(57)【要約】【課題】本発明は、走行する液状スラリーを塗布した長尺支持体に接触せず、前記液状スラリーを乾燥するフローティング乾燥装置であって、前記支持体の幅手方向における走行位置がずれるという課題の改善を目的とする。【解決手段】走行する液状スラリーを塗布した長尺支持体に接触することなく、前記液状スラリーを乾燥する乾燥装置であって、前記乾燥装置には、走行する前記長尺支持体の幅手方向に対し熱風を排出する排出口を有す乾燥ノズルが、前記長尺支持体に対し上下部に、かつ互いに対向しない位置に配され、前記乾燥ノズルの端部排出口から排出される熱風の風速は、前記長尺支持体上の液状スラリーに対向する中央排出口からの風速より速いことを特徴とするフローティング乾燥装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する液状スラリーを塗布した長尺支持体に接触することなく、前記液状スラリーを乾燥する乾燥装置であって、前記乾燥装置には、走行する前記長尺支持体の幅手方向に対し熱風を排出する排出口を有す乾燥ノズルが、前記長尺支持体に対し上下部に、かつ互いに対向しない位置に配され、前記乾燥ノズルの端部排出口から排出される熱風の風速は、前記長尺支持体上の液状スラリーに対向する中央排出口からの風速より速いことを特徴とするフローティング乾燥装置。
【請求項２】
前記乾燥ノズルの内部には、風向調整仕切り板が設けられていることを特徴とする請求項１記載のフローティング乾燥装置。
【請求項３】
前記乾燥ノズルの前記中央排出口の内部が風向調整仕切り板によって幅方向に２つ以上に均等に分割されていることを特徴とする請求項２に記載のフローティング乾燥装置。
【請求項４】
走行する長尺支持体上に液状スラリーを塗布手段により塗布し、
塗布後の走行位置に前記液状スラリーを乾燥する乾燥装置を配設する塗布膜の乾燥方法において、
前記長尺支持体に対して上下部に、かつ互いに対向しない位置に配された乾燥ノズルから前記長尺支持体上に塗布された液状スラリーに向かって熱風が排出されることにより、前記乾燥がなされ、
前記乾燥ノズルは少なくとも端部排出口と中央排出口とを有し、
前記端部排出口から排出される熱風の風速は、前記中央排出口からの風速より速いことを特徴とする乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
走行する液状スラリーを塗布した長尺支持体に接触せず、前記液状スラリーを乾燥するフローティング乾燥装置および乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノートパソコン等の移動情報端末の小型、軽量化が急速に進展しており、その電源としての電池にはさらなる高容量化が要求されている。リチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池は、高いエネルギー密度を有し、高容量であるので、上記のような移動情報端末の駆動電源として広く利用されている。
【０００３】
リチウムイオン電池あるいは電気二重層コンデンサなどの蓄電デバイス用の極板としては、極板の面積を大きくするために長尺のシート状のものが用いられる。これらのデバイスでは、電極粉末材料をバインダーや増粘剤と分散媒で混練しスラリー状にしたのち、支持体であるＡｌ箔やＣｕ箔などの集電体箔の表面上に塗布、乾燥して、極板を生産する製造方法が採用されている。
【０００４】
これらの極板製造工程においては、薄く伸びにくい支持体上に厚めの材料スラリーを塗布することにより、シワ・クラックが発生しやすい。そこで、従来より乾燥工程に対する種々の改良が行われてきた。極板乾燥工程の改良に関する技術としては、下記の特許文献１などがある。
【０００５】
特許文献１では、余熱ゾーン、加熱ゾーン、徐冷ゾーンを設けて、各ゾーンにおいて、電極シートをエアフローティングにより完全無接触搬送することで電極シートに発生するシワを抑制している。一方で、このようなフローティング乾燥炉には、非接触搬送であるため、支持体の幅手方向における走行位置がずれるという課題がある。支持体の走行位置が大きくずれた場合には炉体に接触することで支持体が切れてしまう可能性があり、生産性を著しく損なう。このフローティング乾燥炉の課題への改善に関する技術としては、下記の特許文献２などがある。
【０００６】
特許文献２では、フローティング用の乾燥ノズルを幅手方向で支持体に対して傾けることで、支持体の位置をコントロールし、走行位置のずれを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２２８８９８号公報
【特許文献２】特許第３６８６６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、特許文献２と同様に、特許文献１が持つ支持体の幅手方向における走行位置がずれるという課題の改善を目的としたものである。特許文献２においては、フローティング用の乾燥ノズルを支持体に対して傾けることで、支持体の位置をコントロールし、走行位置のずれを抑制している。
【０００９】
これは有効な改善ではあるが、フローティングノズルは通常は容易には傾斜できるものではない。そのため、常にどちらかに傾斜させることが多くなるが、その場合、支持体の特性によっては、逆の方向にずれが発生する可能性もある。それを避けるためにはフロー
ティングノズルの傾斜量を調整できる機構を作る必要があるが、その場合は設備が複雑かつ高価になってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、走行する液状スラリーを塗布した長尺支持体に接触せず、前記液状スラリーを乾燥する乾燥炉であって、前記乾燥炉には、走行する前記長尺支持体の幅手方向に対し熱風を排出する排出口を有す乾燥ノズルが、前記長尺支持体に対し上下部に、かつ互いに対向しない位置に配され、前記乾燥ノズルの端部排出口から排出される熱風の風速は、前記長尺支持体上の液状スラリーに対向する中央排出口からの風速より速いことを特徴とするフローティング乾燥装置および乾燥方法を提供するものである。
【００１１】
前記乾燥ノズルの端部排出口からの熱風の風速を前記長尺支持体上の液状スラリーに対向する中央排出口からの熱風の風速より速くしているため、前記長尺支持体の幅手方向における走行位置が乾燥ノズルに対してずれた場合には、前記長尺支持体は端部排出口からの熱風を受けることになるため幅手方向の中央に戻る力を受けることになる。
【００１２】
そのため、本発明によれば、特許文献２とは違い、長尺支持体の特性によってノズルの傾きの調整をする必要がなく、前期長尺支持体の幅手方向における走行位置を中央付近に調整することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、走行する液状スラリーを塗布した長尺支持体に接触せず、前記液状スラリーを乾燥する乾燥方法に関し、前記長尺支持体の幅手方向における走行位置がずれにくく稼動が安定するフローティング乾燥装置および乾燥方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態、実施例１、２、および、比較例における乾燥炉における乾燥ノズルのレイアウトを模式的に表した斜視図
【図２】本発明の実施の形態、実施例１における下側乾燥ノズルと長尺状支持体の位置の関係を正面からみた模式図
【図３】本発明の実施例２における下側乾燥ノズルと長尺状支持体の位置の関係を正面からみた模式図
【図４】比較例における下側乾燥ノズルと長尺状支持体の位置の関係を正面からみた模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における乾燥炉の内部の乾燥ノズルの配置を模式的に表した斜視図である。図１において、液状スラリーを塗布された長尺状支持体１０１は乾燥炉体１０２のなかで乾燥されるが、前記乾燥炉体のなかには走行する前記長尺支持体の幅手方向に対し熱風を排出する排出口を有す乾燥ノズル１０３〜１１１が、前記長尺支持体に対し上下部に、かつ互いに対向しない位置に配されている。
【００１７】
図２は前記乾燥ノズルのうち下側乾燥ノズルと前記長尺支持体の位置関係を正面方向から見た模式図である。前記長尺支持体上の液状スラリーと対向する部分に中央部排出口２０２を設け、その両側に端部排出口２０３を別途設けた。前記端部排出口から排出される熱風の風速は、前記中央排出口からの風速より速く設定した。
【００１８】
このようにすることで、前記乾燥ノズルの端部排出口からの熱風の風速を前記長尺支持体上の液状スラリーに対向する中央排出口からの熱風の風速より速くしているため、前記長尺支持体の幅手方向における走行位置が乾燥ノズルに対してずれた場合には、前記長尺支持体は端部排出口からの熱風を受けることになるため幅手方向の中央に戻る力を受けることになる。そのため、長尺支持体の特性によってノズルの傾きの調整をする必要がなく、前期長尺支持体の幅手方向における走行位置を中央付近に調整することができる。
【００１９】
本実施の形態では乾燥炉として全体が非接触のフローティング乾燥炉としたが、非接触部分は乾燥炉の一部でも良くその範囲を限定するものではない。
【００２０】
また、本発明で使用する材料としては、支持体としてはＡｌ箔やＣｕ箔など、粉末材料としては黒鉛やコバルト酸リチウムとカーボンブラックの混合物など、バインダーとしてはＳＢＲやＰＶＤＦなど、増粘剤としてはＣＭＣなど、分散媒としては水やＮＭＰなど、がそれぞれ挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【実施例】
【００２１】
以下に、リチウムイオン電池用の負極板の作成を、本発明と比較例を用いて行った結果を比較する。
【００２２】
（実施例１）
（１）液状スラリーの作成
まず、増粘剤としてＣＭＣ−Ｎａの１重量部に対し、分散媒である水を１００重量部を溶解させＣＭＣ水溶液を調整する。次にリチウムイオン電池の負極活物質である球形化黒鉛１００重量部に対し、調整したＣＭＣ水溶液を徐々に加えながら混練し、最後に固形分濃度が５０％のＳＢＲディスパージョンを２重量部加えて液状スラリーとした。作成された材料スラリー中の含水率は乾燥材料基準で９９％となる。
【００２３】
（２）極板の作成（液状スラリーの塗布・乾燥）
長尺状の支持体としては、厚さが０．００８ｍｍ、幅が５００ｍｍである電解銅箔を使用した。塗布装置を用いて電解銅箔上に液状スラリーを乾燥材料が１ｍ２あたり１００ｇとなるように塗布し、続けて本発明の実施の形態における図２に示す乾燥ノズルを図１に示すレイアウトで上下に配置した乾燥装置を用いて、乾燥を行い極板を作成した。なおこの際、乾燥ノズルにおける中央部排出口での風速は２０ｍ／ｓ、端部排出口の風速は２５ｍ／ｓ、乾燥中に長尺状の支持体にかける張力を５０Ｎとした。
【００２４】
（３）評価
評価は、走行状態の評価として、幅手方向における乾燥炉の中央部と長尺支持体の中央部のずれ量を評価し、また極板の評価としてシワの発生状況を評価した。
【００２５】
（実施例２）
図３に実施例２における乾燥ノズルの模式図を示す。図３における乾燥ノズル３０２の内部は風向き調整仕切り板３０３を設けることで仕切られていることを特徴としており、符号Ａ〜Ｄで示される幅手方向の位置・寸法の関係はＡ＜Ｂ、Ｃ＞Ｄとし、端部排出口の風速が中央部排出口の風速よりも速くなるようにしている。
【００２６】
また、中央部排出口の内部は均等に区切られることで中央部排出口内での風速が均等になるようにしている。具体的にはＡ＝１００ｍｍ、Ｂ＝１１６．５ｍｍ、Ｃ＝１６７ｍｍ、Ｄ＝１５６ｍｍとすることで、乾燥ノズルにおける中央部排出口での風速が２０ｍ／ｓ、端部排出口での風速が２５ｍ／ｓとなるようにした。実施例２においては乾燥ノズルとして図３に示す乾燥ノズルを図１に示すレイアウトで上下に配置した乾燥装置を用いて乾
燥を行った以外は実施例１と同様にして極板を作成し、評価した。
【００２７】
（比較例）
比較例として、乾燥ノズルとして図４に示す乾燥ノズルを図１に示すレイアウトで上下に配置した乾燥装置を用いて乾燥を行った以外は実施例１と同様にして極板を作成し、評価した。
【００２８】
実施例１、実施例２、比較例での評価結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１に示すように、本発明による実施例１、実施例２での走行位置のずれが１０ｍｍであるのに対し、比較例での走行位置のずれは６０ｍｍと大きくなっている。図１における乾燥炉で安定して稼動できる走行位置のずれは４０ｍｍ以下までの範囲であり、走行位置が６０ｍｍもずれると長尺状支持体が乾燥炉壁等にぶつかって支持体切れが発生するリスクが非常に高い。また比較例で作成した極板には乾燥中の走行位置のずれによって乾燥途中に長尺状支持体がねじれた影響でシワが発生していた。
【００３１】
このように本発明によれば、走行する液状スラリーを塗布した長尺支持体に接触せず、前記液状スラリーを乾燥する乾燥炉に関し、前記長尺支持体の幅手方向における走行位置がずれにくく稼動が安定する乾燥炉を提供することができるようになる。
【００３２】
なお、本実施例では、乾燥ノズルにおける中央部排出口での風速は２０ｍ／ｓ、端部排出口の風速は２５ｍ／ｓ、乾燥中に長尺状の支持体にかける張力を５０Ｎとしたが、これらはこの数値に限定されるものではなく、乾燥炉の大きさや長尺支持体の走行速度などの乾燥プロセス全体の設計にあわせて調整するパラメーターである。また、実施例２、図３における乾燥ノズル内部の風向仕切り板の数は４つ、中央部排出口の分割数を３つとしているが、この数値に限定されるものではなく、乾燥炉幅にあわせて調整するパラメーターである。
【００３３】
また、実施例１、図２における端部排出口と中央部排出口の長手方向における配置は完全に一致させる必要はなく、端部排出口の風速を中央部排出口の風速より速くするという目的においてノズル設計上の制約から長手方向における配置がずれてしまっても問題ない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、走行する液状スラリーを塗布した長尺支持体に接触せず、前記液状スラリーを乾燥する乾燥方法に関し、前記長尺支持体の幅手方向における走行位置がずれにくく稼動が安定する乾燥方法を提供することができるようになるため有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１０１  長尺状支持体
１０２  乾燥炉体
１０３〜１０７  上側乾燥ノズル
１０８〜１１１  下側乾燥ノズル
２０１  長尺状支持体
２０２  中央部排出口
２０３  端部排出口
３０１  長尺状支持体
３０２  仕切り板付き乾燥ノズル
３０３  風向き調整仕切り板
４０１  長尺状支持体
４０２  乾燥ノズル
Ａ〜Ｄ  仕切り板の幅手方向における位置を示すための符号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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