う。活物質合剤１４は、乾燥炉５１の内部を通過することで徐々に乾燥していく。供給源５３としては、例えば、ファンやブロワなどの送風機を用いることができる。なお、供給源５３としては、送風ノズル５２毎に個別に設けられていてもよいし、１つの供給源５３で複数の送風ノズル５２に気体を供給してもよい。加熱部５４としては、例えば、ヒータなどを用いることができる。
【００１９】
乾燥炉５１は、鉛直方向上方に位置する壁部である上壁５５を備える。上壁５５は、入口５６及び出口５７を備える。入口５６及び出口５７は、鉛直方向に延びており、乾燥炉５１の内外を連通させている。入口５６は、出口５７よりも第１搬送ローラ４１寄りに配置されている。出口５７は、入口５６よりも第２搬送ローラ４２寄りに配置されている。
【００２０】
第１搬送ローラ４１によって鉛直方向下方に搬送される帯状集電体１１は、入口５６を通って乾燥炉５１内に搬送される。乾燥炉５１内に搬送された帯状集電体１１は、入口５６から帯状集電体１１の最下位置Ｃに向けて鉛直方向下方に搬送される。なお、帯状集電体１１の最下位置Ｃとは、乾燥炉５１内において帯状集電体１１が最も鉛直方向下方となる位置である。第２搬送ローラ４２によって帯状集電体１１は鉛直方向上方に搬送されるため、帯状集電体１１は最下位置Ｃで鉛直方向上方に向けて折り返される。帯状集電体１１は、最下位置Ｃから出口５７に向けて鉛直方向上方に搬送される。乾燥炉５１内では、帯状集電体１１の幅方向から見て、帯状集電体１１は、Ｕ字状に搬送されているといえる。
【００２１】
乾燥炉５１内に位置する帯状集電体１１は、入口５６から鉛直方向下方に直線状に搬送される第１部位１５と、出口５７に向けて鉛直方向上方に直線状に搬送される第２部位１６と、第１部位１５と第２部位１６とを繋ぐ円弧状の湾曲部１７と、を備える。第１部位１５と第２部位１６とは、水平方向に向かい合っている。湾曲部１７は、鉛直方向下方に向けて湾曲している。湾曲部１７は、第１部位１５及び第２部位１６よりも鉛直方向下方に位置しており、湾曲部１７のうち最も鉛直方向下方の部分が最下位置Ｃである。最下位置Ｃは、搬送方向において湾曲部１７の中央に位置する部分である。
【００２２】
送風ノズル５２は、乾燥炉５１内において帯状集電体１１の通過する経路に沿って配置されている。乾燥炉５１内において最下位置Ｃよりも上流に位置する帯状集電体１１を上流部１８、最下位置Ｃよりも下流に位置する帯状集電体１１を下流部１９とする。上流部１８は、第１部位１５と、湾曲部１７のうち最下位置Ｃと第１部位１５との間の部分と、を含む。下流部１９は、第２部位１６と、湾曲部１７のうち最下位置Ｃと第２部位１６との間の部分と、を含む。
【００２３】
送風ノズル５２は、上流部１８と下流部１９との間に配置されている。乾燥炉５１内を帯状集電体１１の幅方向から見て、帯状集電体１１と上壁５５に囲まれる領域を内部領域Ｓ１、内部領域Ｓ１とは異なる領域を外部領域Ｓ２とすると、送風ノズル５２は内部領域Ｓ１に配置されているといえる。なお、本実施形態では、外部領域Ｓ２に送風ノズル５２は配置されていない。
【００２４】
送風ノズル５２は、第１面Ａ１に塗布された活物質合剤１４に向けて気体が送風されるように配置されている。送風ノズル５２は、気体の送風方向が第１面Ａ１に対して直交するように配置されている。送風ノズル５２のうち第１部位１５及び第２部位１６に送風を行う送風ノズル５２は、水平方向に気体を送風するように配置されている。送風ノズル５２のうち湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２は、最下位置Ｃに近い位置に送風を行う送風ノズル５２ほど気体の送風方向が鉛直方向に近付く。最下位置Ｃに送風を行う送風ノズル５２の送風方向は、鉛直方向と一致している。湾曲部１７に気体を送風する送風ノズル５２は、鉛直方向下方に向けて気体を送風するといえる。湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２は、送風を行うことで鉛直方向下方に向かう力を帯状集電体１１に作用させる。
【００２５】
湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２のうち最下位置Ｃに送風を行う送風ノズル５２を最下送風ノズル５２Ａとする。湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２のうち入口５６に最も近い送風ノズル５２を入口側送風ノズル５２Ｂ、湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２のうち出口５７に最も近い送風ノズル５２を出口側送風ノズル５２Ｃとする。湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２のうち最下送風ノズル５２Ａの送風量は最も多く、最下送風ノズル５２Ａから離れて配置された送風ノズル５２ほど送風量は少なくなっていく。従って、湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２のうち入口側送風ノズル５２Ｂ及び出口側送風ノズル５２Ｃの送風量は最も少ない。入口側送風ノズル５２Ｂ及び出口側送風ノズル５２Ｃは、湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２のうち最も鉛直方向上方に位置している。なお、送風ノズル５２間で送風量に差を設ける場合、送風ノズル５２毎に供給源５３が設けられていれば、供給源５３から送風ノズル５２に供給される気体の供給量を調整することで送風ノズル５２間に送風量の差を設ければよい。１つの供給源５３で複数の送風ノズル５２に気体を供給する場合、供給源５３から供給された気体を送風ノズル５２に分配する分配路等の形状によって送風ノズル５２からの送風量に差を設ければよい。
【００２６】
各送風ノズル５２からの送風量は、帯状集電体１１が最下位置Ｃに向けて鉛直方向下方に搬送されるとともに、最下位置Ｃから鉛直方向上方に向けて搬送される搬送経路となるように設定されている。帯状集電体１１には、帯状集電体１１及び活物質合剤１４の重量によって鉛直方向下方への力が作用し、２つの搬送ローラ４１，４２からの張力によって鉛直方向上方への力が作用する。これらの力に加えて、送風ノズル５２からの気体の送風による鉛直方向下方への力が均衡する位置で帯状集電体１１は搬送される。
【００２７】
本実施形態の作用について説明する。
帯状集電体１１は、最下位置Ｃに向けて鉛直方向下方に搬送され、最下位置Ｃで鉛直方向上方に向けて折り返されている。このように、帯状集電体１１が最下位置Ｃで折り返されるように帯状集電体１１の搬送を行うと、張力によって帯状集電体１１は水平になろうとする。詳細にいえば、第１搬送ローラ４１と第２搬送ローラ４２との間で帯状集電体１１が水平になるように帯状集電体１１には鉛直方向上方に向かう力が作用する。
【００２８】
湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２は、鉛直方向下方に向けて送風を行う。従って、送風ノズル５２による送風によって帯状集電体１１に鉛直方向下方に向かう力を作用させることができる。張力によって帯状集電体１１に作用する力とは反対方向に力を作用させることで帯状集電体１１が張力によって水平になることを抑制できる。従って、帯状集電体１１を鉛直方向に搬送しながら乾燥炉５１を通過させることができる。
【００２９】
本実施形態の効果について説明する。
（１）鉛直方向下方に向かう力が帯状集電体１１に作用するように送風ノズル５２による気体の送風を行うことで、帯状集電体１１を鉛直方向に搬送しながら乾燥炉５１を通過させることができる。帯状集電体１１の搬送経路が水平方向に延びにくく、乾燥炉５１が水平方向に大型化することを抑制できる。乾燥炉５１内で帯状集電体１１を水平方向に搬送する場合に比べて、乾燥装置５０が水平方向に大型化しにくく、乾燥装置５０の設置面積を小さくすることができる。
【００３０】
特に、乾燥炉５１内で帯状集電体１１を水平方向に搬送していると、塗工装置３０による活物質合剤１４の塗布速度が速くなった場合に、乾燥装置５０が大型化しやすい。電極シート１３の生産性を向上させるために塗工装置３０による活物質合剤１４の塗布速度を速くすると、これに従い帯状集電体１１の搬送速度も速くなる。一方で、活物質合剤１４を乾燥させるのに必要となる乾燥時間は変化しないため、帯状集電体１１の搬送速度が速くなるほど乾燥炉５１を大型化する必要がある。この際、水平方向に搬送される帯状集電体１１が通過するように乾燥炉５１を設けた場合、乾燥炉５１が水平方向に大型化し、乾燥装置５０の設置面積が増加する。これに対し、鉛直方向に搬送される帯状集電体１１が通過するように乾燥炉５１を設けた場合、乾燥炉５１は鉛直方向に大型化する。従って、乾燥装置５０の設置面積が大きくなることを抑制できる。
【００３１】
（２）最下送風ノズル５２Ａの送風量を最も多くしている。帯状集電体１１に張力が作用すると、帯状集電体１１の最下位置Ｃが鉛直方向上方に最も移動しやすい。最下送風ノズル５２Ａの送風量を最も多くすることで、張力の影響により鉛直方向上方に移動しやすい最下位置Ｃに鉛直方向下方に向けた力を作用させることができ、帯状集電体１１が水平になることを更に抑制できる。
【００３２】
また、送風ノズル５２は送風方向と第１面Ａ１とが直交するように配置されているため、最下位置Ｃには鉛直方向下方に向かう力を最も作用させやすい。従って、最下送風ノズル５２Ａの送風量を最も多くすることで、鉛直方向下方に向かう力を効率良く作用させることができる。
【００３３】
（３）帯状集電体１１は、最下位置Ｃから離れるほど、言い換えれば、鉛直方向上方の部位ほど帯状集電体１１に張力が作用したときに鉛直方向上方に移動しにくい。湾曲部１７に送風を行う送風ノズル５２のうち、入口側送風ノズル５２Ｂ及び出口側送風ノズル５２Ｃの送風量を最も少なくすることで、入口側送風ノズル５２Ｂ及び出口側送風ノズル５２Ｃの送風量を張力に合わせた送風量とすることができる。張力の影響を受けにくい部位に送風される送風量を多くすると、気体の送風により帯状集電体１１に作用する力が大きくなり、湾曲部１７が鉛直方向下方に向けて過剰に拡がるおそれがある。これに対し、張力の影響を受けにくい部位に送風される気体の送風量を少なくすることで、湾曲部１７に作用する力が過剰に大きくなることを抑制でき、湾曲部１７が鉛直方向下方に向けて過剰に拡がることを抑制できる。
【００３４】
（４）乾燥炉５１内に、帯状集電体１１を搬送するためのローラを設けていないため、乾燥炉５１内で帯状集電体１１を非接触で搬送することができる。
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００３５】
○送風ノズル５２からの送風量は適宜変更してもよい。例えば、全ての送風ノズル５２からの送風量を同一にしてもよい。また、湾曲部１７に気体を送風する送風ノズル５２の送風量を同一とし、第１部位１５及び第２部位１６に気体を送風する送風ノズル５２の送風量を湾曲部１７に気体を送風する送風ノズル５２の送風量よりも少なくしてもよい。
【００３６】
○最下送風ノズル５２Ａの送風量は、湾曲部１７に送風を行う他の送風ノズル５２の送風量より少なくしてもよい。この場合であっても、湾曲部１７に気体を送風する送風ノズル５２のうち入口側送風ノズル５２Ｂ及び出口側送風ノズル５２Ｃの送風量を最も少なくしてもよい。
【００３７】
○乾燥装置５０は、少なくとも湾曲部１７に気体を送風する送風ノズル５２を備えていればよく、第１部位１５及び第２部位１６に送風を行う送風ノズル５２を備えていなくてもよい。即ち、送風ノズル５２の全てが鉛直方向下方に向けて気体を送風してもよい。
【００３８】
○乾燥装置５０は、上流部１８と下流部１９との間とは異なる位置に設けられた送風ノズルを備えていてもよい。例えば、内部領域Ｓ１に向けて送風を行う送風ノズルを外部領域Ｓ２に設けてもよい。この場合、上流部１８と下流部１９との間とは異なる位置に設けられた送風ノズルの送風量は、上流部１８と下流部１９との間に設けられた送風ノズル５２の送風量よりも少なくする。
【００３９】
○送風部としては、送風ノズル５２に代えて、ファンやブロワ等の送風機を用いてもよい。
○電極シート製造装置１０は、帯状集電体１１の第２面Ａ２に活物質合剤１４を塗布する塗布部を備えていてもよい。
【００４０】
○入口５６及び出口５７は、乾燥炉５１の水平方向の壁部に設けられていてもよい。この場合、帯状集電体１１は乾燥炉５１内で、鉛直方向下方に搬送されるとともに、最下位置Ｃで鉛直方向上方に向けて折り返されるように搬送方向を変更されることになる。搬送方向の変更は、例えば、乾燥炉５１内に搬送ローラを設けることで行われる。
【符号の説明】
【００４１】
Ｃ…最下位置、１１…帯状集電体、１４…活物質合剤、５０…乾燥装置、５１…乾燥炉、５２…送風部としての送風ノズル。
【図１】
2020194701.tif 000003