(57)【要約】【課題】ロールを加熱する際の無駄な熱量が小さいロールプレス機を提供する。【解決手段】ロールプレス機１０は、蓄電装置に用いられる電極５０をプレスする。ロールプレス機１０は、ロール１２と加熱器１４とを備える。ロール１２は、ロール本体１２ａと、ロール本体１２ａの周面１２ａｓ上に設けられた金属層１２ｃと、ロール本体１２ａと金属層１２ｃとの間に配置された断熱層１２ｂとを有する。加熱器１４は金属層１２ｃを加熱する。【選択図】図１
2014093258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置に用いられる電極をプレスするためのロールプレス機であって、
ロール本体と、前記ロール本体の周面上に設けられた金属層と、前記ロール本体と前記金属層との間に配置された断熱層と、を有するロールと、
前記金属層を加熱する加熱器と、
を備える、ロールプレス機。
【請求項２】
前記ロールが、前記金属層上に設けられた耐摩耗層を更に有する、請求項１に記載のロールプレス機。
【請求項３】
前記加熱器が、高周波誘導加熱器である、請求項１又は２に記載のロールプレス機。
【請求項４】
前記ロールが、前記金属層と前記断熱層との間に配置された絶縁層を更に有する、請求項３に記載のロールプレス機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールプレス機に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に用いられる電極をプレスする装置として、ロールプレス機が知られている（例えば特許文献１参照）。このロールプレス機では、加熱された可動ロールと固定ロールとの間に電極が挟まれ、プレスされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９７３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロールを加熱するためには、通常、ロールの内部に形成された通路に例えば油等の熱媒体を循環させる。熱媒体からロールへの伝熱により、ロール全体が加熱される。
【０００５】
しかしながら、ロール全体を加熱するためには多くの熱量が必要になる。本来は加熱が不要な部分まで加熱されるため、ロールを加熱する際の無駄な熱量が大きい。
【０００６】
本発明は、ロールを加熱する際の無駄な熱量が小さいロールプレス機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係るロールプレス機は、蓄電装置に用いられる電極をプレスするためのロールプレス機であって、ロール本体と、前記ロール本体の周面上に設けられた金属層と、前記ロール本体と前記金属層との間に配置された断熱層と、を有するロールと、前記金属層を加熱する加熱器とを備える。
【０００８】
このロールプレス機では、加熱器により加熱された金属層からロール本体への伝熱が、断熱層によって抑制される。そのため、ロール本体を加熱する必要がなく、小さい熱量で金属層を加熱することにより、ロールを加熱することができる。よって、このロールプレス機では、ロールを加熱する際の無駄な熱量が小さい。
【０００９】
前記ロールが、前記金属層上に設けられた耐摩耗層を更に有してもよい。この場合、ロールの摩耗を抑制することができる。
【００１０】
前記加熱器が、高周波誘導加熱器であってもよい。この場合、例えば熱風加熱器、赤外線加熱器、低周波誘導加熱器、又は抵抗加熱器等の他の加熱器に比べて、エネルギー効率良く金属層を加熱することができる。
【００１１】
前記ロールが、前記金属層と前記断熱層との間に配置された絶縁層を更に有してもよい。この場合、高周波誘導加熱器により金属層が加熱される際に、電流が金属層から断熱層及びロール本体に流れることが抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ロールを加熱する際の無駄な熱量が小さいロールプレス機が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。
【図２】第２実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。
【図３】第３実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。
【図４】第４実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。図１に示されるロールプレス機１０は、蓄電装置に用いられる電極５０をプレスする。蓄電装置としては、例えば二次電池又は電気二重層キャパシタ等が挙げられる。二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池等が挙げられる。
【００１６】
電極５０は例えばシート状である。電極５０は、金属箔５２と、金属箔５２の両面に形成された活物質層５４とを備え得る。金属箔５２としては、例えばアルミニウム箔又は銅箔等が挙げられる。活物質層５４は、活物質粒子と、バインダ樹脂とを含む。電極５０は、例えば水平方向等の搬送方向Ｂに沿って搬送され得る。電極５０の搬送速度は例えば１０ｍ／ｍｉｎである。
【００１７】
ロールプレス機１０は、一対のロール１２と加熱器１４とを備える。電極５０は、一対のロール１２間に挟まれ、プレスされる。各ロール１２は、軸部１６を中心に回転可能である。例えば、一方のロール１２が回転方向Ａ１に回転し、他方のロール１２が回転方向Ａ１とは反対向きの回転方向Ａ２に回転する。各ロール１２の径は例えば５００ｍｍである。例えば、一方のロール１２は、搬送方向Ｂに交差する方向（例えば鉛直方向）に可動であり、他方のロール１２は固定されている。
【００１８】
各ロール１２は、ロール本体１２ａと、ロール本体１２ａの周面１２ａｓ上に設けられた金属層１２ｃと、ロール本体１２ａと金属層１２ｃとの間に配置された断熱層１２ｂとを有する。
【００１９】
ロール本体１２ａは、例えばＳＵＪ等の鋼からなる金属ロール本体である。
【００２０】
断熱層１２ｂは、例えばセラミック層、樹脂層、断熱塗料層、又は発泡体層である。断熱層１２ｂは電気絶縁性を有してもよい。セラミック層としては、例えばアルミナ層が挙げられる。セラミック層は、例えばセラミック溶射、ＰＶＤ、ＣＶＤ、パウダージェットデポジション（ＰＪＤ）、エアロゾルデポジション（ＡＤ）、又はコールドスプレー等により形成可能である。ＰＶＤ、ＣＶＤ、パウダージェットデポジション（ＰＪＤ）、エアロゾルデポジション（ＡＤ）、又はコールドスプレーでは、室温でセラミック層を形成可能である。このため、セラミック層を形成する際にロール本体１２ａが高温にならないので、ロール本体１２ａが歪み難い。樹脂層としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層が挙げられる。断熱層１２ｂの厚みは例えば数μｍ程度である。
【００２１】
金属層１２ｃは、例えばＳＵＪ等からなる鋼層である。金属層１２ｃの構成材料は、ロール本体１２ａの構成材料と同じでもよい。金属層１２ｃは例えば円筒状の金属部材であってもよい。この場合、ロール本体１２ａの周面１２ａｓ上に断熱層１２ｂを形成した後、円筒状の金属部材である金属層１２ｃの内部にロール本体１２ａを挿入することによってロール１２が製造され得る。金属層１２ｃの厚みは例えば数μｍ程度である。
【００２２】
加熱器１４は、金属層１２ｃを加熱する。金属層１２ｃの加熱温度は例えば１００℃以下である。加熱器１４は、例えば高周波誘導加熱器、熱風加熱器、赤外線加熱器、低周波誘導加熱器、又は抵抗加熱器である。加熱器１４は、ロール１２の外部において金属層１２ｃに対向配置され得る。加熱器１４は、搬送方向Ｂにおいて、ロール１２と電極５０との接点よりも上流側に配置され得る。この場合、加熱器１４が金属層１２ｃの一部分を加熱すれば、ロール１２の回転により、加熱された金属層１２ｃの一部分が電極５０に接触する。加熱器１４は、搬送方向Ｂにおいて、ロール１２と電極５０との接点に隣接して配置され得る。これにより、加熱された金属層１２ｃの一部分が、電極５０に接触する前に冷却されてしまうことを抑制できる。
【００２３】
ロールプレス機１０を用いると、電極５０をプレスすることによって蓄電装置の電極製品を製造することができる。ロールプレス機１０では、電極５０の活物質層５４をプレスすることによって、活物質層５４の厚みを薄くすることができる。これにより、活物質層５４中の空隙が小さくなるので、活物質層５４中の活物質粒子の密度が高くなる。その結果、蓄電装置を小型化できる。
【００２４】
ロールプレス機１０では、加熱器１４により加熱された金属層１２ｃからロール本体１２ａへの伝熱が、断熱層１２ｂによって抑制される。そのため、ロール本体１２ａを加熱する必要がなく、小さい熱量で金属層１２ｃを加熱することにより、ロール１２を加熱することができる。よって、ロールプレス機１０では、ロール１２を加熱する際の無駄な熱量が小さい。加熱器１４により加熱された金属層１２ｃが電極５０の活物質層５４に押し当てられることにより、活物質層５４中のバインダ樹脂が軟化して、電極５０が一対のロール１２間を通過し易くなる。
【００２５】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。図２に示されるロールプレス機１０Ａは、ロール１２に代えてロール１１２を備えること以外は図１のロールプレス機１０と同一の構成を備える。ロール１１２は、図１のロール１２の金属層１２ｃ上に設けられた耐摩耗層１８を更に有する。これにより、ロール１２の摩耗、傷付き、及び焼き付き等を抑制することができる。耐摩耗層１８の構成材料は、断熱層１２ｂの構成材料と同一であってもよい。耐摩耗層１８が例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層である場合、ロール１２と活物質層５４との間の摩擦係数を更に低減することができる。
【００２６】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。図３に示されるロールプレス機１０Ｂは、ロール１２に代えてロール２１２を備えること以外は図１のロールプレス機１０と同一の構成を備える。ロール２１２は、図１のロール１２の金属層１２ｃと断熱層１２ｂとの間に配置された絶縁層２０を更に有する。絶縁層２０の構成材料は、耐摩耗層１８の構成材料と同一であってもよい。絶縁層２０は、例えばセラミック層又はダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層である。
【００２７】
本実施形態において、加熱器１４は高周波誘導加熱器である。この場合、例えば熱風加熱器、赤外線加熱器、低周波誘導加熱器、又は抵抗加熱器等の他の加熱器に比べて、エネルギー効率良く金属層１２ｃを加熱することができる。ロールプレス機１０Ｂでは、高周波誘導加熱器である加熱器１４により金属層１２ｃが加熱される際に、電流が金属層１２ｃから断熱層１２ｂ及びロール本体１２ａに流れることが抑制される。そのため、電流が断熱層１２ｂ及びロール本体１２ａに悪影響を及ぼすリスクを低減できる。
【００２８】
断熱層１２ｂを絶縁性のセラミック（例えばアルミナ）により形成し、断熱層１２ｂが絶縁層２０を兼ねる構成にしてもよい。あるいは、高周波による誘導加熱では表皮効果により誘導電流がロール２１２の表面に集中するため、絶縁層２０は省略されてもよい。表皮効果を奏する金属層１２ｃの構成材料としては、例えば銅又は鉄等が挙げられる。
【００２９】
（第４実施形態）
図４は、第４実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。図４に示されるロールプレス機１０Ｃは、一対の予備加熱ロール３０を更に備えること以外は図１のロールプレス機１０と同一の構成を備える。各予備加熱ロール３０は、例えば油等の熱媒体を循環させるための通路を内部に有する。各予備加熱ロール３０の径は、ロール１２の径よりも小さい。予備加熱ロール３０は、電極５０をプレスするためのロールではなく、電極５０を搬送するためのロールである。ロールプレス機１０Ｃでは、電極５０をプレスする前に、予備加熱ロール３０によって電極５０を加熱することができる。そのため、金属層１２ｃに与えられる熱量が小さくても、十分高い温度で電極５０をプレスすることができる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００３１】
例えば、ロールプレス機１０は、１つのロール１２を備えてもよい。この場合、電極５０は、ロール１２と他のロールとの間に挟まれ、プレスされる。ロールプレス機１０は、３つ以上のロール１２を備えてもよい。例えばロールプレス機１０が４つのロール１２を備える場合、電極５０は、一対のロール１２間に挟まれ、プレスされた後、更なる一対のロール１２間に挟まれ、プレスされる。同様に、ロールプレス機１０Ａは、１つのロール１１２を備えてもよいし、３つ以上のロール１１２を備えてもよい。ロールプレス機１０Ｂは、１つのロール２１２を備えてもよいし、３つ以上のロール２１２を備えてもよい。ロールプレス機１０Ｃは、１つのロール１２を備えてもよいし、３つ以上のロール１２を備えてもよい。
【００３２】
ロールプレス機１０Ａでは、金属層１２ｃと断熱層１２ｂとの間に絶縁層２０が更に配置されてもよい。一実施例では、断熱層１２ｂがセラミック層であり、絶縁層２０及び耐摩耗層１８がＤＬＣ層である。この場合、以下のようにしてロールが製造され得る。円筒状の金属部材である金属層１２ｃの内周面及び外周面上に同一材料からなる絶縁層２０及び耐摩耗層１８をそれぞれ形成する。その後、周面１２ａｓ上に断熱層１２ｂが形成されたロール本体１２ａを円筒状の金属部材である金属層１２ｃの内部に挿入する。
【００３３】
ロールプレス機１０Ａ，１０Ｂは予備加熱ロール３０を更に備えてもよい。
【００３４】
絶縁層２０は、ロール本体１２ａと断熱層１２ｂとの間に配置されてもよい。この場合、電流が金属層１２ｃからロール本体１２ａに流れることが抑制される。
【符号の説明】
【００３５】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…ロールプレス機、１２，１１２，２１２…ロール、１２ａ…ロール本体、１２ａｓ…ロール本体の周面、１２ｂ…断熱層、１２ｃ…金属層、１４…加熱器、１８…耐摩耗層、２０…絶縁層、５０…電極。
【図１】
2014093258.tif 000003
【図２】
2014093258.tif 000004
【図３】
2014093258.tif 000005
【図４】
2014093258.tif 000006