特許 7745592 電極シート製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-09-18

(45)【発行日】2025-09-29

(54)【発明の名称】電極シート製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/139 20100101AFI20250919BHJP

   B30B 3/00 20060101ALI20250919BHJP

   H01M 4/04 20060101ALI20250919BHJP

   H01G 11/86 20130101ALI20250919BHJP

   B30B 15/14 20060101ALI20250919BHJP

【ＦＩ】

H01M4/139

B30B3/00 B

H01M4/04 A

H01G11/86

B30B15/14 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023095376

(22)【出願日】2023-06-09

(65)【公開番号】P2024176652

(43)【公開日】2024-12-19

【審査請求日】2024-07-05

(73)【特許権者】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(74)【代理人】

【識別番号】100218084

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊光

(72)【発明者】

【氏名】丸尾 哲正

(72)【発明者】

【氏名】山崎 俊

(72)【発明者】

【氏名】廣畑 翔太

【審査官】山本 佳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９１６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９２４４３５６（ＣＮ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２２－００９８４９２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ４／００ － ４／６２

Ｂ３０Ｂ ３／００

Ｈ０１Ｇ １１／００ － １１／８６

Ｂ３０Ｂ １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極シートに形成された電極活物質層をプレスするための一対のロールと、
前記一対のロールのプレス圧を調整するプレス圧調整機構と、
前記一対のロールのうち少なくとも一方のロールの表面温度を検出する温度センサと、
制御装置と、を備え、
前記プレス圧調整機構は、前記ロールを湾曲させるベンド装置を含み、
前記制御装置は、前記温度センサで検知された前記ロールの表面温度に基づいてプレス圧を調整するように構成され、前記温度センサによって検出された温度に基づいて、前記ベンド装置が前記ロールを湾曲させるベンド圧力を調整する、
電極シート製造装置。

【請求項2】

前記ロールに冷媒を供給する冷媒供給装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記温度センサによって検出される温度に基づいて、前記冷媒供給装置から供給される冷媒の量を調整する、
請求項１に記載の電極シート製造装置。

【請求項3】

前記プレス圧調整機構は、前記一対のロールの一方を他方に対して昇降させる昇降装置を含み、
前記制御装置は、前記温度センサによって検出される温度に基づいて前記昇降装置を制御し、プレス圧を調整する、
請求項１に記載の電極シート製造装置。

【請求項4】

前記制御装置には、前記温度センサによって検出される温度と前記電極シートの厚みとの間の相関データが予め記録されており、
前記制御装置は、前記相関データに基づいて前記プレス圧調整機構を制御する、
請求項１に記載の電極シート製造装置。

【請求項5】

前記温度センサは、非接触式温度センサである、
請求項１に記載の電極シート製造装置。

【請求項6】

他の温度センサをさらに備え、
前記温度センサおよび前記他の温度センサのうちの一方は、前記ロールの端部の温度を検出し、
前記温度センサおよび前記他の温度センサのうちの他方は、前記ロールの中央部の温度を検出する、
請求項１に記載の電極シート製造装置。

【請求項7】

前記プレス圧調整機構は、前記ロールを湾曲させるベンド装置を含み、
前記制御装置には、前記温度センサまたは前記他の温度センサによって検出される温度と前記電極シートの厚みとの間の相関データが予め記録されており、
前記制御装置は、前記相関データに基づいて、前記ベンド装置が前記ロールを湾曲させるベンド圧力を調整する、
請求項６に記載の電極シート製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電デバイスの電極シート製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、二次電池用電極の金属製ウェブを上下のプレスロールの間を連続的に通過させてプレスするプレスロール装置が開示されている。特許文献１に記載のプレスロール装置は、ウェブの厚みを連続的に測定するインライン膜厚計を備え、ウェブの厚さが所定量減少したことが確認される毎にベンド圧力を所定量ずつ増加させるように構成されている。ベンド圧力は、プレス圧力とは逆方向に掛ける圧力であり、ベンド圧力を増加させることにより、上下のプレスロール間のギャップが広がる。特許文献１によれば、ベンド圧力を増加させることにより、プレスロールの熱膨張変形によって上下のプレスロール間のギャップが次第に狭くなりウェブの厚さが次第に薄くなることを抑制できる、とされている。

【0003】

特許文献１に開示されたプレスロール装置は、プレスロールでプレスする前にウェブを加熱する余熱ロールを備えている。特許文献１によれば、プレスが進行するにつれて、プレスロールの軸受け部において熱が発生し、その熱がプレスロールの両端部領域に伝わる。特許文献１によれば、ウェブが予熱ロールで加温されているため、上下プレスロールの両端部領域だけが局所的に熱膨張変形することが補正される。これにより、上下プレスロール間のギャップおよびプレス圧をウェブの幅方向に関してほぼ均一に保つことができ、その結果、ウェブの幅方向の厚みばらつきをなくすことができる、とされている。

【0004】

例えば特許文献２には、圧縮加工された材料の厚みを幅方向の複数箇所で計測する厚み計を備えたロールプレス設備が開示されている。特許文献２によれば、幅方向の複数箇所で計測された材料の厚みに基づいてプレスシリンダ位置およびベンドシリンダ圧力を調整することにより、幅方向のいずれの位置でも材料の厚みを目標範囲内に保持することができる、とされている。

【0005】

特許文献３には、ロールの温度変化による変形とロールへの荷重による変形に分けてロールの変形量を計測する計測センサを備えたロールプレス設備が開示されている。特許文献３によれば、ロールの形状変化を正確に把握することが可能となり、ロールのより高精度な管理が可能となる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００６－１７９４０１号公報

【文献】特開２０１３－１１１６４７号公報

【文献】特開２０１４－１７３９９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１～３には、ロールの軸受け部で発生した熱によりロールが熱膨張変形し、シート状材料の厚みが変化する課題が記載されている。かかる課題に対して、特許文献１および２に記載の装置では、プレス後のシート状材料の厚みの計測に基づいてプレス条件を調整することにより、シート状材料の厚みを目標の厚みに制御しようとしている。また、特許文献３に記載の装置では、シート状材料をプレスするロールの寸法を管理することにより、シート状材料の厚みを目標の厚みとしようとしている。

【0008】

本願発明者は、電極活物質層が形成された電極シートをプレスする場合、電極シートの厚みがプレス直後とは変わることがあることを見出した。そのため、電極シートの厚みの計測に基づいてプレス条件を調整したのでは、電極シートの厚みをうまく制御できない場合があり得る。

【0009】

ここでは、電極シートをプレスする一対のロールを備えた電極シートの製造装置であって、電極シートの厚みを制御できる電極シートの製造装置を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

ここに開示される電極シート製造装置は、電極シートに形成された電極活物質層をプレスするための一対のロールと、前記一対のロールのプレス圧を調整するプレス圧調整機構と、前記一対のロールのうち少なくとも一方のロールの表面温度を検出する温度センサと、制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記温度センサで検知された前記ロールの表面温度に基づいてプレス圧を調整するように構成されている。

【0011】

上記電極シート製造装置によれば、ロールの表面温度を検出し、検出された温度に基づいてロールのプレス圧を調整することにより、電極シートの厚みを制御できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】電極シート製造装置の模式図である。

【図2】ロールプレス機の模式的な側面図である。

【図3】プレス装置の模式的な正面図である。

【図4】ベンド圧力およびシリンダプレス圧の制御による電極シートの厚み制御のプロセスを示すフローチャートである。

【図5】プレスロールの温度の変化量と電極シートの厚みの変化量との間の相関データの一例である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、蓄電デバイスの電極シートの製造装置の一実施形態を説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、各図は、模式図であり、必ずしも実際の実施品が忠実に反映されたものではない。

【0014】

［電極シート製造装置の構成］
図１は、一実施形態に係る電極シート製造装置１０の模式図である。電極シート製造装置１０は、ここでは、リチウムイオン二次電池の電極シート１（図２参照）を製造するものである。ただし、電極シート１は、リチウムイオン二次電池の電極シート１には限定されず、公知の各種蓄電デバイスの電極シートであってもよい。蓄電デバイスとは、電気エネルギーを取り出し可能なデバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する。

【0015】

電極シート１は、帯状の電極箔２と、電極箔２に形成された電極活物質層３と、を備えている。電極シート１は、予め定められた幅および厚さの帯状の電極箔２の表面に、電極活物質を含む電極活物質層３が形成された部材である。リチウムイオン二次電池では、電極シート１が正極シートの場合、電極箔２は、例えば、アルミニウム箔である。電極活物質（正極活物質）は、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。電極シート１が負極シートの場合、電極箔２は、例えば、銅箔である。電極活物質（負極活物質）は、天然黒鉛のように、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時に吸蔵したリチウムイオンを放電時に放出しうる材料である。正極活物質および負極活物質は、上記した材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。

【0016】

図１に示すように、電極シート製造装置１０は、計量装置２０と、混錬装置３０と、塗工装置４０と、乾燥装置５０と、ロールプレス機６０と、を備えている。

【0017】

計量装置２０は、電極活物質層３の原料を計量する。計量された電極活物質層３の原料は混合され、混錬装置３０により混錬される。混錬によってスラリー状にされた電極活物質層３の原料は、塗工装置４０により、電極箔２に塗工される。乾燥装置５０は、塗工したスラリー状の電極活物質層３の原料を乾燥させる。ロールプレス機６０は、電極シート１をプレスし、電極活物質層３の厚さを所定の範囲内の厚さに調整する。

【0018】

図２は、ロールプレス機６０の模式的な側面図である。図２に示すように、本実施形態に係るロールプレス機６０は、巻出装置６０Ａと、プレス装置６０Ｂと、巻取装置６０Ｃと、を備えている。電極活物質層３が乾燥された後の電極シート１は、ロールで巻出装置６０Ａに供給される。巻取装置６０Ｃは、巻出装置６０Ａから繰り出され、プレス装置６０Ｂによってプレスされた電極シート１を巻き取る。ロールプレス機６０は、巻出装置６０Ａ、プレス装置６０Ｂ、および巻取装置６０Ｃの動作を制御する制御装置１００を備えている。

【0019】

図３は、プレス装置６０Ｂの模式的な正面図である。図３に示すように、プレス装置６０Ｂは、電極シート１に形成された電極活物質層３をプレスするための一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄと、一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄのプレス圧を調整するプレス圧調整機構７０と、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄに冷媒を供給する冷媒供給装置８０と、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの表面温度を検出する複数の温度センサ９１～９６と、を備えている。

【0020】

一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄは、電極シート１の厚さ方向（ここでは上下方向）に向かい合っている。上側のプレスロール６１Ｕは、電極シート１に接触し、プレスするロール本体部６２Ｕを有している。ロール本体部６２Ｕの両側には、両軸部６３ＵＬおよび６３ＵＲが接続されている。両軸部６３ＵＬおよび６３ＵＲは、電極シート１よりも幅方向外方に配置され、ロール本体部６２Ｕよりも直径が小さい。両軸部６３ＵＬおよび６３ＵＲは、電極シート１には接触しない。下側のプレスロール６１Ｄも、同様のロール本体部６２Ｄと、両軸部６３ＤＬ，６３ＤＲとを備えている。

【0021】

プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの材質は限定されないが、例えば、高炭素軸受鋼鋼材（ＳＵＪ材）、合金工具鋼（ＳＫＤ材）のような硬度の高い材料である。プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの大きさも限定されないが、大きければ、例えば、直径が８００ｍｍ、長さが１０００ｍｍ程度である。例えば材料がＳＵＪ２、直径が８００ｍｍのプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの間の間隔は、計算上、温度が１℃上昇すると、０．０１ｍｍ程度小さくなる。

【0022】

プレス圧調整機構７０は、上側のプレスロール６１Ｕを支持する一対の上側ベアリング７１Ｕと、一対の上側ベアリング７１Ｕがそれぞれ収容された一対の上側軸箱７２Ｕと、下側のプレスロール６１Ｄを支持する一対の下側ベアリング７１Ｄと、一対の下側ベアリング７１Ｄがそれぞれ収容された一対の下側軸箱７２Ｄと、上側のプレスロール６１Ｕを回転させる上側駆動装置７３Ｕと、下側のプレスロール６１Ｄを回転させる下側駆動装置７３Ｄと、一対のギャップ調整スクリュー７４と、一対のプレスシリンダ７５と、一対のベンドシリンダ７６と、を備えている。

【0023】

一対の上側ベアリング７１Ｕは、それぞれ、上側のプレスロール６１Ｕの両軸部６３ＵＬ，６３ＵＲを回転可能に支持している。プレス圧を掛けながら上側のプレスロール６１Ｕを回転させると、上側のプレスロール６１Ｕの両軸部６３ＵＬ，６３ＵＲと一対の上側ベアリング７１Ｕとの間の摩擦により熱が発生する。この熱の影響については後述する。一方の上側軸箱７２Ｕには、上側駆動装置７３Ｕに接続された図示しない伝動部材と、上側のプレスロール６１Ｕの一方の軸部（例えば、６３ＵＲ）に接続されるとともに上記の伝動部材に噛み合わされた相手側の伝動部材（図示せず）も収容されている。上側駆動装置７３Ｕは、例えば、電動モータである。両伝動部材は、例えば、歯車である。

【0024】

一対の下側ベアリング７１Ｄは、それぞれ、下側のプレスロール６１Ｄの両軸部６３ＤＬ，６３ＤＲを回転可能に支持している。一方の下側軸箱７２Ｄには、下側駆動装置７３Ｄに接続された図示しない伝動部材と、下側のプレスロール６１Ｄの一方の軸部（例えば、６３ＤＲ）に接続された相手側の伝動部材（図示せず）とが収容されている。

【0025】

一対のギャップ調整スクリュー７４は、上側のプレスロール６１Ｕの上下方向の位置を調整するものである。ギャップ調整スクリュー７４を回転させることにより、上側のプレスロール６１Ｕと下側のプレスロール６１Ｄとの間のギャップを調整することができる。ただし、ギャップ調整スクリュー７４はなくてもよく、その場合、プレスシリンダ７５の動作によって上側のプレスロール６１Ｕと下側のプレスロール６１Ｄとの間のギャップが調整されてもよい。

【0026】

一対のプレスシリンダ７５は、下側のプレスロール６１Ｄを上側のプレスロール６１Ｕの方に押圧する。一対のプレスシリンダ７５は、一対の下側ベアリング７１Ｄを支持し、上下方向に移動させる。一対のプレスシリンダ７５の駆動により、一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄに挟まれた電極シート１がプレスされる。一対のプレスシリンダ７５は、電極シート１をプレスするプレス圧を調整する装置の１つである。本実施形態では、「プレス圧」とは、後述するベンド圧力と、プレスシリンダ７５が発生させる圧力との合成の圧力を意味する。以下、「プレス圧」との区別のため、プレスシリンダ７５が発生させる圧力は「シリンダプレス圧」とも呼ぶ。また、プレスシリンダ７５は、一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの一方を他方に対して昇降させる昇降装置の一例である。プレスシリンダ７５を駆動することにより、シリンダプレス圧とともに一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの間のギャップを調整することもできる。なお、昇降装置は、上側のプレスロール６１Ｕを下側のプレスロール６１Ｄの方に押圧するように構成されていてもよい。または、昇降装置は、上側のプレスロール６１Ｕを下降させ、かつ、下側のプレスロール６１Ｄを上昇させるように構成されていてもよい。

【0027】

一対のベンドシリンダ７６も、プレス装置６０Ｂのプレス圧を調整する装置の１つである。一対のベンドシリンダ７６は、上側のプレスロール６１Ｕの軸部６３ＵＬと下側のプレスロール６１Ｄの軸部６３ＤＬとの間、および、上側のプレスロール６１Ｕの軸部６３ＵＲと下側のプレスロール６１Ｄの軸部６３ＤＲとの間に配置されている。一対のベンドシリンダ７６は、プレスシリンダ７５によるプレス圧とは逆方向にプレスロール６１Ｕ，６１Ｄを押圧する。これにより、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄが湾曲し、または湾曲が矯正される。その結果として、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄ間のギャップおよびプレス圧が調整される。ベンド圧力を左右のベンドシリンダ７６で独立に制御することにより、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄ間のギャップおよびプレス圧が左右それぞれ調整される。一対のベンドシリンダ７６は、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させるベンド装置の一例である。ここで、「プレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させる」とは、プレスシリンダ７５の駆動により湾曲したプレスロール６１Ｕ，６１Ｄを矯正するようにプレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させる場合も含み得る。一対のベンドシリンダ７６は、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させるベンド圧力をそれぞれ調整可能に構成されている。

【0028】

冷媒供給装置８０は、一対の上側軸箱７２Ｕおよび一対の下側軸箱７２Ｄに冷媒を供給している。冷媒は、一方の上側軸箱７２Ｕ、他方の上側軸箱７２Ｕ、一方の下側軸箱７２Ｄ、および他方の下側軸箱７２Ｄをそれぞれ含む４つの循環流路８１内を循環している。各循環流路８１には、ポンプ８２と、冷却装置８３とが設けられている。冷媒は、ポンプ８２の駆動により循環流路８１内を循環し、ベアリング７１Ｕまたは７１Ｄを通過する際にベアリング７１Ｕまたは７１Ｄから熱を奪う。これにより温度が上昇した冷媒は、冷却装置８３によって冷却される。ポンプ８２は冷媒の循環速度を調整可能に構成されている。冷媒供給装置８０は、ポンプ８２を制御して冷媒の循環速度を調整することにより、軸箱７２Ｕおよび７２Ｄに供給する冷媒の量（時間当たりの量）を調整する。

【0029】

複数の温度センサ９１～９３（以下、第１温度センサ９１～第３温度センサ９３とも呼ぶ）は、上側のプレスロール６１Ｕの表面温度を検出する。第１温度センサ９１～第３温度センサ９３は、ここでは、上側のプレスロール６１Ｕよりも上方に配置されている。第１温度センサ９１～第３温度センサ９３は、上側のプレスロール６１Ｕとは離間している。第１温度センサ９１～第３温度センサ９３は、非接触式の温度センサ、例えば、赤外線温度センサである。ただし、第１温度センサ９１～第３温度センサ９３は、接触式の温度センサであってもよい。また、第１温度センサ９１～第３温度センサ９３は、上側のプレスロール６１Ｕの前方、後方、またはその他の位置に配置されていてもよい。

【0030】

第１温度センサ９１は、第１温度センサ９１～第３温度センサ９３のうちで最も左方に設けられ、上側のプレスロール６１Ｕの左端部の表面温度を検出する。第２温度センサ９２は、第１温度センサ９１の右方に設けられ、上側のプレスロール６１Ｕの中央部の表面温度を検出する。第３温度センサ９３は、第１温度センサ９１～第３温度センサ９３のうちで最も右方に設けられ、上側のプレスロール６１Ｕの右端部の表面温度を検出する。ここで、上側のプレスロール６１Ｕの「端部」とは、プレスロール６１Ｕの実質的な端部、ここでは、ロール本体部６２Ｕの端部のことを意味する。上側のプレスロール６１Ｕの「端部」は、例えば、ロール本体部６２Ｕを軸線方向に３等分したときの両端の領域のことである。また、上側のプレスロール６１Ｕの「中央部」は、例えば、ロール本体部６２Ｕを軸線方向に３等分したときの真ん中の領域のことである。「端部または中央部の温度を検出する」とは、端部または中央部のうちの少なくとも１点の温度を測定することを意味する。

【0031】

複数の温度センサ９４～９６（以下、第４温度センサ９４～第６温度センサ９６とも呼ぶ）は、下側のプレスロール６１Ｄの表面温度を検出する。第４温度センサ９４～第６温度センサ９６は、ここでは、下側のプレスロール６１Ｄよりも下方に配置されている。ただし、第４温度センサ９４～第６温度センサ９６は、下側のプレスロール６１Ｄの前方、後方、またはその他の位置に配置されていてもよい。第４温度センサ９４～第６温度センサ９６も、非接触式の温度センサである。

【0032】

第４温度センサ９４は、第４温度センサ９４～第６温度センサ９６のうちで最も左方に設けられ、下側のプレスロール６１Ｄ（ロール本体部６２Ｄ）の左端部の表面温度を検出する。第５温度センサ９５は、第４温度センサ９４の右方に設けられ、下側のプレスロール６１Ｄ（ロール本体部６２Ｄ）の中央部の表面温度を検出する。第６温度センサ９６は、第４温度センサ９４～第６温度センサ９６のうちで最も右方に設けられ、下側のプレスロール６１Ｄ（ロール本体部６２Ｄ）の右端部の表面温度を検出する。

【0033】

制御装置１００は、温度センサ９１～９６で検知されたプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの表面温度に基づいてプレス圧を調整するように構成されている。ここでは、制御装置１００は、温度センサ９１～９６によって検出された温度に基づいて、ベンドシリンダ７６がプレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させるベンド圧力を調整する。詳しくは、制御装置１００には、温度センサ９１～９６によって検出される温度と、電極シート１の厚みとの間の相関データが予め記録されている。制御装置１００は、上記相関データに基づいて、ベンドシリンダ７６がプレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させるベンド圧力を調整する。制御装置１００には、ベンド圧力の変化量と電極シート１の厚みの変化量との間の相関データも予め記録されている。制御装置１００は、ベンド圧力を調整することにより、電極シート１の幅方向の位置による厚みの違いを減らし、厚みを均一化する。

【0034】

図２に示すように、制御装置１００は、温度センサ９１～９６によって検出される温度と、電極シート１の厚みとの間の相関データが記録された第１記録部１０１と、ベンド圧力の変化量と電極シート１の厚みの変化量との間の相関データが記録された第２記録部１０２と、を備えている。また、制御装置１００は、第１記録部１０１に記録された相関データおよび第２記録部１０２に記録された相関データに基づいて、ベンドシリンダ７６がプレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させるベンド圧力を調整するベンド圧制御部１０３を備えている。

【0035】

上記相関データの電極シート１の厚みは、プレス工程が終わった後に実測されたものである。電極シート１の厚みは、例えば電極シート１のスプリングバックによってプレス直後よりも増加することがある。そのため、上側のプレスロール６１Ｕと下側のプレスロール６１Ｄとの間のギャップと、プレス工程後の電極シート１の厚みとは同じでない場合がある。そのため、上記相関データは、プレス工程が終わった後に実測された電極シート１の厚みに基づいて作成されている。

【0036】

また、制御装置１００は、温度センサ９１～９６によって検出される温度に基づいてプレスシリンダ７５を制御し、プレス圧を調整する。詳しくは、制御装置１００は、前述した、温度センサ９１～９６によって検出される温度と電極シート１の厚みとの間の相関データに基づいて上記制御を行う。制御装置１００は、これにより、電極シート１の幅方向の各部の厚みを所定の範囲内とする。制御装置１００には、シリンダプレス圧の変化量と電極シート１の変化量との間の相関データも予め記録されている。図２に示すように、制御装置１００は、シリンダプレス圧の変化量と電極シート１の厚みの変化量との間の相関データが記録された第３記録部１０４と、温度センサ９１～９６によって検出される温度に基づいてプレスシリンダ７５を制御し、シリンダプレス圧を調整するプレス圧制御部１０５とを備えている。

【0037】

さらに、制御装置１００は、温度センサ９１～９６によって検出される温度に基づいて、冷媒供給装置８０から供給される冷媒の量を調整する。詳しくは、制御装置１００は、複数のポンプ８２を制御して冷媒の供給速度を調整する。図２に示すように、制御装置１００は、温度センサ９１～９６によって検出される温度に基づいてポンプ８２を制御し、冷媒供給装置８０から供給される冷媒の量を調整する冷却制御部１０６を備えている。制御装置１００は、これにより、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度を予め定められた温度に近づけるとともに、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの場所による温度の差を低減している。制御装置１００は、ここでは、各ポンプ８２を独立に制御している。

【0038】

［電極シートの厚み制御］
以下では、ロールプレス機６０による電極シート１の厚み制御の一例について説明する。ロールプレス機６０は、電極シート１の厚み制御を容易にするため、冷媒を流すことにより、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度上昇を抑制している。プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度が上昇すると、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄが熱膨張し、両者の間のギャップが狭くなる。これにより、電極シート１の厚さが薄くなる。プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度上昇を抑制することにより、電極シート１の厚さが薄くなることを抑制できる。ロールプレス機６０は、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度が上昇した場合には、冷媒の供給量を増加させる。ロールプレス機６０は、冷却にもかかわらずプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度が上昇した場合には、ベンド圧力およびシリンダプレス圧を制御することにより電極シート１の厚みを制御する。

【0039】

図４は、ベンド圧力およびシリンダプレス圧の制御による電極シート１の厚み制御のプロセスを示すフローチャートである。図４に示すように、電極シート１の厚み制御のステップＳ０１では、ロールプレス機６０は、第１温度センサ９１および第４温度センサ９４によってそれぞれ測定されたプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの左端部の温度を取得する。ステップＳ０２では、取得されたプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの左端部の温度から、第１記録部１０１に記録された相関データに基づき、電極シート１の左端部の厚みを推定する。図５は、温度と電極シート１の厚みとの間の相関データ、より詳しくは、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度の変化量と電極シート１の厚みの変化量との間の相関データの一例である。図５に示すように、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度が上昇するのに従って、電極シート１の推定厚みは薄くなる。ここでは、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの左端部の温度が上昇するのに従って、電極シート１の左端部の推定厚みは薄くなる。

【0040】

ステップＳ０３では、ロールプレス機６０は、左端部と同様に、第３温度センサ９３および第６温度センサ９６によってそれぞれ測定されたプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの右端部の温度を取得する。続くステップＳ０４では、取得されたプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの右端部の温度から、第１記録部１０１に記録された相関データに基づき、電極シート１の右端部の厚みを推定する。プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの右端部の温度が上昇するのに従って、電極シート１の右端部の推定厚みは薄くなる。

【0041】

ステップＳ０５では、ロールプレス機６０は、第２温度センサ９２および第５温度センサ９５によってそれぞれ測定されたプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの中央部の温度を取得する。ステップＳ０６では、取得されたプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの中央部の温度から、第１記録部１０１に記録された相関データに基づき、電極シート１の中央部の厚みを推定する。発熱は主としてプレスロール６１Ｕ，６１Ｄとベアリング７１Ｕ，７１Ｄとの間の摩擦により発生する。そのため、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの中央部の温度は、通常、両端部の温度よりも低い。電極シート１の中央部の推定厚みは、通常、両端部の推定厚みよりも厚い。なお、ステップＳ０１およびＳ０２のセットと、ステップＳ０３およびＳ０４のセットと、ステップＳ０５およびＳ０６のセットとは、順番が入れ替えられてもよい。

【0042】

ステップＳ０７では、ロールプレス機６０は、推定された電極シート１の左端部の厚みと中央部の厚みとの差を求める。ステップＳ０８では、第２記録部１０２に記録された相関データに基づき、ステップＳ０７で求められた差を解消するように左側のベンドシリンダ７６のベンド圧力を調整する。推定された電極シート１の左端部の厚みと中央部の厚みとの差が大きいほど、ベンド圧力は大きく設定される。同様に、ステップＳ０９では、推定された電極シート１の右端部の厚みと中央部の厚みとの差が求められる。ステップＳ１０では、第２記録部１０２に記録された相関データに基づき、ステップＳ０９で求められた差を解消するように右側のベンドシリンダ７６のベンド圧力を調整する。

【0043】

さらにステップＳ１１では、ステップＳ０６で推定された電極シート１の中央部の厚みと、中央部の厚みの予め定められた目標値との間の差を求める。ステップＳ１２では、第３記録部１０４に記録された相関データに基づき、上記目標値との差を解消するようにプレスシリンダ７５のシリンダプレス圧を調整する。推定された電極シート１の中央部の厚みが薄いほど、シリンダプレス圧は小さく設定される。図示は省略するが、ステップＳ０１～Ｓ１２は、例えば、予め定められた時間間隔ごとに繰り返される。なお、ステップＳ０７およびＳ０８のセットと、ステップＳ０９およびＳ１０のセットと、ステップＳ１１およびＳ１２のセットとは、順番が入れ替えられてもよい。

【0044】

［実施形態の作用効果］
以下に、本実施形態に係る電極シート１の製造装置１０によって奏することのできる作用効果について説明する。

【0045】

本実施形態に係る電極シート１の製造装置１０は、電極シート１に形成された電極活物質層３をプレスするための一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄと、一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄのプレス圧を調整するプレス圧調整機構７０と、一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの表面温度を検出する温度センサ９１～９６と、制御装置１００と、を備えている。制御装置１００は、温度センサ９１～９６で検知されたプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの表面温度に基づいてプレス圧を調整するように構成されている。なお、温度センサは、一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄのうち少なくとも一方のプレスロールの表面温度を検出してもよい。

【0046】

かかる電極シート１の製造装置１０によれば、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの表面温度を検出し、検出された温度に基づいてプレスロール６１Ｕ，６１Ｄのプレス圧を調整することにより、電極シート１の厚みを制御できる。

【0047】

従来のロールプレス機では、プレス後の電極シートの厚みを計測することにより、プレスロールの軸受け部で発生した熱によって電極シートの厚みが変化する問題に対処しようとしていた。詳しくは、従来のロールプレス機では、プレス後の電極シートの厚みの計測に基づいてプレス圧をフィードバック制御することにより、電極シートの厚みを目標の厚みに制御しようとしていた。しかしながら、少なくとも電極活物質層が形成された電極シートをプレスする場合、例えば、電極シートのスプリングバックにより、プレス直後とは電極シートの厚みが変わることがあるのを本願発明者は見出した。そのため、電極シートの厚みの計測に基づいてプレス圧を調整したのでは、電極シートの厚みをうまく制御できない場合があり得る。

【0048】

本実施形態に係る電極シート１の製造装置１０では、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの表面温度に基づいてプレス後の電極シート１の厚みを推定し、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄのプレス圧を調整する。そのため、電極シート１の厚みがプレス直後から変化するような場合であっても、電極シート１の厚みを制御できる。

【0049】

本実施形態では、プレス圧調整機構７０は、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させるベンドシリンダ７６を含んでいる。制御装置１００は、温度センサ９１～９６によって検出された温度に基づいて、ベンドシリンダ７６がプレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させるベンド圧力を調整する。かかる構成によれば、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させることにより、部分的に電極シート１の厚みが変化する（ここでは、電極シート１の両端部において厚みが薄くなる）ことを抑制できる。

【0050】

本実施形態に係る電極シート１の製造装置１０は、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄに冷媒を供給する冷媒供給装置８０をさらに備えている。制御装置１００は、温度センサ９１～９６によって検出される温度に基づいて、冷媒供給装置８０から供給される冷媒の量を調整する。かかる構成によれば、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの温度上昇を抑制することができる。これにより、電極シート１の厚さが薄くなることを抑制できる。

【0051】

本実施形態では、プレス圧調整機構７０は、一対のプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの一方を他方に対して昇降させる（ここでは、下側のプレスロール６１Ｄを昇降させる）プレスシリンダ７５を含んでいる。制御装置１００は、温度センサ９１～９６によって検出される温度に基づいてプレスシリンダ７５を制御し、プレス圧を調整する。かかる構成によれば、電極シート１の厚さを、全幅にわたって同時に制御することができる。

【0052】

本実施形態では、制御装置１００には、温度センサ９１～９６によって検出される温度と電極シート１の厚みとの間の相関データが予め記録されている。制御装置１００は、上記相関データに基づいてプレス圧調整機構７０を制御する。かかる構成によれば、プレス圧調整機構７０を制御は、温度センサ９１～９６によって検出される温度と電極シート１の厚みとの間の相関データに基づいて行われる。そのため、電極シート１の厚みがプレス直後から変化するような場合であっても、電極シート１の厚みを制御できる。

【0053】

より詳しくは、本実施形態に係る電極シート１の製造装置１０は、第１温度センサ９１～第６温度センサ９６を備えている。第１温度センサ９１および第４温度センサ９４は、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの左端部の温度を検出し、第２温度センサ９２および第５温度センサ９５は、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの中央部の温度を検出する。また、第３温度センサ９３および第６温度センサ９６は、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの右端部の温度を検出する。かかる構成によれば、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの端部の温度と中央部の温度とが測定されるため、電極シート１の幅方向の端部の厚みと中央部の厚みとをともに制御することができる。より具体的には、制御装置１００は、記録された相関データに基づいて、ベンドシリンダ７６がプレスロール６１Ｕ，６１Ｄを湾曲させるベンド圧力を調整する。その結果、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの端部と中央部との温度差によって発生する電極シート１の幅方向の端部と中央部との厚みの差を抑制することができる。プレスロール６１Ｕ，６１Ｄの左端部と右端部との温度差によって発生する電極シート１の左端部と右端部との厚みの差も抑制される。

【0054】

本実施形態では、温度センサ９１～９６は、非接触式温度センサである。かかる構成によれば、温度センサとの接触によりプレスロール６１Ｕ，６１Ｄの表面が損傷するおそれがない。これにより発生した異物が電極シート１に混入し、電極シート１の品質を低下させることもない。かつ、上記したおそれがないため、プレスロール６１Ｕ，６１Ｄを高速で回転させることができる。これにより、電極シート１の生産性を向上させることができる。

【0055】

［他の実施形態］
以上、ここで提案される電極シートの製造装置の一実施形態について説明した。しかし、上記した実施形態は一例に過ぎず、他の態様で実施することもできる。例えば、上記した実施形態では、プレス圧はプレスシリンダ７５およびベンドシリンダ７６の制御によって制御されたが、これには限定されない。プレス圧は、例えば、１つまたは複数のプレスシリンダの制御によって制御されてもよい。

【0056】

上記した実施形態では、冷媒供給装置８０が設けられたが、可能であれば設けられなくてもよい。

【0057】

その他、上記した実施形態は、特に言及された場合を除いて本発明を限定しない。また、ここで開示される技術は、種々変更でき、特段の問題が生じない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされ得る。

【0058】

本明細書は、以下の各項に記載の開示を含んでいる。

【0059】

項１：
電極シートに形成された電極活物質層をプレスするための一対のロールと、
前記一対のロールのプレス圧を調整するプレス圧調整機構と、
前記一対のロールのうち少なくとも一方のロールの表面温度を検出する温度センサと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記温度センサで検知された前記ロールの表面温度に基づいてプレス圧を調整するように構成されている、
電極シート製造装置。

【0060】

項２：
前記プレス圧調整機構は、前記ロールを湾曲させるベンド装置を含み、
前記制御装置は、前記温度センサによって検出された温度に基づいて、前記ベンド装置が前記ロールを湾曲させるベンド圧力を調整する、
項１に記載の電極シート製造装置。

【0061】

項３：
前記ロールに冷媒を供給する冷媒供給装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記温度センサによって検出される温度に基づいて、前記冷媒供給装置から供給される冷媒の量を調整する、
項１または２に記載の電極シート製造装置。

【0062】

項４：
前記プレス圧調整機構は、前記一対のロールの一方を他方に対して昇降させる昇降装置を含み、
前記制御装置は、前記温度センサによって検出される温度に基づいて前記昇降装置を制御し、プレス圧を調整する、
項１～３のいずれか一つに記載の電極シート製造装置。

【0063】

項５：
前記制御装置には、前記温度センサによって検出される温度と前記電極シートの厚みとの間の相関データが予め記録されており、
前記制御装置は、前記相関データに基づいて前記プレス圧調整機構を制御する、
項１～４のいずれか一つに記載の電極シート製造装置。

【0064】

項６：
前記温度センサは、非接触式温度センサである、
項１～５のいずれか一つに記載の電極シート製造装置。

【0065】

項７：
他の温度センサをさらに備え、
前記温度センサおよび前記他の温度センサのうちの一方は、前記ロールの端部の温度を検出し、
前記温度センサおよび前記他の温度センサのうちの他方は、前記ロールの中央部の温度を検出する、
項１～６のいずれか一つに記載の電極シート製造装置。

【0066】

項８：
前記プレス圧調整機構は、前記ロールを湾曲させるベンド装置を含み、
前記制御装置には、前記温度センサまたは前記他の温度センサによって検出される温度と前記電極シートの厚みとの間の相関データが予め記録されており、
前記制御装置は、前記相関データに基づいて、前記ベンド装置が前記ロールを湾曲させるベンド圧力を調整する、
項７に記載の電極シート製造装置。

【符号の説明】

【0067】

１ 電極シート
２ 電極箔
３ 電極活物質層
１０ 電極シート製造装置
２０ 計量装置
３０ 混錬装置
４０ 塗工装置
５０ 乾燥装置
６０ ロールプレス機
６０Ａ 巻出装置
６０Ｂ プレス装置
６０Ｃ 巻取装置
６１Ｄ 下側のプレスロール（ロール）
６１Ｕ 上側のプレスロール（ロール）
６２Ｄ ロール本体部（下側）
６２Ｕ ロール本体部（上側）
６３ＤＬ 軸部
６３ＤＲ 軸部
６３ＵＬ 軸部
６３ＵＲ 軸部
７０ プレス圧調整機構
７１Ｄ 下側ベアリング
７１Ｕ 上側ベアリング
７２Ｄ 下側軸箱
７２Ｕ 上側軸箱
７３Ｄ 下側駆動装置
７３Ｕ 上側駆動装置
７４ ギャップ調整スクリュー
７５ プレスシリンダ（昇降装置）
７６ ベンドシリンダ（ベンド装置）
８０ 冷媒供給装置
８１ 循環流路
８２ ポンプ
８３ 冷却装置
９１ 第１温度センサ（温度センサ）
９２ 第２温度センサ（他の温度センサ）
９３ 第３温度センサ（温度センサ）
９４ 第４温度センサ（温度センサ）
９５ 第５温度センサ（他の温度センサ）
９６ 第６温度センサ（温度センサ）
１００ 制御装置
１０１ 第１記録部
１０２ 第２記録部
１０３ ベンド圧制御部
１０４ 第３記録部
１０５ プレス圧制御部
１０６ 冷却制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】