带有涂布材料的薄板材料制造方法、电池用极板制造装置

摘要

提供一种带有涂布材料的薄板材料制造方法、电池用极板制造装置，其能够确定从连续供给的芯材切断的每个带有涂布材料的薄板材料。带有涂布材料的薄板材料(1)的制造装置(10)具有记入装置(12)、第1重量测量装置(13)、填充装置(14)、压延装置(15)、距离测量装置(16)、第2重量测量装置(18)以及服务器(20)。根据在各个带有涂布材料的薄板材料(1)上记入的识别符(3)，确定切断的每个带有涂布材料的薄板材料(1)。使用基于第1重量测量装置(13)的重量(M1)、基于第2重量测量装置的重量(M2)以及基于距离测量装置(16)的伸长率(E)，通过服务器(20)的运算部(23)来高精度地计算填充于芯材(2)的涂布材料(4)的填充量(W)。

说明书

技术领域

本发明涉及带有涂布材料的薄板材料的制造方法以及电池用极板的制造装置。

背景技术

作为各种电子设备的电源而被广泛使用的碱性蓄电池或锂离子电池等蓄电池中使用的极板在碱性蓄电池的情况下，正极使用镍极，负极使用镉极或氢包藏合金极等，在锂离子电池中，使用锂金属氧化物极、石墨极等。

作为这样的电池用极板的制造方法，提出了如下的方法等：例如向装有包含活性物质的浆料的槽中连续供给作为芯材的带状的多孔质金属基板，将合剂浆料填充到基板中，接下来通过滚动平滑器对填充有合剂浆料的基板表面进行平滑化，干燥后进行压延(参照专利文献1)，或者，使多孔质金属基板沿其长度方向行进，且从接近基板的双面的喷嘴喷出合剂浆料来对基板填充浆料(参照专利文献2)。

在这样制造的电池用极板中，由于对金属制芯材填充的活性物质的填充量对电池性能有很大影响，因此期望能够尽可能准确地测量在制造过程中对金属制芯材填充的活性物质的填充量，例如，在专利文献3中公开了如下的方法：通过使X射线透过所供给的金属制芯材来算出金属制芯材的重量，对该金属制芯材填充活性物质之后，再次使X射线透过而算出填充有活性物质的金属制芯材的重量，通过这些测量的重量差来计算活性物质的重量。

【专利文献1】日本国特开平1－163965号公报

【专利文献2】日本国特开平9－106815号公报

【专利文献3】国际公开第2002/003487号

但是，在上述专利文献3所示的方法中，能够求出对金属制芯材刚填充完活性物质后的填充重量，但是，高精度地求出将其加工为规定的大小而得到的完成品或者中间完成品的极板中的活性物质的填充重量是困难的。这是由于，一般情况下，在电池用极板的制造工序中，对金属制芯材填充活性物质之后，进行基于滚压的压延，并调整为规定的厚度，但是，基于在压延时产生的极板的延伸，极板的每单位面积上的金属制芯材的重量或活性物质的填充重量发生变化。

此外，在上述那样的方法中，对连续供给的初始的芯材填充作为活性物质的涂布材料之后，将其切断为长条状的带有涂布材料的薄板材料。如果能够确定每个带有涂布材料的薄板材料是从连续供给的芯材的哪个部位取出的，则能够进行带有涂布材料的薄板材料的追踪，期待各种应用。

发明内容

本发明提供一种能够确定从连续供给的芯材切断的每个带有涂布材料的薄板材料的带有涂布材料的薄板材料的制造方法以及电池用极板的制造装置。

本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造方法具有：供给工序，连续供给芯材；记入工序，将识别符以规定的间隔记入到所述芯材上；填充工序，将规定量的涂布材料填充于所述芯材；压延工序，对填充有所述涂布材料的芯材进行压延；加工工序，将所述压延后的芯材切断为规定的大小；以及确定工序，根据在所述加工工序中生成的多个带有涂布材料的薄板材料各自所记入的所述识别符，确定每个带有涂布材料的薄板材料。

作为本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造方法的一个方式，例如还具有：第1重量测量工序，在所述记入工序后且在所述填充工序前，将放射线照射所述芯材来测量透过量，根据该透过量，求出以所述识别符为基点的所述芯材的重量，并与所述识别符相关联地进行存储；伸长率计算工序，其在所述压延工序后且在所述加工工序前，通过测量填充有所述涂布材料的芯材的所述识别符之间的距离，求出所述芯材基于压延的伸长率，并与所述识别符相关联地进行存储；第2重量测量工序，测量所述加工工序后的填充有所述涂布材料的芯材的重量，并与所述识别符相关联地进行存储；以及运算工序，使用在所述第1重量测量工序以及所述第2重量测量工序中分别存储的重量与在所述伸长率计算工序中存储的伸长率，求出与所述识别符对应的芯材所填充的涂布材料的填充量。

作为本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造方法的一个方式，例如，当在所述第1重量测量工序中存储的重量为M1、在所述第2重量测量工序中存储的重量为M2、在所述伸长率计算工序中存储的伸长率为E％时，填充于所述芯材的所述涂布材料的填充量W通过下面的式(1)来求出，

W＝(M2－M1)/(1+0.01E)…(1)。

作为本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造方法的一个方式，例如，所述涂布材料是电池用活性物质，所述带有涂布材料的薄板材是电池用电极。

作为本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造方法的一个方式，例如，所述电池用活性物质是以氢氧化镍或者氢包藏合金为主体的粉末。

作为本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造方法的一个方式，例如，在所述第1重量测量工序中进行照射的所述放射线是X射线。

作为本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造方法的一个方式，例如，所述芯材是发泡状镍金属多孔体。

本发明的电池用极板的制造装置具有：供给部，其连续供给芯材；记入装置，其将作为重量测量的基点的识别符以规定的间隔记入到所述芯材上；第1重量测量装置，其将放射线照射所述芯材来测量透过量，根据该透过量，求出以所述识别符为基点的所述芯材的第1重量；填充装置，其对测量完所述第1重量后的所述芯材填充规定量的电池用活性物质；压延装置，其对填充有所述电池用活性物质的芯材进行压延；距离测量装置，其测量压延后的填充有所述电池用活性物质的芯材的所述识别符间的距离；伸长率计算部，其求出所述芯材基于压延的伸长率，并与所述识别符相关联地进行存储；加工装置，其将算出所述伸长率后的填充有所述电池用活性物质的芯材切断为规定的大小；第2重量测量装置，其测量切断后的填充有所述电池用活性物质的芯材的第2重量；以及运算部，其使用所述第1重量、所述第2重量以及所述伸长率求出与所述识别符对应的芯材所填充的电池用活性物质的填充量。

作为本发明的电池用极板的制造装置的一个方式，例如，所述记入装置包含将作为重量测量的基点的识别记号记入到所述芯材上的记号记入装置以及将作为重量测量的基点的识别编号记入到所述芯材上的识别编号记入装置。

作为本发明的电池用极板的制造装置的一个方式，例如，所述第1重量测量装置是放射X射线作为所述放射线的X射线重量测量装置。

根据本发明，对于连续供给的芯材，在记入工序中记入识别符，在填充工序中填充涂布材料后，在加工工序中切断为带有涂布材料的薄板材料。通过读出每个带有涂布材料的薄板材料上记入的识别符，能够确定是从连续供给的芯材的哪个部位取出的，能够进行带有涂布材料的薄板材料的追踪。此外，当产生缺陷等的情况下，由于能够确定其产生原因，所以能够提供品质保证的带有涂布材料的薄板材料。

附图说明

图1是示出本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造装置的一例的示意图。

图2是示出本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造工序以及装置的一例的框图。

图3示出本发明的带有涂布材料的薄板材料的供给工序(1)、记入工序(2)和第1重量测量工序(3)的概要，其中，(a)是示意图，(b)是流程图。

图4是将本发明的带有涂布材料的薄板材料的记入工序(2)和第1重量测量工序(3)的详细情况在具体的实施方式的装置中概要示出的示意图。

图5是示出本发明的带有涂布材料的薄板材料的存储在存储部中的数据的一例的一览表。

图6示出本发明的带有涂布材料的薄板材料的填充工序(4)和压延工序(5)的概要，其中，(a)是示意图，(b)是填充工序(4)的流程图，(c)是压延工序(5)的流程图。

图7示出本发明的带有涂布材料的薄板材料的距离测量工序(6)、加工工序(7)和第2重量测量工序(8)的概要，其中，(a)是示意图，(b)是流程图。

标号说明

1：带有涂布材料的薄板材料；2：芯材；3：识别符；3a：识别记号；3b：识别编号；4：涂布材料；10：带有涂布材料的薄板材料的制造装置；11：供给部；12：记入装置(激光标记器)；13：第1重量测量装置(X射线重量测量装置)；14：填充装置；15：压延装置；16：距离测量装置；17：加工装置；18：第2重量测量装置；20：服务器；21：控制部；22：存储部；23：运算部；24：伸长率计算部。

具体实施方式

下面根据图1～图7对本发明涉及的带有涂布材料的薄板材料的制造方法和制造装置、以及电池用极板的制造装置的优选实施方式进行详述。

图1是示出本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造装置的一例的示意图，图2是示出本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造装置以及制造方法的一例的框图。在实施方式中，作为一例，示出了电池用极板(例如镍氢电池用的正极板)的制造装置以及制造方法。

带有涂布材料的薄板材料1例如在作为碱性蓄电池的一种的镍氢电池的电池用极板(正极用材料)中使用。然后，镍氢电池的正极是通过将例如浆料状的氢氧化镍等活性物质嵌入规定的芯材2(基板、保持体)等中而构成的。特别是发泡金属式(SME：Sponge Metal)的正极是通过将多孔质的发泡状的金属作为芯材2并将活性物质(氢氧化镍)填充于其空孔内而构成的。此外，芯材2使用例如从发泡聚氨酯的母材制造而成的作为发泡镍膜的多孔质体。

带有涂布材料的薄板材料1的制造装置10是由供给部11、记入装置(激光标记器)12、第1重量测量装置(X射线重量测量装置)13、填充装置14、压延装置15、距离测量装置16、加工装置17、第2重量测量装置18以及服务器20构成的。服务器20是主计算机，其具有：控制各装置以及服务器全体的控制部21；存储各种数据或程序的存储部22；运算芯材2的重量的运算部23；以及计算芯材2的伸长率的伸长率计算部24。此外，记入装置12具有记号记入装置12a以及识别编号记入装置12b。下面对每个工序中各装置的功能、作用等的概略进行说明。

(1)供给工序：是将芯材2向工序内连续供给的工序，从供给部11供给。

(2)记入工序：是通过记入装置12将识别符3以规定的间隔记入到芯材2上的工序。

(3)第1重量测量工序：是通过第1重量测量装置13将放射线照射芯材2来测量透过量，根据透过量来求出以识别符3为基点的芯材2的重量M1，将重量M1存储于服务器20的存储部22中的工序。

(4)填充工序：是通过填充装置14将规定量的涂布材料4填充于芯材2的工序。

(5)压延工序：是通过压延装置15将填充有涂布材料4的芯材2进行压延的工序。

(6)距离测量工序：是通过距离测量装置16测量压延后的填充有涂布材料4的芯材2的识别符3之间的距离的工序。

(7)加工工序：是通过加工装置17将通过压延装置15压延后的芯材2切断为规定的大小的工序。

(8)第2重量测量工序：是通过第2重量测量装置18测量切断后的填充有涂布材料4的芯材2的重量M2，将重量M2存储于服务器20的存储部22中的工序。

(9)确定工序：是根据在加工工序(7)中生成的多个带有涂布材料的薄板材料1各自所记入的识别符3，确定每个带有涂布材料的薄板材料1的工序。

(20)伸长率计算工序：是通过距离测量装置16测量填充有涂布材料4的芯材2的识别符3之间的距离，通过伸长率计算部24求出芯材2基于压延装置15的伸长率E，与识别符3相关联地存储于存储部22中的工序。

(21)运算工序：使用在第1重量测量工序(3)以及第2重量测量工序(8)中存储的重量和在伸长率计算工序(20)中存储的伸长率E(％)，通过运算部23求出与识别符3对应的芯材2上所填充的涂布材料4的填充量W(g/m²)的工序。

基于图3～图7对各工序的详细情况进行说明。

图3示出供给工序(1)、记入工序(2)和第1重量测量工序(3)的概要，其中，(a)是示意图，(b)是流程图。

供给部11向生产线卷出芯材2(步骤S1)。接下来，记入装置12将作为重量测量的基点的识别符3以规定的间隔记入(打印)在芯材2上(步骤S2)。然后，通过第1照相机12c等读取识别符3(步骤S3)，通过透光度测量装置进行用于校正重量M1的透光度测量(步骤S4)。进而，通过第1重量测量装置13求出以识别符3为基点的芯材2的重量M1，将重量M1存储于服务器20的存储部22中(步骤S5)，将芯材2卷取(步骤S6)。

图4是将记入工序(2)和第1重量测量工序(3)的详细情况在具体的实施方式的装置中概要示出的示意图。图5是示出存储在存储部中的数据的一例的一览表。

在实施方式中，记入装置12是激光标记器，第1重量测量装置13是X射线重量测量装置。在记入工序(2)中，激光标记器12通过激光将作为重量测量的基点的识别符3记入(打印)到芯材2上。识别符3例如由识别记号3a和识别编号3b组成，识别记号3a通过记号记入装置12a来记入，识别编号3b通过识别编号记入装置12b来记入。在实施方式中，通过方形的■标记示出识别记号3a，通过ID000、ID001、…等示出识别编号3b。

通过X射线重量测量装置13进行第1重量测量工序(3)。X射线重量测量装置13从X射线产生器(放射线产生器)产生X射线，将X射线照射到芯材2上并使X射线透过，通过X射线检测器(放射线检测器)检测该透过的X射线的透过量，测量芯材的每单位面积的重量M1(g/m²)。作为运算芯材2的重量M1的方法，有如下的方法：例如预先把握伴随着基于芯材2内的空孔的方位的变动而产生的开孔率的变动的与理论重量的偏离误差，针对观测重量进行与该误差量对应的校正/转换。由于进行这样的校正/转换，透光度测量装置测量不依据芯材2内的空孔的方位的透光度L，X射线重量测量装置13使用该透光度L来测量最终的重量M1。但是，当空孔的方位不产生变动的情况下等，透光度L的测量不是必须的。

此外，叙述了使用X射线的情况，但是也能够使用β射线等其他放射线，放射线的种类没有特别的限定。

在记入工序(2)中，考虑通过伸长率计算工序(20)来测量芯材2的伸长率，由于识别记号3a以及识别编号3b是以规定的间隔而记入的，因此确定了打印间距。通过图5的一览表示出了基于包含打印间距等的识别编号3b(例如以ID000形式能够输入到10位数)的各种数据的一例。识别记号打印开始距离是开始将识别记号3a记入到芯材2上的基点与通过第1照相机12c摄像的识别记号3a之间的距离，数据是例如XXXX.XX(单位：mm)。

识别记号打印间距是相邻的识别记号3a之间的距离，数据是例如XXXX.XX(单位：mm)。识别编号打印开始距离是识别记号3a和与该识别记号3a对应的识别编号3b之间的距离，数据是例如XXXX.XX(单位：mm)。识别编号打印间距是相邻的相同识别编号3b之间的距离，数据是例如XXXX.XX(单位：mm)。

识别编号打印个数是在相邻的识别记号3a之间所打印的识别编号3b的数量，打印多个，数据是例如X(单位：个)。由于打印多个识别编号3b，因此，能够确定在加工工序(7)中切断的每个带有涂布材料的薄板材料1是哪个识别编号3b。

照相机摄像开始定时距离是用于以激光标记器12的激光打印位置为基准设定第1照相机12c的固定位置的距离，数据是例如XXXX.XX(单位：mm)。基于第1照相机12c的摄像的图像检查被进行由识别编号打印个数所设定的次数(多次)，例如多个识别编号3b中只要可靠地打印了1个，则认为是打印成功。X射线重量测量定时距离是用于以激光标记器12的激光打印位置为基准设定X射线重量测量装置13的固定位置的距离，数据是例如XXXX.XX(单位：mm)。

如上述那样，决定了识别编号3b和与每个识别编号3b对应的识别记号打印间距、识别编号打印开始距离以及识别编号打印间距。由此，能够通过X射线重量测量装置13，与识别符3相关联地测量芯材2的重量M1，并存储于存储部22中。然后，通过距离测量工序(6)能够测量与每个识别符3对应的带有涂布材料的薄板材料1的伸长，在第2重量测量工序(8)中能够测量与每个识别符3对应的带有涂布材料的薄板材料1的重量M2。

虽然对识别记号3a和识别编号3b分开进行了说明，但是也能够通过采用条形码形式等将识别记号3a和识别编号3b作为一个识别符3。

图6示出填充工序(4)和压延工序(5)的概要，其中，(a)是示意图，(b)是填充工序(4)的流程图，(c)是压延工序(5)的流程图。

在填充工序(4)中，向生产线输出芯材2(步骤S10)，通过填充装置14将规定量的涂布材料4涂布、填充于芯材2上(步骤S11)。涂布材料4是例如作为电池用活性物质的活性物质浆料(合剂浆料)，作为涂布方法，有例如使喷出装置等与芯材2相对，一边使芯材2沿长度方向行进一边将活性物质浆料向芯材2喷出来填充芯材2内的空孔的方法。此外，通过科里奥利式流量装置来调整涂布材料4的涂布量。然后，使涂布材料4干燥(步骤S12)，制成带有涂布材料的薄板材料1(例如正极板)，将带有涂布材料的薄板材料1卷取(步骤S13)。

在压延工序(5)中，向生产线卷出带有涂布材料的薄板材料1(步骤S20)，通过压延装置15进行压延(步骤S21)。压延装置15是例如两个铁制的调整厚度的卷筒，一边使带有涂布材料的薄板材料1沿长度方向在调整压力的卷筒间行进一边调整厚度使其到达规定的厚度。然后，将带有涂布材料的薄板材料1卷取(步骤S22)。

图7示出距离测量工序(6)、加工工序(7)和第2重量测量工序(8)的概要，其中，(a)是示意图，(b)是流程图。

向生产线卷出带有涂布材料的薄板材料1(步骤S30)，通过距离测量装置16测量填充有涂布材料4的芯材2上所记入的相邻的识别符3之间的距离(步骤S31)。距离测量装置16搭载有第2照相机16a，对识别编号3b进行摄像，计算与每个识别编号3b对应的识别记号打印间距、识别编号打印开始距离以及识别编号打印间距等。伸长率计算部24使用这些数据算出芯材2基于压延装置15的伸长率E，并与识别符3相关联地存储于存储部22中。

接下来，通过具有切断刀具等的加工装置17将带有涂布材料的薄板材料1切断为长条状的规定的大小(步骤S32)。然后，通过第3照相机读取识别符3(步骤S33)，通过秤等第2重量测量装置18测量切断后的带有涂布材料的薄板材料1的重量M2并与通过第3照相机摄像的识别符3相关联地存储于存储部22中(步骤S34)。根据通过第2重量测量装置18测量的重量M2，对切断的每个带有涂布材料的薄板材料1进行合格品、不合格品等的筛选(步骤S35)。

运算部23使用通过第1重量测量装置13取得的重量M1和通过第2重量测量装置18取得的重量M2以及通过距离测量装置16取得的伸长率E(％)，计算与识别符3对应的芯材2上所填充的涂布材料4的填充量W。通过下面的式子求出填充量W。

W＝(M2－M1)/(1+0.01E)…(1)

在第1重量测量工序(3)中，由于芯材2在生产线上经过，因此使用载置有芯材2的在静止状态下进行重量测量的秤等是困难的，但是，在第2重量测量工序(8)中，能够分别测量带有涂布材料的薄板材料1的重量，所以可以使用秤。

根据本发明，对连续供给的芯材2记入识别符3并填充涂布材料4后，切断为带有涂布材料的薄板材料1。通过读出每个在带有涂布材料的薄板材料1上记入的识别符3，能够确定是从连续供给的芯材2的哪个部位取出的，能够进行带有涂布材料的薄板材料1的追踪。此外，当产生缺陷等的情况下，由于能够确定其产生原因，因此能够提供品质保证的带有涂布材料的薄板材料1。

此外，基于在压延工序(5)中产生的芯材2的延伸，芯材2的每单位面积的重量或涂布材料4的填充量W发生变化。在填充涂布材料4的前后测量识别符3的记入间隔(打印间距)，通过比较运算能够算出伸长率E(％)，通过进行基于该伸长率E的校正(1+0.01E)能够高精度地求出涂布材料4的填充量W。通过得到准确的涂布材料4(活性物质)的填充量W，能够保证例如极板的性能。

叙述了通过第2重量测量装置18测量重量M2，但是，当重量M2超过规定的重量范围的情况下，向填充工序(4)发送信号，涂布材料4的重量被反馈，能够立即调整涂布材料4的填充量。

在上述的实施方式中，采用了作为碱性蓄电池的一种的镍氢电池的正极用材料的制造方法，但是不限于实施方式，也能够应用于其他形式的蓄电池的包含正极板、负极板的极板的制造。此外，不仅是蓄电池的极板，也能够应用于使用识别符来确定每个带有涂布材料的薄板材料的其他领域。

此外，本发明不限于上述实施方式，能够进行适当变形、改良等。此外，只要能够实现本发明，上述实施方式中的各构成要素的材质、形状、尺寸、数值、形态、个数、配置部位等是任意的，不作限定。

本申请基于在2014年4月2日申请的日本国特愿2014－076263，享受其优先权。

产业上的可利用性

本发明的带有涂布材料的薄板材料的制造方法和制造装置以及电池用极板的制造方法和制造装置能够应用于确定每个带有涂布材料的薄板材料的制造方法、填充于作为芯材的多孔质体中的涂布材料的重量测量以及碱性蓄电池或锂离子电池的极板的制造方法的用途。