(57)【要約】【課題】電極に付着した異物を除去すること。【解決手段】洗浄装置２１は、プーリ状の複数のガイドローラ２２，２３、送りローラ２４、受けローラ２５、及び、搬送ベルト３１を備えている。搬送ベルト３１は、各ガイドローラ２２，２３に掛けられるとともに、送りローラ２４及び受けローラ２５に巻回されている。搬送ベルト３１は、試料を保持する。搬送ベルト３１は、送りローラ２４と受けローラ２５が回転することで移動し、洗浄液が貯留された洗浄槽４２を通過する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液が貯留される洗浄槽と、
電極を保持可能であり、前記洗浄槽内を通過する長尺状の搬送ベルトと、
前記搬送ベルトが巻回される送りローラと、
前記搬送ベルトが巻回される受けローラと、
前記送りローラと前記受けローラとを回転させる駆動部と、を備える洗浄装置。
【請求項２】
前記搬送ベルトは、長手方向に沿って延び、互いに対向する第１対向部及び第２対向部と、前記第１対向部と前記第２対向部とを繋ぐ底部と、を有し、
前記第１対向部、前記第２対向部、及び、前記底部によって囲まれた領域に前記電極の収容部を有する請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄槽内に、前記搬送ベルトを音圧によって保持する保持装置を備える請求項１又は請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄槽は、
並んで設けられる複数の槽と、
隣り合う前記槽同士を連通するとともに、前記搬送ベルトが通過する連通孔と、を有する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄槽内において、前記搬送ベルトは前記電極を起立した状態に保持する請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記送りローラ及び前記受けローラの少なくとも一方は、網目状部材である請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を洗浄する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載される二次電池などの電極は、金属箔の両面の少なくとも一方に活物質層を備える。二次電池の製造工程の中には、製造された電極の検査工程が含まれる。電極の検査工程では、活物質層の密度の検査や、導電材や活物質などが活物質層に均一に分散しているかが検査される。電極の検査は、電極を分析装置によって分析することで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５０１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電極には、電極を製造する工程で異物が付着するおそれがある。この異物は、例えば、電極を製造する装置の摺動部で発生した摩耗粉などである。電極に異物が付着したまま分析装置による分析が行われると、異物によって分析の精度が低下するおそれがある。このため、電極の分析を行う前に電極に付着した異物を除去することが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、電極に付着した異物を除去することができる洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する洗浄装置は、洗浄液が貯留される洗浄槽と、電極を保持可能であり、前記洗浄槽内を通過する長尺状の搬送ベルトと、前記搬送ベルトが巻回される送りローラと、前記搬送ベルトが巻回される受けローラと、前記送りローラと前記受けローラとを回転させる駆動部と、を備える。
【０００７】
これによれば、送りローラと受けローラが回転することで、搬送ベルトは長手方向に沿って移動する。搬送ベルトが移動し、洗浄槽内を通過すると、搬送ベルトに保持された電極は洗浄槽内の洗浄液によって洗浄される。このため、電極に付着した異物を除去することができる。そして、送りローラと受けローラの回転と一体となって搬送ベルトも回転し、搬送ベルトが送り出される結果、搬送ベルトが移動する。よって、搬送ベルトが送りローラと受けローラの外周面に摺動しにくく、摩耗による異物が生じにくい。したがって、洗浄装置で生じた異物が電極に付着することが抑止される。
【０００８】
上記洗浄装置について、前記搬送ベルトは、長手方向に沿って延び、互いに対向する第１対向部及び第２対向部と、前記第１対向部と前記第２対向部とを繋ぐ底部と、を有し、前記第１対向部、前記第２対向部、及び、前記底部によって囲まれた領域に前記電極の収容部を有してもよい。
【０００９】
これによれば、収容部に電極を収容することで搬送ベルトに電極を保持させることができる。
上記洗浄装置について、前記洗浄槽内に、前記搬送ベルトを音圧によって保持する保持装置を備えてもよい。
【００１０】
これによれば、洗浄槽内において、保持装置により搬送ベルトが撓むことを非接触で抑止することができる。
上記洗浄装置について、前記洗浄槽は、並んで設けられる複数の槽と、隣り合う前記槽同士を連通するとともに、前記搬送ベルトが通過する連通孔と、を有してもよい。
【００１１】
これによれば、搬送ベルトが洗浄槽内を通過するときには、搬送ベルトに保持された電極が連通孔を通過して複数の槽を順番に通過していく。この際、搬送ベルトに保持された電極が最初に通過する槽の洗浄液が最も汚れやすく、搬送ベルトに保持された電極が後に通過する槽の洗浄液ほど汚れにくい。このため、搬送ベルトに保持された電極が最初に通過する槽とは異なる槽の洗浄液を入れ替える頻度が少なくなる。
【００１２】
上記洗浄装置について、前記洗浄槽内において、前記搬送ベルトは前記電極を起立した状態に保持してもよい。
これによれば、洗浄槽内で電極から除去された異物が電極に再付着することを抑止することができる。
【００１３】
上記洗浄装置について、前記送りローラ及び前記受けローラの少なくとも一方は、網目状部材であってもよい。
これによれば、送りローラ及び受けローラが網目状部材とは異なる部材の場合に比べて、搬送ベルトとの接触面積が少なくなる。このため、搬送ベルトの摩耗を抑止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極に付着した異物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電極の斜視図。
【図２】（ａ）は洗浄装置の概略平面図、（ｂ）は搬送ベルトを示す（ａ）の２ｂ−２ｂ線断面図。
【図３】送りローラ、受けローラ、及び洗浄槽を拡大して示す斜視図。
【図４】送りローラ、受けローラ、及び洗浄槽を拡大して示す断面図。
【図５】変形例の送りローラ、及び、受けローラを示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、洗浄装置の一実施形態について説明する。
二次電池は、図示しないが、外観が角型をなす角型電池であり、リチウムイオン電池である。二次電池は、ケース内に電極組立体を備える。電極組立体は、複数の正極の電極と、複数の負極の電極とが、両者の間をセパレータで絶縁した状態で交互に積層されて構成されている。
【００１７】
図１に示すように、正極及び負極の電極１１は、それぞれ集電体である矩形状の金属箔１２（正極はアルミニウム箔、負極は銅箔）の両面に活物質層１３を備える。電極１１を製造するときには、長尺状の帯状金属箔の両面に活物質合剤を塗布した後、活物質合剤を乾燥させることで帯状金属箔の両面に活物質層１３が形成される。なお、活物質合剤としては、活物質、導電剤、バインダ、及び溶媒を混練したものが用いられる。更に、活物質層１３を加圧することで、活物質層１３の密度を向上させて電極材料を得る。そして、電極材料を所定の形状に打ち抜くことで電極１１が製造される。電極１１を製造した後には、電極１１の検査が行われる。電極１１の検査は、電極１１の一部を試料１４として切り取り、この試料１４を分析装置によって分析することで行われる。試料１４に異物が付着したまま分析が行われると、正しい分析が行われないおそれがあるため、試料１４の分析を行う前には試料１４を洗浄する。以下、試料１４を洗浄する洗浄装置について説明する。なお、以下の説明において上方は鉛直方向上方であり、下方は鉛直方向下方である。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、洗浄装置２１は、プーリ状の複数のガイドローラ２２，２３、送りローラ２４、受けローラ２５、及び、長尺状の搬送ベルト３１を備えている。搬送ベルト３１は、各ガイドローラ２２，２３、送りローラ２４、及び、受けローラ２５に掛け渡された無端状である。複数のガイドローラ２２，２３のうち、一つのガイドローラ２２には、ガイドローラ２２の位置を変更することで、搬送ベルト３１の張力を調整するテンション機構２６が設けられている。また、複数のガイドローラ２２，２３のうち、テンション機構２６が設けられているガイドローラ２２とは異なるガイドローラ２３は、位置変更不能である。
【００１９】
図２（ａ）及び図３に示すように、本実施形態の送りローラ２４と受けローラ２５は同一形状であり、ともに円柱状である。送りローラ２４と受けローラ２５は、軸線が鉛直方向に対し傾いた状態で並んで配置されている。送りローラ２４と受けローラ２５は、それらの下端から上端に向かうにつれて互いの離間距離が長くなるように配置されている。送りローラ２４と、受けローラ２５のそれぞれは、駆動部としてのモータ２７によって駆動される。各モータ２７は、図示しない制御装置によって制御される。
【００２０】
図３及び図４に示すように、送りローラ２４、及び、受けローラ２５の下部側は、洗浄液４１が貯留された洗浄槽４２に浸漬されている。洗浄槽４２は、横方向に複数の槽に区切られており、本実施形態では４つの槽４３〜４６に区切られている。４つの槽４３〜４６を第１槽４３〜第４槽４６とすると、第１槽４３と第４槽４６が両端に位置し、第１槽４３には第２槽４４が隣り合い、第４槽４６には第３槽４５が隣り合う。隣り合う槽４３〜４６同士は、連通孔４７によって連通するとともに、連通孔４７の内周には、シール部材４８が設けられている。なお、各槽４３〜４６は、上方に開口している。
【００２１】
送りローラ２４は、上端側を除く部分が第１槽４３に浸漬されている。受けローラ２５は、上端側を除く部分が第４槽４６に浸漬されている。
図２（ｂ）に示すように、搬送ベルト３１は、短手方向の中央部分で折り曲げられた２つ折り状である。搬送ベルト３１は、折り曲げられることで互いに対向する第１対向部３２と第２対向部３３とを有し、それら第１対向部３２と第２対向部３３は搬送ベルト３１の長手方向に延びている。折り筋に沿う部分は、第１対向部３２と第２対向部３３とを繋ぐ底部３４として機能し、第１対向部３２、第２対向部３３及び底部３４に囲まれた領域が試料１４が収容される収容部３５となる。また、搬送ベルト３１は、第１対向部３２と第２対向部３３との間に、収容部３５に開口する開口部３６を有している。搬送ベルト３１は、開口部３６が上方を向くように設けられている。収容部３５に試料１４を収容したときには、第１対向部３２及び第２対向部３３によって試料１４の姿勢が維持されるため、試料１４は重力方向に起立した状態で保持される。
【００２２】
搬送ベルト３１は、送りローラ２４の上端から下端に向けて巻回されるとともに、連通孔４７を通って受けローラ２５の下端から上端に向けて巻回されている。
図２（ａ）に示すように、第２槽４４及び第３槽４５には、搬送ベルト３１に向けて音波を照射することで搬送ベルト３１を音圧によって保持する保持装置６１が設けられている。各保持装置６１は、搬送ベルト３１を第１対向部３２の外側と第２対向部３３の外側から挟んで配置された一対の音波照射装置６２を備えている。各音波照射装置６２は、振動板６４と、振動を発生させる２つの振動子６３と、各振動子６３で発生された振動を増幅させつつ、振動板６４へ伝達する２つのホーン６５と、を有する。各振動子６３が発振されることで、振動板６４から搬送ベルト３１に向けて音波が照射される。
【００２３】
次に、本実施形態の洗浄装置２１の作用について説明する。
試料１４の洗浄を行う際には、まず、試料１４を搬送ベルト３１の開口部３６から収容部３５に収容する。試料１４は、第１対向部３２と第２対向部３３よって挟まれるとともに、底部３４によって支持されることで搬送ベルト３１に保持される。試料１４を搬送ベルト３１に保持させるときには、テンション機構２６によってガイドローラ２２を移動させて搬送ベルト３１を若干撓ませておく。
【００２４】
試料１４を搬送ベルト３１に保持させた後には、テンション機構２６によって搬送ベルト３１の張力を増加させる。そして、送りローラ２４、及び、受けローラ２５をモータ２７で回転させると、搬送ベルト３１も送りローラ２４及び受けローラ２５と一体となって回転し、搬送ベルト３１が送り出される結果、搬送ベルト３１が環状に移動していく。
【００２５】
本実施形態において、送りローラ２４及び受けローラ２５の回転方向は、搬送ベルト３１を第１槽４３から第４槽４６に向けて移動させる方向である。そして、搬送ベルト３１が、第１槽４３から第４槽４６に向けて順番に各槽４３〜４６を通過していくことで、搬送ベルト３１に保持された試料１４は各槽４３〜４６の洗浄液４１によって洗浄されていき、試料１４から異物が除去されていく。
【００２６】
試料１４から除去された異物の一部は、収容部３５の底に溜まる。試料１４は、起立した状態（試料１４の面に沿う方向が重力方向となる姿勢）で搬送されているため、試料１４が水平な状態（倒れた状態）で搬送されている場合に比べて試料１４に異物が再付着しにくい。
【００２７】
試料１４は、最初に第１槽４３を通過するため、第１槽４３の洗浄液４１が最も汚れやすい。一方で、第２槽４４、第３槽４５と順番に各槽４３〜４６を通過していくうちに、試料１４は洗浄されていくため、搬送ベルト３１が後に通過する槽の洗浄液４１ほど汚れにくい。
【００２８】
したがって、搬送ベルト３１に保持された試料１４が各槽４３〜４６を通過していくにしたがい、試料１４は汚れが少ない洗浄液４１によって段階的に洗浄されていく。そして、第１槽４３〜第４槽４６を通過した試料１４は、洗浄液４１によって洗浄され、異物が除去されている。この試料１４を乾燥させた後、乾燥させた試料１４を用いて分析装置で分析を行うことで、分析の精度が向上する。
【００２９】
第２槽４４及び第３槽４５内では、振動板６４から搬送ベルト３１に向けて音波が照射され、この音波による音圧によって搬送ベルト３１は保持され、撓みにくくなっている。また、振動板６４から照射される音波によって試料１４は超音波洗浄される。
【００３０】
したがって、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）送りローラ２４と受けローラ２５に搬送ベルト３１を巻回して、送りローラ２４と受けローラ２５を回転させることで搬送ベルト３１を移動させている。搬送ベルト３１は、洗浄槽４２内を通過し、洗浄槽４２を通過することで搬送ベルト３１に保持された試料１４が洗浄される。これにより、試料１４に付着した異物が除去される。また、送りローラ２４と受けローラ２５によって搬送ベルト３１を移動させるときには、送りローラ２４及び受けローラ２５と搬送ベルト３１が一体となって回転するため、送りローラ２４と受けローラ２５の外周面と搬送ベルト３１とが摺動しにくい。このため、送りローラ２４及び受けローラ２５や、搬送ベルト３１が摩耗することが抑止され、摩耗によって生じた異物が試料１４に付着することが抑止される。
【００３１】
（２）搬送ベルト３１は、２つ折りされることで互いに対向する第１対向部３２及び第２対向部３３を有しており、第１対向部３２、第２対向部３３及び底部３４に囲まれる領域が試料１４が収容される収容部３５となる。試料１４を収容部３５に収容することで、試料１４を搬送ベルト３１から脱落させずに保持させることができる。
【００３２】
（３）第２槽４４、及び、第３槽４５には、保持装置６１が設けられている。保持装置６１は、第２槽４４及び第３槽４５を通過する搬送ベルト３１に対して音波を照射することで、音圧によって非接触で搬送ベルト３１を保持することができ、搬送ベルト３１の摩耗を抑止しつつ、洗浄槽４２内での搬送ベルト３１の撓みを抑止することができる。
【００３３】
（４）洗浄槽４２は、第１槽４３〜第４槽４６を有しており、各槽４３〜４６には順番に搬送ベルト３１が通過していく。搬送ベルト３１に保持された試料１４が最初に通過する第１槽４３は最も汚れやすく、搬送ベルト３１が通過するのが後の槽ほど洗浄液４１が汚れにくくなる。このため、搬送ベルト３１に保持された試料１４は、洗浄槽４２を通過していくほど汚れの少ない洗浄液４１によって洗浄されるため、試料１４が洗浄されやすい。また、汚れた洗浄液４１は新たな洗浄液４１に入れ替える必要があるが、第１槽４３が最も汚れやすく、他の槽は第１槽４３に比べて汚れにくいため、第２槽４４〜第４槽４６の洗浄液４１を入れ替える頻度が少なくなる。
【００３４】
（５）洗浄槽４２内において、試料１４は起立した状態で搬送されている。このため、洗浄槽４２内で除去され、落下する異物が試料１４に再付着しにくい。
（６）送りローラ２４と受けローラ２５を用いて搬送ベルト３１を移動させることで、搬送ベルト３１を上下に移動させることができ、上方に開口した洗浄槽４２に搬送ベルト３１を出入りさせることができる。仮に、搬送ベルト３１を上下に移動させることができない場合には、搬送ベルト３１を洗浄槽４２の側方から出入りさせることになる。この場合、洗浄液４１が漏れ出すおそれがある。本実施形態のように、搬送ベルト３１を上下に移動させることで、洗浄液４１が洗浄槽４２から漏れ出すことが抑止されている。
【００３５】
なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○図５に示すように、送りローラ２４及び受けローラ２５は、網目状部材を柱状にして構成されていてもよい。この場合、送りローラ２４及び受けローラ２５の外周面と搬送ベルト３１との接触面積が小さくなる。したがって、送りローラ２４及び受けローラ２５と搬送ベルト３１の摩耗が抑止される。なお、送りローラ２４及び受けローラ２５の一方が網目状部材であってもよい。
【００３６】
○送りローラ２４と受けローラ２５の形状は、異なっていてもよい。
○保持装置６１は設けられていなくてもよい。また、保持装置６１として、音圧以外で搬送ベルト３１を保持する装置を用いてもよい。
【００３７】
○洗浄槽４２の槽の数は変更してもよい。例えば、３つの槽を有していてもよいし、５つ以上の槽を有していてもよい。
○洗浄槽４２は、単一の槽で構成されていてもよい。
【００３８】
○搬送ベルト３１は、試料１４を保持することができればどのような形状であってもよい。
○搬送ベルト３１に洗浄液４１や、異物を収容部３５から排出するための貫通孔を設けてもよい。搬送ベルト３１の貫通孔率は、洗浄液４１の到達具合（貫通孔を通って収容部３５に流入する洗浄液４１の流量や流速）や、超音波振動の減衰限界、剥離した異物の放出効果の限界、及び、洗浄する際に張力を加えたときに必要な強度などから定められる。例えば、搬送ベルト３１の貫通孔率は、５０％〜９７％に設定される。
【００３９】
○搬送ベルト３１は、試料１４を水平に保持してもよい。
○電極１１は、リチウムイオン二次電池以外の蓄電装置に用いられる電極であってもよい。例えば、キャパシタや、ニッケル水素二次電池に用いられる電極であってもよい。
【００４０】
○送りローラ２４と受けローラ２５の形状は異なっていてもよい。
○送りローラ２４と受けローラ２５は、回転することで搬送ベルト３１を移動させることができれば、円柱状以外の柱状でもよい。
【００４１】
○洗浄槽４２で試料１４の洗浄が行われる前に、シャワーなどによって試料１４を予め洗浄してもよい。
○実施形態において、搬送ベルト３１の撓みなどを抑止するために、搬送ベルト３１をスプリングで押さえる押さえガイドや、押さえローラを設けてもよい。
【００４２】
○送りローラ２４及び受けローラ２５に巻回される搬送ベルト３１は、送りローラ２４と受けローラ２５と接触する面が同一面であってもよいし、送りローラ２４と受けローラ２５に接触する面が異なる面であってもよい。
【００４３】
○電極の一部を切り取った試料１４を洗浄したが、１枚の電極１１を洗浄してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
２１…洗浄装置、２４…送りローラ、２５…受けローラ、３１…搬送ベルト、３２…第１対向部、３３…第２対向部、３４…底部、３５…収容部、４１…洗浄液、４２…洗浄槽、４３〜４６…槽、４７…連通孔、６１…保持装置。
【図１】
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【図２】
2017033843.tif 000004
【図３】
2017033843.tif 000005
【図４】
2017033843.tif 000006
【図５】
2017033843.tif 000007