电池制造用装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电池制造用装置(10)，在形成于正极或负极的集电体(1)上的正极或负极的活性物质层(2)上形成有机固体电解质层(7)，该电池制造用装置(10)具备：涂敷装置(13)，具有配设了将液状材料涂敷在活性物质层(2)上的多个喷嘴孔(22)的喷墨头(20)；箱(24)，具有被运入以及运出涂敷了液状材料后的被涂敷物(16)的涂敷后部分(23)的内部空间；紫外线照射单元(25)，在箱(24)的内部空间对被涂敷物(16)的涂敷后部分(23)中的液状材料照射紫外线；和非活性气体供给单元(27)，向箱(24)的内部空间供给非活性气体。

Device for battery manufacturing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池制造用装置
本专利技术涉及为了制造电池而用的装置，详细而言，涉及用于执行在形成于正极或负极的集电体上的正极或负极的活性物质层上形成有机固体电解质层的层叠工序的电池制造用装置。
技术介绍
众所周知，伴随着近年来的便携式电子设备类、它们的关联设备类的迅速普及，对于作为这些设备类的电源的电池，开发了各种技术，或者实现了实用化。而且，在这些电池中，作为能够充放电的二次电池，正在推进锂电池的开发，进而，实现了能够高安全性且小型轻量化的全固体锂电池的开发。该全固体锂电池基本上具备按照正极的集电体层、正极的活性物质层、固体电解质层、负极的活性物质层和负极的集电体层的顺序排列的层叠结构。因此，为了制造该全固体锂电池，需要用于执行在形成于正极或负极的集电体上的正极或负极的活性物质上形成固体电解质层的层叠工序的电池制造用装置。在开发该电池制造用装置时，必须考虑固体电解质层的种类，在该固体电解质层为有机固体电解质层的情况下，例如专利文献1中公开了在该情况下使用的电池制造用装置。详细而言，在该文献的图2以及图3中，图示了在由辊对辊沿横向输送的带状的集电体的单面或两面涂敷包含正极或负极的活性物质原料的浆料的涂机头(23)；和使该涂敷的浆料干燥的干燥机(24)。进而，在该文献的图5中，图示了在形成于集电体上的活性物质层上涂敷包含有机固体电解质原料(凝胶电解质层的原料)的凝胶溶解液的涂敷头(56)，并且在该文献的段落[0033]以及[0047]中，记载了使涂敷的凝胶熔融液在干燥炉内干燥而形成有机固体电解质层。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-250583号公报专利技术内容专利技术要解决的课题然而，由于包含有机固体电解质原料的液状材料未分散有包含无机固体电解质原料的液状材料那样的粒子，因此考虑到涂敷该液状材料的涂敷装置的粒子未分散，要求涂敷特性适当。此外，使所涂敷的液状材料固化的装置也考虑液状材料的特性而要求为适当的结构。然而，上述专利文献1所记载的涂敷头(56)、干燥炉没有采取任何研究，因此没有考虑到有效利用包含有机固体电解质原料的液状材料不包含粒子、或使所涂敷的液状材料高效地固化等方面。因此，有可能够导致液状材料的涂敷以及固化的性能的恶化、作业效率的恶化。从以上的观点出发，本专利技术的技术课题在于，提供一种在正极或负极的集电体上的正极或负极的活性物质层上形成有机固体电解质层时，能够高性能且高效地进行该液状材料的涂敷以及固化的电池制造用装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题而创造的本专利技术是构成为在具有正极或负极的集电体和形成于该集电体上的正极或负极的活性物质层的被涂敷物上形成固体电解质层的电池制造用装置，所述电池制造用装置的特征在于，将包含有机电解质原料的液状材料设为紫外线固化性的液状材料，具备：涂敷装置，具有配设了将所述液状材料涂敷在所述被涂敷物的活性物质层上的多个喷嘴的喷墨头；箱，具有被运入以及运出涂敷所述液状材料后的被涂敷物的涂敷后部分的内部空间；紫外线照射单元，在所述箱的内部空间对所述被涂敷物的涂敷后部分的液状材料照射紫外线；和非活性气体供给单元，向所述箱的内部空间供给非活性气体，在通过所述非活性气体供给单元使所述箱的内部空间的氧浓度降低的状态下，所述紫外线照射单元使所述液状材料固化，由此在所述活性物质层上形成有机固体电解质层。在此，若考虑电池(固体锂电池)的结构，则在所述正极的集电体上形成所述正极的活性物质层，在所述负极的集电体上形成所述负极的活性物质层不言自明的。根据这样的结构，将在正极(或负极)的集电体上形成正极(或负极)的活性物质层的层形成物作为被涂敷物，利用涂敷装置的喷墨头在该被涂敷物的活性物质层上涂敷包含有机电解质原料的液状材料。在该情况下，从喷墨头的多个喷嘴喷出液状材料，但在该液状材料中不包含含无机固体电解质原料的液状材料的情况那样的粒子。因此，来自多个喷嘴的该液状材料的喷出状态容易变得稳定，能够高性能地喷出该液状材料，因此有助于形成优质的有机固体电解质层。而且，涂敷在被涂敷物上的该液状材料在箱的内部空间通过紫外线照射单元进行固化，因此能够在短时间内结束该液状材料的固化作业，能够实现作业效率的提高进而实现生产率的提高。此外，由于能够在短时间内进行处理，因此能够实现固化的组件的小空间化。进而，箱的内部空间的氧浓度因非活性气体供给单元而降低，因此该液状材料难以受到氧引起的聚合阻碍，良好地进行该液状材料的紫外线固化。此外，由于通过紫外线照射单元使该液状材料固化，因此不存在热干燥时那样的由热导致的涂敷膜的大的液流动，能够形成均匀性良好的有机固体电解质层。在上述结构中，也可以构成为，具备检测所述箱的内部空间的氧浓度的浓度检测传感器，基于该浓度检测传感器的检测值来管理所述箱的内部空间的氧浓度。在此，所谓“管理氧浓度”包含基于浓度检测传感器的检测值对箱的内部空间的氧浓度进行反馈控制的情况、基于浓度检测传感器的检测值监视箱的内部空间的氧浓度，在存在异常时进行调整的情况等。这样，箱的内部空间的氧浓度不会脱离优选的范围，因此能够始终良好地维持对液状材料的紫外线固化。在该情况下，作为紫外线照射单元，有金属卤化物灯等，但在以上的结构中，优选使用了LED的紫外线照射组件。这样，能够实现紫外线照射单元的紧凑化，因此能够使紫外线照射单元与喷墨头接近配置，能够实现液状材料的从涂敷到固化为止的时间缩短，进一步提高生产率。此外，也有助于省电化。进而，使用了LED的紫外线照射组件与其他紫外线照射单元比较发热较少，因此在采用上述辊对辊方式的情况下、在长条膜为树脂制等的膜的情况下，能够有效地应对该膜由于热而伸长等低的耐热特性。在以上的结构中，也可以构成为，从将在为长条膜上形成有所述集电体的具有挠性的长条基材卷绕成卷状的基材卷，在将该长条基材开卷并沿横向输送的途中，在该长条基材的集电体上形成活性物质层，由此制作所述被涂敷物，提高所述涂敷装置在所述被涂敷物的所述活性物质层上涂敷所述液状材料，通过将涂敷了该液状材料后的被涂敷物的涂敷后部分相对于所述箱的内部空间运入以及运出，从而在所述活性物质层上形成有机固体电解质层，也可以将在所述长条膜上形成有具有所述集电体、所述活性物质层和所述有机固体电解质层的层叠部的层叠部形成物卷取成卷状。在此，在长条基材的集电体上形成活性物质层时，与在活性物质层上形成有机固体电解质层的情况同样地，也可以采用使用所述涂敷装置将其相对于所述箱的内部空间运入以及运出的结构。此外，作为层叠部形成物，可以在有机固体电解质层上形成正极或负极中的另一个活性物质层，进而，也可以在该活性物质层上形成正极或负极中的另一个集电体。此外，在层叠部形成物中，以防止正极与负极间的短路为目的，在所述活性物质层上形成由无机系材料等构成的隔板，在所述活性物质层上隔着该隔板形成所述有机固体电解质层。另外，上述的“横向”输送的情况不限于沿水平方向输送的情况，还包含相对于水平方向以例如10°以内的角度下降倾斜或上升倾斜地输送的情况(以下，同样)。这样，通过辊对辊，能够一边将长条基材连续地沿横向输送，一边依次层叠所需的层，因此生产率进一步提高。在该情况下，也可以构成为，将在长条膜上形成有所述集电体和所述活性物质层的具有挠性的长条基材作为所述被涂敷物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池制造用装置，构成为在具有正极或负极的集电体和形成于该集电体上的正极或负极的活性物质层的被涂敷物上形成固体电解质层，所述电池制造用装置的特征在于，将包含有机电解质原料的液状材料设为紫外线固化性的液状材料，所述电池制造用装置构成为具备：涂敷装置，具有配设了将所述液状材料涂敷在所述被涂敷物的活性物质层上的多个喷嘴的喷墨头；箱，具有被运入以及运出涂敷了所述液状材料后的被涂敷物的涂敷后部分的内部空间；紫外线照射单元，在所述箱的内部空间对所述被涂敷物的涂敷后部分的液状材料照射紫外线；和非活性气体供给单元，向所述箱的内部空间供给非活性气体，在通过所述非活性气体供给单元使所述箱的内部空间的氧浓度降低的状态下，所述紫外线照射单元使所述液状材料固化，由此在所述活性物质层上形成有机固体电解质层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.22 JP 2017-0559521.一种电池制造用装置，构成为在具有正极或负极的集电体和形成于该集电体上的正极或负极的活性物质层的被涂敷物上形成固体电解质层，所述电池制造用装置的特征在于，将包含有机电解质原料的液状材料设为紫外线固化性的液状材料，所述电池制造用装置构成为具备：涂敷装置，具有配设了将所述液状材料涂敷在所述被涂敷物的活性物质层上的多个喷嘴的喷墨头；箱，具有被运入以及运出涂敷了所述液状材料后的被涂敷物的涂敷后部分的内部空间；紫外线照射单元，在所述箱的内部空间对所述被涂敷物的涂敷后部分的液状材料照射紫外线；和非活性气体供给单元，向所述箱的内部空间供给非活性气体，在通过所述非活性气体供给单元使所述箱的内部空间的氧浓度降低的状态下，所述紫外线照射单元使所述液状材料固化，由此在所述活性物质层上形成有机固体电解质层。2.根据权利要求1所述的电池制造用装置，其特征在于，所述电池制造用装置构成为具备检测所述箱的内部空间的氧浓度的浓度检测传感器，基于该浓度检测传感器的检测值来管理所述箱的内部空间的氧浓度。3.根据权利要求1或2所述的电池制造用装置，其特征在于，所述紫外线照射单元是利用了LED的紫外线照射组件。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池制造用装置，其特征在于，所述电池制造用装置构成为，从将在长条膜上形成有所述集电体的具有挠性的长条基材卷绕成卷状的基材卷使该长条基材开卷并沿横向输送的途中，在该长条基材的集电体上形成活性物质层，由此制作所述被涂敷物，并且通过所述涂敷装置在所述被涂敷物的所述活性物质层上涂敷所述液状材料，将涂敷该液状材料后的被涂敷物的涂敷后部分相对于所述箱的内部空间运入以及运出，由此在所述活性物质层上形成有机固体电解质层，将在所述长条膜上形成有具有所述集电体、所述活性物质层和所述有机固体电解质层的层叠部的层叠部形成物卷取成卷状。5.根据权利要求1～3中任一项所述的电池制造用装置，其特征在于，所述电池制造用装置构成为，将在长条膜上形成有所述集电体和所述活性物质层的具有挠性的长条基材作为所述被涂敷物，从将...

【专利技术属性】
技术研发人员：细川知子，池上岳宏，增成诚治，吉冈正博，村上美德，中谷英之，马场守，
申请(专利权)人：株式会社石井表记，
类型：发明
国别省市：日本,JP