(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー状の活物質合剤を帯状集電体に塗工するための塗工部と、前記塗工部に前記活物質合剤を供給するための供給部とを繋ぎ、前記供給部から前記塗工部へ前記活物質合剤を供給するための塗工部への活物質合剤の供給装置であって、
前記供給部と接続された１本の供給ラインと、
前記供給ラインに接続された、互いに並列な複数本の副供給ラインと、
前記複数本の副供給ラインと接続されたヘッダと、
前記ヘッダと前記塗工部とを接続した１本の主供給ラインと、を有し、
前記複数本の副供給ラインにはそれぞれフィルタと開閉弁とが設置されており、
前記複数本の副供給ラインの流路断面積は、メンテナンスが行われる副供給ラインの前記開閉弁を閉鎖しても、前記開閉弁が開放されている残りの副供給ラインを流通する前記活物質合剤の総量が、予め設定された、前記塗工部からの活物質合剤の塗布量を下回らないように設定されている塗工部への活物質合剤の供給装置。
【請求項２】
前記開閉弁は、前記フィルタよりも上流側に設置された第１開閉弁と下流側に設置された第２開閉弁とを有し、
前記複数本の副供給ラインには、前記フィルタより上流側であって前記第１開閉弁よりも下流側の位置と、前記フィルタよりも下流側であって前記第２開閉弁よりも上流側の位置とにそれぞれ圧力センサが設置されている請求項１に記載の塗工部への活物質合剤の供給装置。
【請求項３】
前記複数本の副供給ラインは３本以上である請求項１又は請求項２に記載の塗工部への活物質合剤の供給装置。
【請求項４】
前記塗工部はダイ方式である請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の塗工部への活物質合剤の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給部から塗工部へと活物質合剤を供給するための塗工部への活物質合剤の供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。蓄電装置はケース内に電極組立体を備える。電極組立体を構成する電極の製造工程においては、例えば、塗工工程において帯状金属箔にスラリー状の活物質合剤を塗布した後、乾燥工程及びプレス工程を経て、帯状金属箔上に活物質の層が形成された電極中間体が形成される。活物質の層はプレス工程においてロールプレスされて高密度化される。そして、電極中間体から目的とする形状の電極を切断することにより電極が製造される。
【０００３】
電極の製造工程のうち、塗工工程は、塗工部から帯状金属箔に活物質合剤を塗布して行われる。ところで、塗工部から塗工される活物質合剤中に、異物（活物質の凝集体や粒径の大きい粗粒）が含まれていると、乾燥後の活物質層にスジ等の欠陥が生じる。そこで、活物質合剤に含まれる異物をフィルタで捕捉すること行われている。例えば、特許文献１に開示の吐出装置は、活物質合剤の供給部から塗工部（ノズル）に至る流路上に吐出ポンプを備え、この吐出ポンプから塗工部に至る流路上にフィルタを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、異物の除去のために、供給部から塗工部までの流路上にフィルタを設置すると、フィルタの目詰まりを未然に防ぐためにフィルタの洗浄や交換といったメンテナンスを行う際には、活物質合剤の塗工工程を停止しなければならず、電極の生産性が低下する。また、メンテナンス時には、流路の開閉に伴う圧力変動が発生し、メンテナンス後には、塗工部が圧力変動の影響を受けて、一定の塗布量で活物質合剤を帯状金属箔に塗布することが困難になる虞がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、生産性を低下させることなく活物質合剤を一定の塗布量で塗布することができる塗工部への活物質合剤の供給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】
上記問題点を解決するための塗工部への活物質合剤の供給装置は、スラリー状の活物質合剤を帯状集電体に塗工するための塗工部と、前記塗工部に前記活物質合剤を供給するための供給部とを繋ぎ、前記供給部から前記塗工部へ前記活物質合剤を供給するための塗工部への活物質合剤の供給装置であって、前記供給部と接続された１本の供給ラインと、前記供給ラインに接続された、互いに並列な複数本の副供給ラインと、前記複数本の副供給ラインと接続されたヘッダと、前記ヘッダと前記塗工部とを接続した１本の主供給ラインと、を有し、前記複数本の副供給ラインにはそれぞれフィルタと開閉弁とが設置されており、前記複数本の副供給ラインの流路断面積は、メンテナンスが行われる副供給ラインの前記開閉弁を閉鎖しても、前記開閉弁が開放されている残りの副供給ラインを流通する前記活物質合剤の総量が、予め設定された、前記塗工部からの活物質合剤の塗布量を下回らないように設定されていることを要旨とする。
【０００８】
これによれば、複数本の副供給ラインのうちの１本を閉鎖しても、残りの副供給ラインでは活物質合剤が流通し、ヘッダ及び主供給ラインを介して塗工部に活物質合剤が供給される。このため、１本の副供給ラインが閉鎖されても塗工部による活物質合剤の塗布を継続でき、生産性が低下しない。また、ヘッダでは、複数本の副供給ラインから供給された活物質合剤が一旦貯留され、一旦貯留された活物質合剤が主供給ラインを介して塗工部に供給される。このため、副供給ラインの閉鎖によって、その副供給ラインで圧力変動が発生しても、圧力変動がヘッダで吸収される。よって、ヘッダから主供給ラインへの活物質合剤の供給には、圧力変動を原因とした脈動等の影響が及ばず、塗工部からは一定の塗布量で活物質合剤を塗布することができる。
【０００９】
また、複数本の副供給ラインのそれぞれにフィルタを設置することで、供給部からヘッダに至るまでの間に、複数箇所に設置されたフィルタにより、活物質合剤から異物を除去することができる。また、フィルタは、目詰まりを未然に防ぐために定期的に洗浄や交換といったメンテナンスが行われる。フィルタの定期的なメンテナンスの際、メンテナンスを行う副供給ラインを閉鎖しても、他の副供給ラインによって塗工部への活物質合剤の供給を継続させ、しかも副供給ラインの閉鎖及び開放に伴う圧力変動の影響が塗工部に及ぶことを抑制できる。
【００１０】
また、塗工部への活物質合剤の供給装置について、前記複数本の副供給ラインは３本以上であるのが好ましい。
これによれば、例えば、１本の副供給ラインが閉鎖されても、残りの２本以上の副供給ラインにより、塗工部に供給する活物質合剤の量を確保しやすい。
【００１１】
また、塗工部への活物質合剤の供給装置について、前記塗工部はダイ方式であるのが好ましい。
これによれば、ダイ方式の塗工部は、スリットダイのように隙間から活物質合剤を吐出するため、副供給ラインの閉鎖及び開放に伴う圧力変動によって吐出量が変動しやすい。しかし、複数本の副供給ラインと、１本の主供給ラインとの間にヘッダを設けることで、ヘッダで圧力変動を吸収し、塗工部に及ぶ圧力変動の影響を抑えることができる。よって、供給装置はダイ方式の塗工部に採用するのが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生産性を低下させることなく活物質合剤を一定の塗布量で塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の供給装置を含む塗工設備を模式的に示す図。
【図２】供給装置を含む塗工設備の作用を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、塗工部への活物質合剤の供給装置を具体化した一実施形態を図１〜図２にしたがって説明する。
図１に示すように、活物質合剤Ｓの供給から塗工までを行う塗工設備１０は、スラリー状の活物質合剤Ｓを、帯状集電体としての帯状金属箔Ｍに塗布する塗工部１１を備える。塗工部１１の塗工方式は、ダイ方式である。また、塗工設備１０は、活物質合剤Ｓを塗工部１１に自動供給する供給部２０を備える。供給部２０は、タンク２１と、ポンプ２２とを備えており、タンク２１内の活物質合剤Ｓは、ポンプ２２によって塗工部１１へと圧送される。
【００１５】
塗工設備１０は、塗工部１１と供給部２０とを繋ぎ、供給部２０から塗工部１１へ活物質合剤Ｓを供給する供給装置３０を備える。供給装置３０は、タンク２１に接続された供給ライン２３を備え、供給装置３０は供給ライン２３上にポンプ２２を備える。供給装置３０は、５本の副供給ライン２４を備える。各副供給ライン２４の第１端部２４ａは、供給ライン２３におけるポンプ２２より下流側に接続されており、５本の副供給ライン２４は供給ライン２３を介して供給部２０のタンク２１と接続されている。供給装置３０は、各副供給ライン２４の第２端部２４ｂが接続された混合ライン２５を備える。５本の副供給ライン２４は互いに並列であり、ポンプ２２によって供給ライン２３に圧送された活物質合剤Ｓは、各副供給ライン２４に供給される。
【００１６】
５本の副供給ライン２４の流路断面積は、１本の副供給ライン２４が閉鎖された場合に、残りの４本の副供給ライン２４を流通する活物質合剤Ｓの総量が、予め設定された、塗工部１１からの活物質合剤Ｓの塗布量を下回らないように設定されている。
【００１７】
供給装置３０は、各副供給ライン２４に設置されたフィルタ２６を備え、フィルタ２６は、活物質合剤Ｓに含まれる、活物質がバインダによって凝集した凝集塊や、粒径の大きい粗粒といった異物を捕捉可能である。また、フィルタ２６は各副供給ライン２４に対し着脱可能であり、定期的に洗浄又は交換といったメンテナンスが行われる。
【００１８】
供給装置３０は、各副供給ライン２４におけるフィルタ２６より上流側と下流側に設置された開閉弁２７及び圧力センサ２８を備える。上流側及び下流側の開閉弁２７が開状態では副供給ライン２４が開放されて活物質合剤Ｓが流通可能となり、上流側及び下流側の開閉弁２７のいずれか一方が閉状態では副供給ライン２４が閉鎖されて活物質合剤Ｓが流通不能となる。
【００１９】
供給装置３０は、混合ライン２５に第１端部２９ａが接続された複数本のヘッダ供給ライン２９を備える。また、供給装置３０はヘッダ３１を備え、このヘッダ３１には各ヘッダ供給ライン２９の第２端部２９ｂが接続されている。よって、ヘッダ３１は、混合ライン２５及びヘッダ供給ライン２９を介して５本の副供給ライン２４と接続されている。各副供給ライン２４から混合ライン２５に供給された活物質合剤Ｓは、各ヘッダ供給ライン２９を介してヘッダ３１に供給され、活物質合剤Ｓはヘッダ３１で集約されるとともに、ヘッダ３１で一旦貯留される。供給装置３０は、ヘッダ３１における長手方向両端部に圧力抜き４１を備え、圧力抜き４１は、ヘッダ３１内から圧力を抜くための装置である。
【００２０】
供給装置３０は、１本の主供給ライン３２を備え、この主供給ライン３２の第１端部３２ａはヘッダ３１に接続されるとともに、主供給ライン３２の第２端部３２ｂは塗工部１１に接続されている。供給装置３０は、主供給ライン３２に設置された流量制御弁３３を備え、この流量制御弁３３は、ヘッダ供給ライン２９の流路断面積を調節して、塗工部１１からの活物質合剤Ｓの塗布量を制御する。そして、ヘッダ３１から主供給ライン３２に供給された活物質合剤Ｓが塗工部１１に供給される。塗工部１１は、帯状金属箔Ｍの片面に対向配置され、塗工部１１は、搬送装置４０によって搬送される帯状金属箔Ｍに対し活物質合剤Ｓを塗布する。
【００２１】
次に、供給装置３０を含む塗工設備１０の作用を記載する。
まず、図１の○印に示すように、５本の副供給ライン２４において、開閉弁２７が全て開状態になっているとするとともに、主供給ライン３２の流量制御弁３３も開状態にある。なお、流量制御弁３３は、塗工部１１からの活物質合剤Ｓの塗布量が所望する量となるように開度が制御されている。
【００２２】
そして、供給部２０のタンク２１内の活物質合剤Ｓは、ポンプ２２によって圧送される。活物質合剤Ｓは、供給ライン２３から各副供給ライン２４に分岐され、混合ライン２５及びヘッダ供給ライン２９を介してヘッダ３１に供給される。ヘッダ３１では、活物質合剤Ｓが集約されるとともに、一旦貯留される。その後、活物質合剤Ｓは、ヘッダ３１から主供給ライン３２を介して塗工部１１に供給される。塗工部１１から吐出された活物質合剤Ｓは、搬送される帯状金属箔Ｍの片面に塗布される。
【００２３】
さて、塗工設備１０では、フィルタ２６の目詰まりを未然に防ぐため、フィルタ２６の定期的なメンテナンスとしての交換が行われる。図２に示すように、１本の副供給ライン２４に設置されたフィルタ２６の交換を行う場合、その交換を行うフィルタ２６の設置された副供給ライン２４を閉鎖する（×印）。まず、フィルタ２６より上流側の開閉弁２７を閉状態としつつ、下流側の開閉弁２７を開状態とし、上流側の圧力センサ２８及び下流側の圧力センサ２８によってフィルタ２６より上流側及び下流側の圧力を監視する。そして、上流側及び下流側の圧力センサ２８によって検出された圧力が、所定の圧力になったら、下流側の開閉弁２７を閉状態とする。その後、副供給ライン２４からフィルタ２６を取り出し、新しいフィルタ２６に交換する。フィルタ２６の交換後、開閉弁２７を開状態として、副供給ライン２４を開放する。
【００２４】
塗工設備１０においては、１本の副供給ライン２４が閉鎖され、フィルタ２６の交換が行われている最中であっても、○印の付いた他の４本の副供給ライン２４では活物質合剤Ｓが流通し、ヘッダ３１に活物質合剤Ｓが供給されている。フィルタ２６の交換のために１本の副供給ライン２４が開閉されると、その副供給ライン２４では圧力変動が生じる。しかし、この圧力変動は、副供給ライン２４、混合ライン２５及びヘッダ供給ライン２９を介してヘッダ３１に伝わるが、ヘッダ３１で吸収される。
【００２５】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）塗工設備１０が備える供給装置３０は、供給部２０に接続され、かつ互いに並列な複数本の副供給ライン２４と、それら副供給ライン２４が接続されたヘッダ３１と、ヘッダ３１と塗工部１１とを接続する１本の主供給ライン３２とを含む。そして、塗工工程において、複数本の副供給ライン２４のうち、いずれか１本の副供給ライン２４で圧力変動が発生しても、その圧力変動をヘッダ３１で吸収することができる。よって、主供給ライン３２から塗工部１１への活物質合剤Ｓの供給には圧力変動の影響がなくなる。したがって、圧力変動による塗布量の変動を抑制するために流量制御弁３３の開度を調節する必要もなく、塗工部１１からの活物質合剤Ｓの塗布量を一定とすることができる。
【００２６】
（２）各副供給ライン２４にはフィルタ２６が設置されており、フィルタ２６の目詰まりを未然に防ぐために、フィルタ２６の定期的なメンテナンスが行われる。フィルタ２６のメンテナンスの際には、そのメンテナンスを行う副供給ライン２４は閉鎖されるが、残りの４本の副供給ライン２４では活物質合剤Ｓが流通でき、塗工部１１による活物質合剤Ｓの塗布を継続できるため、電極の生産性が低下しない。
【００２７】
（３）供給装置３０は、副供給ライン２４を５本備える。このため、副供給ライン２４のうち１本が、フィルタ２６のメンテナンスのために閉鎖されても、４本の副供給ライン２４では活物質合剤Ｓが流通可能である。このため、例えば、副供給ライン２４が２本の場合と比べると、１本の副供給ライン２４が閉鎖されたときに流通できる活物質合剤Ｓの量を増やし、塗工部１１からの活物質合剤Ｓの塗布量が低下することを抑制できる。
【００２８】
（４）ダイ方式の塗工部１１は、吐出口から活物質合剤Ｓが吐出されるため、圧力変動の影響を受けやすいが、塗工部１１に繋がる供給装置３０を、５本の副供給ライン２４と、ヘッダ３１と、１本の主供給ライン３２と、を含む構成とすることで、塗工部１１に及ぶ圧力変動を抑え、塗工部１１からの活物質合剤Ｓの塗布量を一定に保つことができる。
【００２９】
（５）ヘッダ３１は、長手方向の両端に圧力抜き４１を備える。そして、ヘッダ３１内の圧力が高くなった場合には、圧力抜き４１によってヘッダ３１から圧力を抜くことができる。このため、ヘッダ３１内での異物凝集を抑制することができる。
【００３０】
（６）各副供給ライン２４にはフィルタ２６が設置され、５本の副供給ライン２４は並列に接続されている。このため、各副供給ライン２４のフィルタ２６によって活物質合剤Ｓから異物を除去することができ、異物の除去された活物質合剤Ｓを塗工部１１に供給することができる。よって、帯状金属箔Ｍに形成される活物質の層に異物が含まれることを抑止することができる。
【００３１】
（７）フィルタ２６のメンテナンスのために、１本の副供給ライン２４を閉鎖しても、残りの４本の副供給ライン２４を流通する活物質合剤Ｓの総量は、塗工部１１からの活物質合剤Ｓの塗布量を確保した量である。このため、１本の副供給ライン２４が閉鎖されても、電極の生産性が低下しない。
【００３２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  塗工部１１の塗工方式はダイ方式でなくてもよく、グラビアロール方式やリバースロール方式であってもよい。
【００３３】
○  副供給ライン２４の本数は、２本、３本、４本、又は６本以上でもよい。
○  実施形態では、フィルタ２６のメンテナンスのために副供給ライン２４を閉鎖及び開放したが、フィルタ２６のメンテナンス以外にも圧力センサ２８のメンテナンス（例えば、０点補正）のために副供給ライン２４を閉鎖及び開放してもよい。
【００３４】
○  ヘッダ３１の圧力抜き４１はなくてもよい。
○  活物質合剤Ｓが塗布される帯状集電体は、帯状金属箔Ｍではなくてもよく、活物質合剤Ｓが塗布できるものであれば、織物状や網状の帯状シートでもよい。
【００３５】
○  実施形態では、副供給ライン２４を１本だけ閉鎖し、残りの４本の副供給ライン２４で活物質合剤Ｓを流通させる形態に具体化したが、閉鎖する副供給ライン２４は２本であってもよい。要は、副供給ライン２４を閉鎖しても、残りの副供給ライン２４で塗工部１１からの塗布量を確保できれば、閉鎖する副供給ライン２４の本数は適宜変更してもよい。
【００３６】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記ヘッダは圧力抜きを備える塗工部への活物質合剤の供給装置。
【符号の説明】
【００３７】
Ｍ…帯状集電体としての帯状金属箔、Ｓ…活物質合剤、１１…塗工部、２０…供給部、２４…副供給ライン、２６…フィルタ、３０…供給装置、３１…ヘッダ、３２…主供給ライン。
【図１】
0006645079.tif 000002
【図２】
0006645079.tif 000003