特許ウォッチ

公開番号2025072690
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-12
出願番号2023182892
出願日2023-10-25
発明の名称電極圧延装置
出願人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
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/139 20100101AFI20250501BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】幅方向の位置による電極シートの厚みのばらつきを低減できる電極圧延装置
【解決手段】電極圧延装置は、電極シート1のうち、幅方向の中央部1Cの厚さTcと、第1側の端部1WEの厚さTweと、第2側の端部1DEの厚さTdeと、中央部1Cと第1側の端部1WEとの間に設定された第1中間部1WCの厚さTwcと、中央部1Cと第2側の端部1DEとの間に設定された第2中間部1DCの厚さTdcと、を取得する。電極圧延装置は、厚さTcと厚さTweとの偏差ΔTwe、および、厚さTcと厚さTwcとの偏差ΔTwcを求めるとともに、厚さTcと厚さTdeとの偏差ΔTde、および、厚さTcと厚さTdcとの偏差ΔTdcを求め、偏差ΔTweと偏差ΔTwcとのうちの大きい方の偏差、および、偏差ΔTdeと偏差ΔTdcとのうちの大きい方の偏差を小さくするように制御を行う。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
電極活物質層が形成された帯状の電極シートを予め定められた搬送経路に沿って搬送する搬送装置と、
前記搬送経路に配置され、前記電極シートを圧延する圧延装置と、
制御装置と、を備え、
前記圧延装置は、
前記電極シートを挟む一対の圧延ロールと、
前記一対の圧延ロールの幅方向の第１側で、前記一対の圧延ロールのギャップを調整する第１ギャップ調整機構と、
前記一対の圧延ロールの幅方向の第２側で、前記一対の圧延ロールのギャップを調整する第２ギャップ調整機構と、
前記一対の圧延ロールの幅方向の前記第１側で、前記一対の圧延ロールの撓みを矯正する第１ベンド機構と、
前記一対の圧延ロールの幅方向の前記第２側で、前記一対の圧延ロールの撓みを矯正する第２ベンド機構と、を備え、
前記制御装置は、
前記電極シートのうち、
幅方向の中央部の厚さＴｃと、
前記第１側の端部の厚さＴｗｅと、
前記第２側の端部の厚さＴｄｅと、
前記中央部と前記第１側の端部との間に設定された第１中間部の厚さＴｗｃと、
前記中央部と前記第２側の端部との間に設定された第２中間部の厚さＴｄｃと、を取得し、
前記中央部の厚さＴｃと前記第１側の端部の厚さＴｗｅとの偏差ΔＴｗｅ、および、前記中央部の厚さＴｃと前記第１中間部の厚さＴｗｃとの偏差ΔＴｗｃを求めるとともに、
前記中央部の厚さＴｃと前記第２側の端部の厚さＴｄｅとの偏差ΔＴｄｅ、および、前記中央部の厚さＴｃと前記第２中間部の厚さＴｄｃとの偏差ΔＴｄｃを求め、
偏差ΔＴｗｅと偏差ΔＴｗｃとのうちの大きい方の偏差、および、偏差ΔＴｄｅと偏差ΔＴｄｃとのうちの大きい方の偏差を小さくするように、前記第１ギャップ調整機構、前記第２ギャップ調整機構、前記第１ベンド機構、および、前記第２ベンド機構を制御する、
電極圧延装置。
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
前記制御装置は、
Ｔｗｃ＞ＴｃかつＴｗｃ＞Ｔｗｅの場合に使用され、前記第１ギャップ調整機構および前記第１ベンド機構を制御する制御値を求める第１制御式と、
Ｔｗｃ＜ＴｃかつＴｗｃ＜Ｔｗｅの場合に使用され、前記第１ギャップ調整機構および前記第１ベンド機構を制御する制御値を求める第２制御式と、
Ｔｃ≦Ｔｗｃ≦Ｔｗｅの場合に使用され、前記第１ギャップ調整機構および前記第１ベンド機構を制御する制御値を求める第３制御式と、
Ｔｃ≧Ｔｗｃ≧Ｔｗｅの場合に使用され、前記第１ギャップ調整機構および前記第１ベンド機構を制御する制御値を求める第４制御式と、を記憶している、
請求項１に記載の電極圧延装置。
【請求項３】
前記第１ベンド機構は、前記第１側の端部における前記一対の圧延ロールのギャップを変化させるように構成されており、
前記第１制御式は、
前記中央部と前記第１側の端部との幅方向の距離をＤｗｅとし、
前記中央部と前記第１中間部との幅方向の距離をＤｗｃとして、
偏差ΔＴｗｃの方が偏差ΔＴｗｅよりも大きい場合であって、補正された偏差ΔＴｗ＝ΔＴｗｃ×Ｄｗｃ／Ｄｗｅが予め定められた閾値を超える場合、または、偏差ΔＴｗｅが偏差ΔＴｗｃ以上であって、偏差ΔＴｗｅが前記閾値を超える場合に、前記第１側における前記一対の圧延ロールのギャップを狭くするような前記第１ギャップ調整機構の制御値と、前記第１側の端部における前記一対の圧延ロールのギャップを広くするような前記第１ベンド機構の制御値と、を設定するように構成されている、
請求項２に記載の電極圧延装置。
【請求項４】
前記第１ベンド機構は、前記第１側の端部における前記一対の圧延ロールのギャップを変化させるように構成されており、
前記第２制御式は、
前記中央部と前記第１側の端部との幅方向の距離をＤｗｅとし、
前記中央部と前記第１中間部との幅方向の距離をＤｗｃとして、
偏差ΔＴｗｃの方が偏差ΔＴｗｅよりも大きい場合であって、補正された偏差ΔＴｗ＝ΔＴｗｃ×Ｄｗｃ／Ｄｗｅが予め定められた閾値を超える場合、または、偏差ΔＴｗｅが偏差ΔＴｗｃ以上であって、偏差ΔＴｗｅが前記閾値を超える場合に、前記第１側における前記一対の圧延ロールのギャップを広くするような前記第１ギャップ調整機構の制御値と、前記第１側の端部における前記一対の圧延ロールのギャップを狭くするような前記第１ベンド機構の制御値と、を設定するように構成されている、
請求項２に記載の電極圧延装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
Ｔｄｃ＞ＴｃかつＴｄｃ＞Ｔｄｅの場合に使用され、前記第２ギャップ調整機構および前記第２ベンド機構を制御する制御値を求める第５制御式と、
Ｔｄｃ＜ＴｃかつＴｄｃ＜Ｔｄｅの場合に使用され、前記第２ギャップ調整機構および前記第２ベンド機構を制御する制御値を求める第６制御式と、
Ｔｃ≦Ｔｄｃ≦Ｔｄｅの場合に使用され、前記第２ギャップ調整機構および前記第２ベンド機構を制御する制御値を求める第７制御式と、
Ｔｃ≧Ｔｄｃ≧Ｔｄｅの場合に使用され、前記第２ギャップ調整機構および前記第２ベンド機構を制御する制御値を求める第８制御式と、を記憶している、
請求項１に記載の電極圧延装置。
【請求項６】
前記第２ベンド機構は、前記第２側の端部における前記一対の圧延ロールのギャップを変化させるように構成されており、
前記第５制御式は、
前記中央部と前記第２側の端部との幅方向の距離をＤｄｅとし、
前記中央部と前記第２中間部との幅方向の距離をＤｄｃとして、
偏差ΔＴｄｃの方が偏差ΔＴｄｅよりも大きい場合であって、補正された偏差ΔＴｄ＝ΔＴｄｃ×Ｄｄｃ／Ｄｄｅが予め定められた閾値を超える場合、または、偏差ΔＴｄｅが偏差ΔＴｄｃ以上であって、偏差ΔＴｄｅが前記閾値を超える場合に、前記第２側における前記一対の圧延ロールのギャップを狭くするような前記第２ギャップ調整機構の制御値と、前記第２側の端部における前記一対の圧延ロールのギャップを広くするような前記第２ベンド機構の制御値と、を設定するように構成されている、
請求項５に記載の電極圧延装置。
【請求項７】
前記第２ベンド機構は、前記第２側の端部における前記一対の圧延ロールのギャップを変化させるように構成されており、
前記第６制御式は、
前記中央部と前記第２側の端部との幅方向の距離をＤｄｅとし、
前記中央部と前記第２中間部との幅方向の距離をＤｄｃとして、
偏差ΔＴｄｃの方が偏差ΔＴｄｅよりも大きい場合であって、補正された偏差ΔＴｄ＝ΔＴｄｃ×Ｄｄｃ／Ｄｄｅが予め定められた閾値を超える場合、または、偏差ΔＴｄｅが偏差ΔＴｄｃ以上であって、偏差ΔＴｄｅが前記閾値を超える場合に、前記第２側における前記一対の圧延ロールのギャップを広くするような前記第２ギャップ調整機構の制御値と、前記第２側の端部における前記一対の圧延ロールのギャップを狭くするような前記第２ベンド機構の制御値と、を設定するように構成されている、
請求項５に記載の電極圧延装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記搬送装置による前記電極シートの搬送速度が予め定められた閾速度以上のときには、偏差ΔＴｗｅと偏差ΔＴｗｃとのうちの大きい方の偏差、および、偏差ΔＴｄｅと偏差ΔＴｄｃとのうちの大きい方の偏差を小さくするように、前記第１ギャップ調整機構、前記第２ギャップ調整機構、前記第１ベンド機構、および、前記第２ベンド機構を制御し、
前記搬送装置による前記電極シートの搬送速度が前記閾速度よりも小さいときには、前記第１ギャップ調整機構、前記第２ギャップ調整機構、前記第１ベンド機構、および、前記第２ベンド機構の制御値を維持する、
請求項１に記載の電極圧延装置。
【請求項９】
前記搬送経路のうち前記圧延装置よりも下流において、圧延後の前記電極シートの前記中央部の厚さＴｃ、前記第１側の端部の厚さＴｗｅ、前記第２側の端部の厚さＴｄｅ、前記第１中間部の厚さＴｗｃ、および、前記第２中間部の厚さＴｄｃを測定する第１厚さ測定装置をさらに備えている、
請求項１に記載の電極圧延装置。
【請求項１０】
前記搬送経路のうち前記圧延装置よりも上流において、圧延前の前記電極シートの前記中央部の厚さＴｃ０、前記第１側の端部の厚さＴｗｅ０、前記第２側の端部の厚さＴｄｅ０、前記第１中間部の厚さＴｗｃ０、および前記第２中間部の厚さＴｄｃ０を測定する第２厚さ測定装置をさらに備え、
前記制御装置は、厚さＴｃ０、Ｔｗｅ０、Ｔｄｅ０、Ｔｗｃ０、および、Ｔｄｃ０に基づいて、前記第１ギャップ調整機構、前記第２ギャップ調整機構、前記第１ベンド機構、および、前記第２ベンド機構の初期制御値を設定する、
請求項１に記載の電極圧延装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極圧延装置に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、リチウムイオン二次電池の電極材などの材料を圧延するロールプレス機が開示されている。特許文献１に記載のロールプレス機は、上ロールおよび下ロールと、上ロールと下ロールとの間にプレス荷重を発生させるプレスシリンダと、ロール駆動機構と、ロールのたわみ補正を行うベンドシリンダと、材料の幅方向の中央、ロール駆動機構側（駆動側）、およびロール駆動機構がない側（操作側）の３点で材料の厚みを計測する厚み計を備えている。特許文献１に記載のロールプレス機は、目標厚みからの材料厚みの差異が閾値外となった場合に、プレスシリンダおよびベンドシリンダのフィードバック制御を単独又は組み合わせて行うように構成されている。詳しくは、特許文献１に記載のロールプレス機は、駆動側または操作側の材料厚みが閾値外となった場合にはプレスシリンダのプレス圧力を制御し、駆動側および操作側の材料厚みが閾値内であって中央の材料厚みが閾値外となった場合には、ベンドシリンダのベンド圧力を制御する。
【０００３】
特許文献２にも、特許文献１のロールプレス機と同様の構成を有するロールプレス装置が開示されている。特許文献２に記載のロールプレス装置は、厚み目標値と駆動側の厚み測定値との差分、厚み目標値と操作側の厚み測定値との差分、および、中央の厚み測定値と駆動側、操作側の厚み測定値の平均との差分を求めるように構成されている。特許文献２に記載のロールプレス装置は、上記算出した３つの差分を予め定められた算出式に当てはめ、駆動側のプレスシリンダ、操作側のプレスシリンダ、駆動側のベンドシリンダ、および操作側のベンドシリンダの圧力を設定する。
【０００４】
特許文献３に記載のロールプレス装置は、厚み目標値と中央の厚み測定値との差分、中央の厚み測定値と駆動側、操作側の厚み測定値の平均との差分、および、駆動側の厚み測定値と操作側の厚み測定値との差分を求めるように構成されている。特許文献３に記載のロールプレス装置は、上記算出した３つの差分を予め定められた算出式に当てはめ、駆動側のプレスシリンダ、操作側のプレスシリンダ、駆動側のベンドシリンダ、および操作側のベンドシリンダの圧力を設定する。特許文献３によれば、かかる制御により、ロールプレス装置の厚み制御を高精度化できる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５３２８８７６号
国際公開第２０２１／１４０７４７号
国際公開第２０２０／１００５６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１～３に記載のロールプレス装置は、中央部が凸または凹するように、なだらかに電極シートの厚みが変化することを想定した制御を行っている。しかし、電極シートの厚さは、幅方向に沿って、うねるように変化している場合がある。ここでは、電極シートが幅方向に沿ってうねっている場合でも、幅方向の位置による電極シートの厚みのばらつきを低減できる電極圧延装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される電極圧延装置は、電極活物質層が形成された帯状の電極シートを予め定められた搬送経路に沿って搬送する搬送装置と、前記搬送経路に配置され前記電極シートを圧延する圧延装置と、制御装置と、を備える。前記圧延装置は、前記電極シートを挟む一対の圧延ロールと、前記一対の圧延ロールの幅方向の第１側で前記一対の圧延ロールのギャップを調整する第１ギャップ調整機構と、前記一対の圧延ロールの幅方向の第２側で前記一対の圧延ロールのギャップを調整する第２ギャップ調整機構と、前記一対の圧延ロールの幅方向の前記第１側で前記一対の圧延ロールの撓みを矯正する第１ベンド機構と、前記一対の圧延ロールの幅方向の前記第２側で前記一対の圧延ロールの撓みを矯正する第２ベンド機構と、を備えている。前記制御装置は、前記電極シートのうち、幅方向の中央部の厚さＴｃと、前記第１側の端部の厚さＴｗｅと、前記第２側の端部の厚さＴｄｅと、前記中央部と前記第１側の端部との間に設定された第１中間部の厚さＴｗｃと、前記中央部と前記第２側の端部との間に設定された第２中間部の厚さＴｄｃと、を取得する。前記制御装置は、前記中央部の厚さＴｃと前記第１側の端部の厚さＴｗｅとの偏差ΔＴｗｅ、および、前記中央部の厚さＴｃと前記第１中間部の厚さＴｗｃとの偏差ΔＴｗｃを求めるとともに、前記中央部の厚さＴｃと前記第２側の端部の厚さＴｄｅとの偏差ΔＴｄｅ、および、前記中央部の厚さＴｃと前記第２中間部の厚さＴｄｃとの偏差ΔＴｄｃを求める。前記制御装置は、偏差ΔＴｗｅと偏差ΔＴｗｃとのうちの大きい方の偏差、および、偏差ΔＴｄｅと偏差ΔＴｄｃとのうちの大きい方の偏差を小さくするように、前記第１ギャップ調整機構、前記第２ギャップ調整機構、前記第１ベンド機構、および、前記第２ベンド機構を制御する。
【０００８】
上記電極圧延装置によれば、電極シートの幅方向の中央部の厚さＴｃと第１側の端部の厚さＴｗｅとの偏差ΔＴｗｅと、中央部の厚さＴｃと第１中間部の厚さＴｗｃとの偏差ΔＴｗｃと、のうちの大きい方の偏差を小さくするように、また、中央部の厚さＴｃと第２側の端部の厚さＴｄｅとの偏差ΔＴｄｅと、中央部の厚さＴｃと第２中間部の厚さＴｄｃとの偏差ΔＴｄｃと、のうちの大きい方の偏差を小さくするように、第１ギャップ調整機構、第２ギャップ調整機構、第１ベンド機構、および、第２ベンド機構が制御される。そのため、うねりのために第１中間部または第２中間部の厚さが厚い、または、薄い場合でも、幅方向の位置による電極シートの厚みのばらつきを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
電極圧延装置の模式的な側面図である。
電極圧延装置の模式的な正面図である。
電極圧延装置の模式的な平面図である。
電極圧延装置の制御ブロック図である。
電極シートの厚さのフィードバック制御の流れを示すフローチャートである。
電極シートの幅方向の位置による厚さの分布パターンを示す模式図である。
電極シートの厚さの最大偏差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、蓄電デバイスの電極圧延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。
（【００１１】以降は省略されています）

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