电池制造用装置转让专利

申请号 : CN201880014026.8

文献号 : CN110337750B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 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

申请人 : 株式会社石井表记

摘要 :

本发明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。

权利要求 :

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,并且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,所述电池制造用装置被构成为:在从用于对长条膜进行开卷的辊朝向用于卷取所述长条膜的辊沿横向搬运该长条膜一次或多次的途中,在所述长条膜上形成具有所述集电体、所述活性物质和所述有机固体电解质层的层叠部,所述长条膜由配置于该长条膜的下方的多个辊沿横向搬运,所述多个辊之中的特定的辊位于所述喷墨头的喷嘴孔的下方,所述特定的辊被配置于比所述多个辊之中的不位于所述喷墨头的喷嘴孔的下方的其他辊高的位置,承受所述集电体以及所述活性物质层的重量。

2.根据权利要求1所述的电池制造用装置,其特征在于,

所述特定的辊与所述其他辊的高低差为1~5mm。

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,在所述长条膜上形成有所述集电体的具有挠性的长条基材中的与所述特定的辊的接触部位的上表面位置与所述喷嘴孔的位置的高低差为0.5~5.0mm。

4.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。

5.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。

6.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。

7.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,从将该被涂敷物卷绕成卷状的基材卷使所述被涂敷物开卷并沿横向输送的途中,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。

8.根据权利要求6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,

在所述长条膜上在该长条膜的长边方向上间断地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。

9.根据权利要求6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,

在所述长条膜上在长边方向上连续地形成有所述集电体,在该集电体上在所述集电体的长边方向上间断地形成有具有所述活性物质层和所述有机固体电解质层的部分层叠部。

10.根据权利要求8所述的电池制造用装置,其特征在于,

在所述长条膜的长边方向上以一定间隔标注多个标志,固定设置有在沿横向输送所述长条基材的期间检测这些标志的标志传感器,并配设有检测沿横向输送的该长条基材的输送距离的距离检测单元,进行基于所述距离检测单元的检测值来决定所述涂敷装置的液状材料的涂敷开始位置以及涂敷结束位置的控制,每次所述标志传感器检测出所述多个标志中相互隔开一定距离的规定数量的标志,则将所述距离检测单元的检测值复位。

11.根据权利要求9所述的电池制造用装置,其特征在于,

在所述长条膜的长边方向上以一定间隔标注多个标志,固定设置有在沿横向输送所述长条基材的期间检测这些标志的标志传感器,并配设有检测沿横向输送的该长条基材的输送距离的距离检测单元,进行基于所述距离检测单元的检测值来决定所述涂敷装置的液状材料的涂敷开始位置以及涂敷结束位置的控制,每次所述标志传感器检测出所述多个标志中相互隔开一定距离的规定数量的标志,则将所述距离检测单元的检测值复位。

说明书 :

电池制造用装置

技术领域

[0001] 本发明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。

背景技术

[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 在先技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2001‑250583号公报

发明内容

[0009] 发明要解决的课题
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 从以上的观点出发,本发明的技术课题在于,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。
[0013] 用于解决课题的手段
[0014] 为了解决上述课题而创造的本发明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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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)。
[0021] 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。
[0022] 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,在从将该被涂敷物卷绕成卷状的基材卷,将所述被涂敷物开卷并沿横向输送的途中,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,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。在该情况下,作为所述被涂敷物,也可以以防止正极与负极间的短路为目的而在所述活性物质层上形成由无机系材料等构成的隔板,在将该被涂敷物开卷并沿横向输送的途中,在所述活性物质层上隔着所述隔板形成所述有机固体电解质层。
[0023] 这样,通过辊对辊,一边将已经形成有活性物质层的长条基材连续地沿横向输送,一边在活性物质层上形成有机固体电解质层,因此能够高效地进行单独的层的形成。
[0024] 在以上的辊对辊的结构中,也可以构成为,在所述长条膜上,在该长条膜的长边方向上间断地形成具有所述集电体、所述活性物质层和所述有机固体电解质层的层叠部。此外,也可以在所述长条膜上沿长边方向连续地形成所述集电体,在该集电体上沿所述长条膜以及所述集电体的长边方向间断地形成具有所述活性物质层和所述有机固体电解质层的部分层叠部。
[0025] 这样,多个电池构成部件在长条膜上(或集电体上)相互隔离地形成,因此能够容易地进行作为最终产品的各个电池的制作。
[0026] 在以上的辊对辊的结构中,优选的是,所述长条基材通过配置于该长条基材的下方的多个辊而沿横向被送,所述多个辊中特定的辊位于所述涂敷装置中的喷墨头的喷嘴孔的下方,所述特定的辊配置在比所述多个辊中未位于喷嘴孔的下方的其他辊高的位置。
[0027] 这样,长条基材在喷墨头的喷嘴孔的下方位置成为被特定的辊抬起的状态而作用张力,因此从喷嘴孔朝向未产生松弛、褶皱的部位喷出并涂敷液状材料。由此,能够均匀且良好地进行液状材料相对于长条基材的涂敷,有助于形成优质的层。另外,所述的喷墨的喷嘴孔与特定的辊的位置关系并不限定于特定的辊的顶点与喷嘴孔的位置关系为正下方(垂直)的关系。
[0028] 在该情况下,优选所述特定的辊与所述其他辊的高低差为1~5mm。
[0029] 这样,通过特定的辊对长条基材作用的张力变得适当,有利于获得上述效果。
[0030] 此外,优选所述长条基材的与所述特定的辊的接触部位的上表面位置与所述喷嘴孔的位置的高低差为0.5~5.0mm。
[0031] 这样,从喷嘴孔到长条基材的涂敷区域的距离变得适当,因此能够良好地进行喷墨方式下的液状材料的喷出以及涂敷。
[0032] 在以上的辊对辊的结构中,也可以构成为,在所述长条膜上具有所述集电体、所述活性物质层和所述有机固体电解质层的层叠部在该长条膜的长边方向上间断地形成的结构;或者在所述长条膜上所述集电体在长边方向上连续地形成,在该集电体上具有所述活性物质层和所述有机固体电解质层的部分层叠部在所述长条膜以及所述集电体的长边方向上间断地形成的结构,在所述长条膜的长边方向上以一定间隔标注多个标志,在所述长条基材沿横向被输送的期间,固定设置有检测这些标志的标志传感器,并且配设有对沿横向输送的该长条基材的输送距离进行检测的距离检测单元,基于所述距离检测单元的检测值,进行决定所述涂敷装置对液状材料的涂敷开始位置以及涂敷结束位置的控制,每当所述标志传感器检测出所述多个标志中的相互隔开一定距离的规定数量的标志时,将所述距离检测单元的检测值复位。
[0033] 这样,在相互隔离的多个活性物质膜上分别形成有机固体电解质层时,能够减小使涂敷装置的液状材料的涂敷开始位置以及涂敷结束位置与各个活性物质层的形成区域一致的情况下的累积误差。详细而言,由于长条基材具有挠性且为长条,因此在遍及全长的输送距离的检测中容易产生误差。因此,即使通过检测长条基材的输送距离的距离检测单元来决定涂敷装置的涂敷开始位置以及涂敷结束位置,随着输送距离变长,它们的位置与各个活性物质层的各自的始端以及终端的位置也变得不一致。因此,在每次标志传感器检测出标注于长条膜的多个标志中的相互隔开一定距离的规定数量的标志时,若将距离检测单元的检测值复位,则从检测出该标志的时刻开始由距离检测单元进行的距离检测。其结果是,遍及长条基材的全长,难以产生使涂敷装置的涂敷开始位置以及涂敷结束位置与各个活性物质层的始端以及终端一致的情况下的累积误差。
[0034] 在该情况下,优选的是,所述距离检测单元是编码器。
[0035] 这样,能够确保控制的正确性。
[0036] 发明效果
[0037] 如上所述,根据本发明,能够提供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。

附图说明

[0038] 图1是表示由本发明的实施方式所涉及的电池制造用装置制造的电池的一例的概略立体图。
[0039] 图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置的整体结构的概略侧视图。
[0040] 图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置的结构要素即涂敷装置的喷墨头的周边结构的概略仰视图。
[0041] 图4是表示作为本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置的结构要素的紫外线照射单元以及非活性气体供给单元的周边结构的概略纵剖侧视图。
[0042] 图5是表示构成本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置的一部分的卷制造装置的结构的概略侧视图。
[0043] 图6是表示由本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第一示例的概略俯视图。
[0044] 图7是表示由本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第二示例的概略俯视图。
[0045] 图8是表示由本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第三示例的概略俯视图。
[0046] 图9是表示由本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第一示例的概略侧视图。
[0047] 图10是表示由本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第二示例的概略侧视图。
[0048] 图11是表示由本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第三示例的概略侧视图。
[0049] 图12是放大表示本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置的一部分结构的概略放大侧视图。
[0050] 图13是表示本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置的一部分结构的概略俯视图。
[0051] 图14是表示本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置的一部分结构的概略俯视图。
[0052] 图15是表示本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置的一部分结构的概略侧视图。
[0053] 图16是表示本发明的第二实施方式所涉及的电池制造用装置的整体结构的概略侧视图。
[0054] 图17是表示由本发明的第二实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第一示例的概略侧视图。
[0055] 图18是表示由本发明的第二实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第二示例的概略侧视图。
[0056] 图19是表示由本发明的第二实施方式所涉及的电池制造用装置制造的长条膜的表面侧结构的第三示例的概略侧视图。
[0057] 图20是表示本发明的第三实施方式所涉及的电池制造用装置的整体结构的概略俯视图。
[0058] 图21是表示本发明的第三实施方式所涉及的电池制造用装置的一部分结构的概略侧视图。

具体实施方式

[0059] 以下,参考附图,对本发明的实施方式进行说明。
[0060] 首先,在电池制造用装置的说明前,对成为该装置的制造对象的电池(全固体锂电池)的基本的概略结构进行先说明。如图1所示,该电池由负极集电体1和与该负极集电体1接合的负极活性物质层2构成负极3,并由正极集电体4和与该正极集电体4接合的正极活性物质层5构成正极6。而且,有机固体电解质层7介于负极活性物质层2与正极活性物质层5之间而存在。另外,有以防止正极与负极间的短路为目的而由无机系材料等构成的隔板介于在负极活性物质层2与有机固体电解质层7之间以及正极活性物质层5与有机固体电解质层7之间的任意一方或双方而存在的情况。
[0061] <第一实施方式>
[0062] 参考附图,对本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置进行详细地说明。如图2所示,本实施方式所涉及的电池制造用装置10采用辊对辊方式。如图2所示,电池制造用装置10作为主要结构要素而具备辊对辊中的开卷装置11以及卷取装置12、喷墨涂敷装置
13和紫外线照射装置14。
[0063] 该电池制造用装置10构成为,从将在由树脂等构成的具有挠性的长条膜15的外周侧形成有负极集电体1且在负极集电体1的外周侧形成有负极活性物质层2的作为被涂敷物的长条基材16卷绕成卷状的基材卷17将长条基材16开卷并沿横向输送的途中,在负极活性物质层2上形成有机固体电解质层7,将具有由各层1、2、7构成的层叠部的层叠部形成物18作为卷取卷19卷取成卷状。
[0064] 在该情况下,从基材卷17的长条基材16的开卷通过开卷装置11进行,通过卷取装置12进行层叠部形成物18的作为卷取卷19的卷取。进而,通过喷墨涂敷装置13和紫外线照射装置14进行向沿横向输送的长条基材16的负极活性物质层2上形成有机固体电解质层7。
[0065] 喷墨涂敷装置13使用使作为有机固体电解质层7的形成材料的液状材料(墨液)循环的循环式装置。通过采用循环式,有所述液状材料的使用效率进一步良好的优点。但由于所述液状材料不包含粒子,因此不一定非是循环式的系统。而且,该喷墨涂敷装置13具备在下端具有与长条基材16的上表面对置的喷墨头20的喷墨头组件21。因此,从图外的供给罐供给到喷墨头20的液状材料在由喷墨头20喷出其一部分后,回归到图外的回归罐,在再度被引导到供给罐后,从供给罐供给到喷墨头20,由此构成液状材料的循环路径。
[0066] 图3是喷墨头组件21的仰视图。该组件21交错状排列多个(在图例中为3个)喷墨头20,在这些喷墨头20的下表面(喷嘴面),多个喷嘴孔22在图例中交错状配设二列。在该情况下,多个喷墨头20的排列方向以及多个喷嘴孔22的排列方向与长条基材16的输送方向A交叉(在图例中为正交),该组件21设置于固定位置。
[0067] 如图2所示,紫外线照射装置14通过喷墨头20在长条基材16上涂敷了作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料后的涂敷后部分23,不使用松紧调节辊等长条基材16的进给量调整机构而连续进行运入、运出至箱24的内部空间。而且,在箱24设置有用于将长条基材16的涂敷后部分23连续运入到该内部空间的入口24a、和用于从该内部空间将处理完毕的层叠部形成物18连续地运出的出口24b。
[0068] 图4是表示紫外线照射装置14的箱24的周边结构的纵剖视图。箱24具有被上壁部24c、底壁部24d、前壁部24e、后壁部24f以及两个侧壁部24g包围的内部空间,在后壁部24f和前壁部24e分别形成有入口24a和出口24b。在箱24的上壁部24c设置有对沿横向输送的长条基材16的涂敷后部分23的上表面照射紫外线的紫外线照射单元25、和位于其输送方向后侧且检测内部空间的氧浓度的浓度检测传感器26。另外,紫外线照射单元25的具体的结构并没有特别限定,在本实施方式中,使用利用了LED的紫外线照射组件(以下,称为LED‑UV)。
进而,在箱24安装有向内部空间供给非活性气体的非活性气体供给单元27,该非活性气体供给单元27具有在箱24的内部空间中的长条基材16(涂敷后部分23)的上侧空间以及下侧空间分别配置有多个的供给管28。这些供给管28构成为从在与长条基材16的长边方向正交的方向上延伸且在同方向上形成多个的供给孔朝向紫外线的照射部侧的斜方向或与长条基材16垂直的方向吹出氮。另外,构成为在箱24的外部的入口24a的附近也配设有供给管
29,从该供给管29的多个供给孔也向朝向入口24a侧的斜方向或与长条基材16垂直的方向吹出非活性气体。另外,在本实施方式中,使用氮作为非活性气体,但也可以使用氩等其他非活性气体。此外,箱24根据条件,即使没有底壁部24d,只要长条基材16自身能够起到与底壁部24d相同的作用,则也可以没有底壁部24d。进而,配置多个的供给管28、29期望根据处理条件来调整供给非活性气体的部位、量。
[0069] 图5例示用于制作存在上述开卷装置11中的开卷位置的基材卷17而采用了辊对辊方式的卷制作装置30。该卷制作装置30构成电池制造用装置10的一部分,作为主要结构要素而具备辊对辊中的原开卷装置31以及原卷取装置32、原喷墨涂敷装置33和热干燥装置34。
[0070] 该卷制作装置30构成为,从将在树脂等所构成的长条膜35的外周侧形成有负极集电体1的作为原被涂敷物的原长条基材36卷绕成卷状的原基材卷37开卷原长条基材36并沿横向输送的途中,在负极集电体1上形成负极活性物质层2,将具有由该负极集电体1以及负极活性物质层2构成的原层叠部的原层叠部形成物38作为原卷取卷39卷取成卷状,将该原卷取卷39作为上述基材卷17使用。
[0071] 在该情况下,通过原开卷装置31进行从原基材卷37的原长条基材36的开卷,并且通过原卷取装置32进行原层叠部形成物38的作为原卷取卷39的卷取。进而,通过原喷墨涂敷装置33和热干燥装置34进行向沿横向输送的原长条基材36的负极集电体1上形成负极活性物质层2。
[0072] 在此,原喷墨涂敷装置33中的喷墨头40以及喷墨头组件41的结构与已经叙述的喷墨涂敷装置13中的喷墨头20以及喷墨头组件21的结构相同。
[0073] 如图5所示,热干燥装置34在通过喷墨头40在原长条基材36上涂敷了作为负极活性物质层的形成材料的液状材料的原长条基材36的涂敷后部分43的上侧空间以及下侧空间分别在输送方向上交替地配设多个热风吹出口44和收容远红外线灯或近红外线灯的多个灯罩45而构成。另外,这里的热干燥装置34可以仅是热风吹出口44和灯罩45的任意一方。此外,热风吹出口44或灯罩45可以仅配置于上述上侧空间和下侧空间的任意一方。进而,灯罩45可以是基于远红外线灯等的灯的结构,也可以是基于利用了加热器的陶瓷热喷涂等的远红外线照射组件。这些考虑由所述液状材料形成的膜品质、干燥时间等来选择最佳的条件。
[0074] 另外,在以上的说明中,负极集电体1以及负极活性物质层2可以是正极集电体4以及正极活性物质层5(以下,同样)。
[0075] 在此,能够使用金属箔(例如铜箔、铝箔或SUS箔等)作为负极集电体1以及正极集电体4。
[0076] 此外,负极活性物质层2以及正极活性物质层5的形成材料如下所述。即,通过使负极以及正极的活性物质粒子分散在溶剂(分散媒)中,能够作为两者2、5的形成材料使用。具体地,这些形成材料是为了以喷墨方式稳定地喷出而调整了墨液物性以使25℃下的粘度为6~20mPa·s且25℃下的表面张力为25~45mN·m的范围的液状材料。此外,所含有的活性物质粒子的直径采用最大粒径5μm以下。另外,关于这些形成材料,只要是能够以喷墨方式喷出的粒子分散墨液就没有特别限定。例如,作为负极活性物质粒子,能够使用天然石墨、人造石墨等碳系材料。此外,作为正极活性物质粒子,能够使用Li‑Mn系氧化物、Li‑Ni系氧化物、Li‑Co系氧化物等。而且,粒子分散液期望是在静置的情况下不会在20分以内完全沉降、再凝集的墨液。另外,在仅以粒子、溶剂不能够抑制沉降、凝集的情况下,通过与分散剂的并用,能够做出稳定的分散液。进而,期望在这些形成材料中添加粘结剂等用于提高紧贴性的添加剂。此外,为了提高负极以及正极的活性物质层2、5中的离子传导性而期望添加碳黑等导电助剂。
[0077] 进而,有机固体电解质层7的形成材料如下所述。即,该形成材料是包含高分子电解质原料以及光聚合引发剂等的作为喷墨用墨液的液状材料,能够通过照射紫外线来进行交联反应,从而形成高分子固体电解质。具体地,该形成材料是为了以喷墨方式稳定喷出而调整了墨液物性以使25℃下的粘度为6~20mPa·s且25℃下的表面张力25~45mN·m的范围的液状材料。在该情况下,以电解质原料的种类/组成比、溶剂的种类/组成比等进行用于做出喷墨用的适合的墨液物性的调整。作为高分子电解质原料,只要是会通过喷墨涂敷后的聚合反应形成高分子电解质的化合物,则没有特别限定,能够使用甲基丙烯酸乙酯系单体、环烯烃系单体等。在该情况下,根据对喷墨涂敷中的墨液适合物性的调节的容易程度,能够使用将分子量1000以下的环氧乙烷和四氢呋喃混合的原料。此外,作为环氧乙烷与四氢呋喃的混合比率,为了在形成高分子固体电解质层后提高离子传导性以及膜强度,优选四氢呋喃的比率比环氧乙烷高。另一方面,作为光聚合引发剂,使用能够在容易作为喷墨涂敷后的紫外线照射装置系统化的365nm、385nm、395nm、405nm等LED波长下光聚合的光聚合引发剂。另外,在仅用上述光聚合引发剂不能够充分引起反应的情况下,还能够与光聚合促进剂并用使用来予以改善。此外,作为有机固体电解质层7的形成材料,还能够为了提高离子传导性等性能而添加包含锂盐的溶剂。锂盐的种类并没有特别限定,能够使用LiPF6、LiTFSi等。此外,作为溶剂,期望是在锂盐中可溶的溶剂。作为该溶剂,能够使用DMC(碳酸二甲酯)、EMC(碳酸甲乙酯)。另外,作为液状材料中的含锂盐的溶剂的重量比率,期望为50wt%以下。在本实施方式中,例示使用了松下制的365nm波长的LED光源作为LED‑UV的情况。而且,本发明者们等确认了,在使用该LED‑UV的情况下,通过在包含通过喷墨涂敷以约2~15μm的厚度形成的有机电解质原料的液状材料的膜中,以N2气氛下(氧浓度为1%以下)
2
下处理作为UV累计照度的700mJ/cm以上的能量,从而得到充分的固化。
[0078] 基于以上的结构,对本发明的第一实施方式所涉及的电池制造用装置10的主要作用进行说明。
[0079] 该电池制造用装置10为了在负极集电体1上形成负极活性物质层2,不必须使用图5所示的原喷墨涂敷装置33,也可以在负极集电体1上通过例如丝网印刷、凹版印刷等形成负极活性物质层2,因此首先基于图2所示的结构来说明主要作用。
[0080] 从图2所示的基材卷17开卷并正沿横向输送的长条基材16已经在长条膜15上形成有负极集电体1和负极活性物质层2,因此在该长条基材16通过喷墨涂敷装置13时,从喷墨头20的多个喷嘴孔22将作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料涂敷到负极活性物质层2上。
[0081] 在该情况下,在长条膜15上在长边方向上间断地有负极集电体1的情况下,如图6所示,负极集电体1上的负极活性物质层2也在长边方向上间断地形成,因此,通过喷墨头20涂敷在负极活性物质层2上的液状材料的涂敷区域也如图6中平行斜线所示,成为在长边方向上间断的矩形的区域。此外,在长条膜15上在长边方向上连续地形成负极集电体1的情况下,如图7所示,负极集电体1上的负极活性物质层2优选在长边方向上间断地形成,在该情况下,由喷墨头20涂敷在负极活性物质层2上的液状材料的涂敷区域也如同图中平行斜线所示,成为在长边方向上间断的矩形的区域。另外,在长条膜15上,在负极集电体1长边方向上连续地形成的情况下,如图8所示,也可以在长边方向上连续地形成负极集电体1上的负极活性物质层2,在该情况下,通过喷墨头20涂敷在负极活性物质层2上的液状材料的涂敷区域如图8中平行斜线所示,成为在长边方向上连续地延伸的区域。此外,如图7以及图8所示,通过使负极集电体1的宽度方向(与长条方向正交的方向)的尺寸比负极活性物质层2的宽度方向的尺寸长,负极集电体1的宽度方向的两端从负极活性物质层2的宽度方向的两端伸出。另外,在长条膜15的开卷开始侧的给定长度区域未形成负极集电体1以及负极活性物质层2,且在长条膜15的开卷结束侧的给定长度区域也未形成负极集电体1以及负极活性物质层2。
[0082] 这样,在负极活性物质层2上涂敷了作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料的长条基材16的涂敷后部分23不使用松紧调节辊等长条基材16的进给量调整机构而从图4所示的箱24的入口24a连续地运入内部空间,从而在直到从箱24的出口24b运出为止的期间,通过LED‑UV25而受到紫外线的照射。在该情况下,从非活性气体供给单元27的多个供给管28向箱24的内部空间供给氮,因此作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料在氧浓度被降低到1%以下的气氛中受到紫外线的照射。而且,从供给管28吹出的氮相对于长条基材16的涂敷后部分23而朝向斜方向,因此成为高效地降低氧浓度的状态。而且,从配置于箱24的外部中的入口24a的附近的供给管29也吹出氮,因此阻止了氧从入口24a向内部空间的侵入,由此更进一步充分地降低了氧浓度。在此,供给管28、29的氮的吹出方向并不限定于斜向,也可以是与长条基材16垂直方向。在该情况下,根据条件,通过长条基材16的输送而喷附在长条基材16表面的氮在界面附近被直接引入,从而能够得到同样的效果。此外,配置的多个供给管28、29通过根据处理条件来最佳地调整供给氮的部位、量,从而能够抑制氮消耗量并形成可靠地固化的有机固体电解质层7。这样,箱24的内部空间由于高效地且充分地降低了氧浓度,因此作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料难以受到氧所引起的聚合阻碍,能够良好地进行该液状材料的紫外线固化。
[0083] 进而,箱24的内部空间由于基于浓度检测传感器26的检测值来管理氧浓度,因此始终维持在优选的气氛,始终良好地进行相对于该液状材料的紫外线固化。在此,氧浓度的管理也可以基于浓度检测传感器26的检测值来反馈控制箱24的内部空间的氧浓度,或者,也可以基于浓度检测传感器26的检测值监视箱24的内部空间的氧浓度,并在存在异常时进行调整。
[0084] 此外,由于紫外线照射单元25是LED―UV,因此实现紫外线照射单元25的紧凑化,与此相伴,能够将紫外线照射单元25与喷墨头20接近配置。因此,能够实现缩短从该液状材料的涂敷到固化为止的时间,并提高生产率。此外,还能够对省电化做出贡献。进而,LED―UV25与其他紫外线照射单元比较发热较少,因此对于由树脂等构成的长条膜15因热而伸长等低的耐热特性也能够适当地应对。
[0085] 以上的结果,在长条膜15上,在长边方向上间断地形成有负极集电体1以及负极活性物质层2的情况下,如图9所示,这些负极活性物质层2上按顺序形成有机固体电解质层7。因此,在该情况下,得到在长条膜15上,在长边方向上间断地形成具有负极集电体1、负极活性物质层2和固体电解质层7的层叠部而成的层叠部形成物18。此外,在长条膜15上在长边方向上连续地形成有负极集电体1且在该带状的负极集电体1上在长边方向上间断地形成有负极活性物质层2的情况下,如图10所示,在这些负极活性物质层2上按顺序形成有机固体电解质层7。因此,在该情况下,得到在带状的负极集电体1上在长边方向上间断地形成具有负极活性物质层2和有机固体电解质层7的部分层叠部而成的层叠部形成物18。进而,在长条膜15上在长边方向上连续地形成有负极集电体1以及负极活性物质层2的情况下,如图
11所示,在该带状的负极活性物质层2上连续地形成有带状的有机固体电解质层7。因此,在该情况下,得到各层1、2、7全都成为带状的层叠部形成物18。之后,这些层叠部形成物18作为卷取卷19而被卷取。另外,图2所示的符号S1是控制卷取位置的传感器。在这之后,进一步采用辊对辊方式等,通过与图5所示的卷制作装置30实质相同装置进行喷墨涂敷以及热干燥,或者通过丝网印刷、凹版印刷等在有机固体电解质层7上形成正极或负极中的另一方的活性物质层。进而,之后,采用辊对辊方式等,在该活性物质层上形成正极或负极中另一方的集电体,然后,将该得到的长条物每隔给定长度进行切断,最终得到图1所示的全固体锂电池。另外,采用一个辊对辊方式制作在负极集电体1上形成负极活性物质层2和有机固体电解质层7的负极侧的卷取卷19,并采用另一个辊对辊方式制作在正极集电体4上形成正极活性物质层5和有机固体电解质层7的正极侧的卷取卷19,在这两个卷取卷19的制作中或制作后,将两卷取卷19中的各自的有机固体电解质层7的表面彼此贴合,之后进行压制处理等,从而也能够得到图1所示的全固体锂电池。
[0086] 在此,优选负极集电体1以及正极集电体4的厚度为5~20μm。此外,负极活性物质层2以及正极活性物质层5的厚度优选为5~20μm。进而,有机固体电解质层7的厚度优选为2~10μm。另外,长条膜15的厚度优选为50~200μm。
[0087] 另外,使用图5所示的卷制作装置30,在一边使在长条膜15上形成有负极集电体1的原长条基材36沿横向输送一边在负极集电体1上形成负极活性物质层2的情况下,进行如下的作用。即,通过原喷墨涂敷装置33的喷墨头40在原长条基材36的负极集电体1上涂敷作为负极活性物质层的形成材料的液状材料,在使涂敷了该液状材料的原长条基材36的涂敷后部分43运入热干燥装置34起到运出为止的期间,通过从热风吹出口44吹出的热风或来自设置了远红外线灯等的灯罩45的热使该液状材料干燥并固化。而且,滞后作为原卷取卷39卷取。在该情况下,作为负极活性物质层的形成材料的液状材料,使用热固化型的液状材料。而且,如已经叙述的那样,作为其结果得到的原卷取卷39作为上述基材卷17使用。
[0088] 该第一实施方式所涉及的电池制造用装置10还具备以下所示的结构。
[0089] 如图12所示,在喷墨头组件21的周边、即将开卷装置11、卷取装置12的配设部位除外的部位,上述长条基材16(包含原长条基材36)通过配置于该长条基材16的下方的多个辊50而沿横向输送。而且,在这多个辊50中的图例中,两个特定的辊50a位于喷墨头20的喷嘴孔22的下方,并且这些特定的辊50a配置在比多个辊50中的未位于喷嘴孔22的下方的其他辊50更高的位置。根据这样的结构,长条基材16在喷墨头20的喷嘴孔22的下方位置成为被特定的辊50a抬高的状态而作用张力,因此向未出现松弛、褶皱的部位喷出来自喷嘴孔22的液状材料来进行涂敷。由此,均匀且良好地进行相对于长条基材16的液状材料的涂敷,从而有助于优质的有机固体电解质层7(进而优质的负极活性物质层2)的形成。在该情况下,上述特定的辊50a与上述其他辊50的高低差H1设为1~5mm。由此,通过特定的辊50a而作用于长条基材16的张力变得适当。此外,长条基材16中的与特定的辊50a的接触部位的上表面位置与喷嘴孔22的位置的高低差H2设为0.5~5.0mm。由此,由于从喷嘴孔22到长条基材16的涂敷区域的距离变得适当,因此良好地进行从喷墨头20的液状材料的喷出以及涂敷。另外,这里的说明中,在例如喷墨头20如图3所示排列的情况下,视作在穿过各个喷墨头20中的二列的喷嘴孔22的中央的在与列方向平行的方向上延伸的直线L1上排列上述喷嘴孔22。另外,关于所述的喷墨20的喷嘴孔22与特定的辊50的位置关系,特定的辊50a的顶点与喷嘴孔
22的位置关系不一定限定于正下方(垂直)的关系。
[0090] 另外,如图13所示,在长条基材16是在长条膜15上的负极集电体1上在长边方向上间断地形成负极活性物质层2而成的方案中,在长条膜15的长边方向以一定间隔标注多个标志52。该标志52例如可以如图13所示,标注在与各个负极活性物质层2对应的位置,或者可以将规定数量的负极活性物质层2作为一个组,标注在与这些各组分别对应的位置。而且,在长条基材16正沿横向输送的期间,这些标志52通过固定设置的标志传感器53检测。该标志传感器53可以是光学式、激光式的任意的传感器,此外,也可以是透过型或反射型的任一者,根据长条基材16的种类等选择最佳的传感器即可。标志传感器53为了提高涂敷位置精度而优选传感器的光斑直径比较小。在本实施方式中,使用光学式光纤传感器。进而,如图14以及图15所示,在上下夹持长条基材16并使其沿横向输送的上侧的辊54和下侧的辊55中的下侧的辊55的内周部装入作为检测长条基材16的输送距离的距离检测单元的编码器56。基于该编码器56的检测值来进行决定喷墨头20的液状材料的涂敷开始位置以及涂敷结束位置的控制。该控制由控制喷墨头20的头控制器进行。因此,表示编码器56的检测值的信号被送往头控制器。而且,构成为,标志传感器53每当检测出多个标志52中相互隔开一定距离的规定数量的标志52,就将编码器56的检测值复位。在该情况下,上述“多个标志52”可以是与上述“规定数量的标志52”相等的数,优选是与上述“多个标志52”相比而上述“规定数量的标志52”是更少的数。根据该优选的方案,标志传感器53即使检测出“规定数量”以外的标志52,也进行使编码器56的检测值复位来使该检测无效的控制。然后,表示标志传感器53检测出标志52的信号也被送往上述头控制器。另外,距离检测单元并不限定于编码器56。进而,作为标志传感器53的设置位置,设定成从图15所示的喷墨头20到标志传感器53的距离L大于图14所示的间断地涂敷的活性物质涂敷图案的从涂敷开始位置到标志52的距离W。进而,作为图14的标志52的形状,适合与长条基材16的输送方向垂直那样的棒状或图示那样的T字状的形状。
[0091] 根据这样的结构,执行以下所示的动作。即,在标志传感器53检测出图13所示的特定的标志52a的时刻将编码器56的检测值复位,从该时刻起,编码器56开始距离检测,但标志传感器53即使检测出后续的多个(图例中3个)标志52,编码器56的检测值也不复位。在这期间,喷墨头20在间断地形成于长条膜15上的负极活性物质层2上一边基于编码器56的距离检测值来控制涂敷开始位置和涂敷结束位置一边间断地涂敷作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料。然后,在标志传感器53检测出隔开多个负极活性物质层2而标注的下一特定的标志52b的时刻将编码器56的检测值复位,再度与上述同样地,喷墨头20一边基于编码器56的检测值来控制涂敷开始位置和涂敷结束位置一边间断地地涂敷作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料。
[0092] 通过进行这样的动作,在对相互隔离的多个负极活性物质层2上从喷墨头20涂敷有机固体电解质层的液状材料时,能够减小使该液状材料的涂敷开始位置以及涂敷结束位置与各个负极活性物质层2的形成区域一致的情况下的累积误差。详细而言,长条基材16具有挠性且是为长条,因此在遍及全长的输送距离的检测中容易出现误差。因此,即使基于检测长条基材16的输送距离的编码器56的检测值决定了喷墨头20的涂敷开始位置以及涂敷结束位置,也会随着输送距离变长,而这些位置与各个负极活性物质层2各自的始端以及终端的位置变得不再一致。因此,若每当标志传感器53检测出标注在长条膜15的多个标志52中相互隔开一定距离的规定数量的标志52a、52b…,则将编码器56的检测值复位,就会从检测出该标志52a、52b…的时刻起开始编码器56的距离检测。其结果是,遍及长条基材16的全长使喷墨头20的涂敷开始位置以及涂敷结束位置与各个负极活性物质层2的始端以及终端一致的情况下的累积误差变得难以出现。
[0093] 另外,在以上的第一实施方式中,在负极活性物质层2上直接形成有机固体电解质层7,但也可以通过在负极活性物质层2上形成已经叙述的隔板,在负极活性物质层2上隔着隔板形成有机固体电解质层7。
[0094] <第二实施方式>
[0095] 图16例示本发明的第二实施方式所涉及的电池制造用装置60。该第二实施方式所涉及的电池制造用装置60作为主要结构要素,在辊对辊中的开卷装置61与卷取装置62之间从向横向的输送方向的后侧起依次具备第一喷墨涂敷装置63、热干燥装置64、第二喷墨涂敷装置65和紫外线照射装置66。
[0096] 开卷装置61中所具备的基材卷67将在由树脂等构成的具有挠性的长条膜68的外周侧形成有负极集电体1的长条基材69卷绕成卷状而得到。在从该基材卷67使长条基材69开卷并沿横向输送的途中,在通过第一喷墨涂敷装置63和热干燥装置64在负极集电体1上形成有负极活性物质层2后,通过第二喷墨涂敷装置65和紫外线照射装置66在负极活性物质层2上形成有有机固体电解质层7,然后将具有由这些各层1、2、7构成的层叠部的层叠部形成物70作为卷取装置62所具备的卷取卷71而卷取成卷状。
[0097] 在该情况下,第一喷墨涂敷装置63以及第二喷墨涂敷装置65的结构以及动作均与已经叙述的第一实施方式中的喷墨涂敷装置13相同,热干燥装置64以及紫外线照射装置66的结构以及动作也均与已经叙述的第一实施方式中的热干燥装置34以及紫外线照射装置14相同。因此,根据该第二实施方式所涉及的电池制造用装置60,在长条膜68上在长边方向上间断地形成有负极集电体1的情况下,如图17所示,在使长条基材69沿横向输送的途中,首先在各个负极集电体1上分别形成有负极活性物质层2,接下来在这些负极活性物质层2上形成有机固体电解质层7。因此,在该情况下,在长条膜68上在长边方向间断地形成有具有负极集电体1、负极活性物质层2和有机固体电解质层7的层叠部。此外,在长条膜68上在长边方向连续地形成有负极集电体1的情况下,如图18所示,优选在长条基材69沿横向输送的途中,首先在带状的负极集电体1上在长边方向上间断地形成有负极活性物质层2,接下来在这些负极活性物质层2上分别形成有有机固体电解质层7。因此,在该情况下,在带状的负极集电体1上在长边方向上间断地形成有具有负极活性物质层2和有机固体电解质层7的部分层叠部。另外,在长条膜68上在长边方向上连续地形成有负极集电体1的情况下,也可以如图19所示,在长条基材69沿横向输送的途中,首先在连续地形成的负极集电体1上连续地形成负极活性物质层2,接下来在该连续地形成的负极活性物质层2上连续地形成有机固体电解质层7。因此,在该第二实施方式中,通过基于1个辊对辊方式的装置形成负极活性物质层2和有机固体电解质层7两种层。另外,在该第二实施方式中,也是负极集电体1以及负极活性物质层2可以是正极集电体4以及正极活性物质层5。此外,在该第二实施方式中,也可以在图16所示的热干燥装置64与第二喷墨涂敷装置65之间设置用于在负极活性物质层2上形成已经叙述的隔板的隔板形成装置。
[0098] <第三实施方式>
[0099] 图20是本发明的第三实施方式所涉及的电池制造用装置80的概略俯视图,该第三实施方式所涉及的电池制造用装置80采用单片式(一片一片进行处理的方式)。如图20所示,在具有机器人手81的机器人82的周围具有:用于将重叠的处理前的薄片(基板)83一片一片去除的取出部84;在去除的薄片的负极活性物质层2上涂敷作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料的喷墨涂敷部85;使薄片83上的该液状材料固化的紫外线照射部86;和将结束了这些处理的薄片83重叠收纳的收纳部87。机器人手81能够进行旋转活动、上下活动以及弯曲伸展活动等,如图21所示,在其前端部装备用于吸附保持薄片83的多个(在图例中为4个)吸附垫88。因此,如图20所示,机器人手81能够相对应于取出部84、喷墨涂敷部
85、紫外线照射部86和收纳部87以水平姿态吸附保持薄片83,来将其运出、运入。而且,在处理前的薄片83上形成有负极集电体1和负极活性物质层2。而且,机器人手81的吸附垫88不与这些层1、2干扰地吸附保持薄片83。
[0100] 喷墨涂敷部85具有:装载薄片83并能够在同图左右方向上滑动的工作台89;和固定设置于该工作台89的移动路径的中途上方的多个(图例中为两个)喷墨头90。因此,从取出部84由机器人手81取出的薄片83装载在工作台89上,在工作台89从同图左侧向右方向滑动的中途,在薄片83上的负极活性物质层2上涂敷作为有机固体电解质层的形成材料的液状材料。在该液状材料的涂敷后,工作台89向同图左方向滑动,机器人手81吸附保持该工作台89上的薄片83并将其运入紫外线照射部86的箱91的内部空间。该箱91的内部空间与所述同样地充满氮等非活性气体,氧浓度保持在1%以下。进而,在该箱91的内部空间配设能够在同图上下方向上滑动的紫外线照射单元(LED‑UV)92。并且,通过该LED‑UV92在薄片83的上方滑动,涂敷于薄片83上的液状材料通过紫外线而固化。另外,若考虑装置的紧凑化,则期望使所述那样的LED‑UV92滑动的方法,但在薄片83和工作台一起滑动的方式中,也可以是机器人手81保持薄片83不变地移动来进行处理的方法。在这样在负极活性物质层2上形成有机固体电解质层7后,在机器人手81吸附保持薄片83并将其从箱91运出后,重叠在收纳部87。通过重复执行以上那样的动作,在收纳部87以重叠的状态收纳许多片处理完毕的薄片83。另外,在该第三实施方式中,也是负极集电体1以及负极活性物质层2可以是正极集电体4以及正极活性物质层5。另外,在该第三实施方式中使用机器人手81,但也可以是其他方式的基板转移机。
[0101] 符号说明
[0102] 1   负极集电体
[0103] 2   负极活性物质层
[0104] 4   正极集电体
[0105] 5   正极活性物质层
[0106] 7   有机固体电解质层
[0107] 10  电池制造用装置
[0108] 13  涂敷装置(喷墨涂敷装置)
[0109] 14  紫外线照射装置
[0110] 15  长条膜
[0111] 16  长条基材(被涂敷物)
[0112] 17  基材卷
[0113] 18  层叠部形成物
[0114] 20  喷墨头
[0115] 22  喷嘴(喷嘴孔)
[0116] 23  涂敷后部分
[0117] 24  箱
[0118] 24a 入口
[0119] 24b 出口
[0120] 25  紫外线照射单元(LED‑UV)
[0121] 26  浓度检测传感器
[0122] 27  非活性气体供给单元
[0123] 28  供给管
[0124] 29  供给管
[0125] 50  辊
[0126] 50a 特定的辊
[0127] 52  标志
[0128] 52a 标志
[0129] 52b 标志
[0130] 53  标志传感器
[0131] 56  编码器
[0132] 60  电池制造用装置
[0133] 63  第一喷墨涂敷装置
[0134] 65  第二喷墨涂敷装置
[0135] 66  紫外线照射装置
[0136] 67  基材卷
[0137] 68  长条膜
[0138] 69  长条基材
[0139] 70  层叠部形成物
[0140] 80  电池制造用装置
[0141] H1  高低差
[0142] H2  高低差