CN105917490A - 切开分离器的制造方法、分离器缠绕体的制造方法、分离器切开方法、及分离器切开装置 - Google Patents

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Abstract

通过本发明的切开分离器的制造方法可得到切开部位处的起毛少的品质优良的切开分离器。本发明包括：传输原片(S)的步骤(S101)；和相对于原片(S)放入切开刀(72)，以使相对于切开位置处的原片(S)的相切平面内的相切平面角度(θ3)处于3°以上且35°以下的范围内，从而对原片(S)进行切开的步骤(S102)。

Description

切开分离器的制造方法、分离器缠绕体的制造方法、分离器切开方法、 及分离器切开装置
技术领域
本发明涉及锂离子二次电池等电池所使用的多孔质的切开分离器的制造方法、利用该制造方法的分离器缠绕体的制造方法、切开分离器的方法、及分离器切开装置。
背景技术
需要将电池用分离器制造成具有适合于使用该分离器制造出的电池的宽度(以下“产品宽度”)。但是，一开始就制造成为产品宽度的分离器的话，制造效率不高。因此，通常生成宽度宽的分离器原片并将其切开来同时制造多个具有产品宽度的分离器。
专利文献1作为切开分离器的装置而公开了点式二氧化碳激光切断装置。专利文献1记载了利用二氧化碳激光振荡单元和弯曲激光的反射镜(段落[0050])。
专利文献2作为切开分离器的方法公开了将切割刀与分离器构成的角度和分离器的厚度设为规定的关系的构成。专利文献1记载了，通过该结构，在分离器中不易产生孔或裂痕(段落[0030])。
另外，将切开前的分离器称作“原片”。此外，将切开后的分离器称作“切开分离器”。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开专利公报“JP特开2013-119094号公报(2013年6月17日公开)”
专利文献2：日本国公开专利公报“JP特开2002-273684号公报(2002年9月25日公开)”
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1的装置需要具备二氧化碳激光振荡单元及弯曲激光的反射镜，因此变得比较大。尤其是反射镜，需要在每个切开原片的位置处具备反射镜。因此，切开原片的个数增加得越多，就越难利用该装置。
专利文献2的方法可以说即使切开原片的个数增加也比较容易利用。但是，切割刀与分离器构成的角度、和分离器的厚度对切开后的切开分离器是否良好带来决定性的影响。因此，通过该方法，不可能得到优良的切开分离器。
本发明鉴于以上的课题而完成，其目的在于，提供一种能够得到品质优良的切开分离器及分离器缠绕体的切开分离器的制造方法、分离器缠绕体的制造方法、分离器切开方法及分离器切开装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的第一方式的切开分离器的制造方法包括：传输多孔质的电池用分离器原片的工序；和相对于上述电池用分离器原片放入切开刀，以使相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的切开刀尖角度在3°以上且35°以下的范围内，从而切开上述电池用分离器原片的工序。
此外，本发明的第二方式的分离器缠绕体的制造方法包括：上述的切开分离器的制造方法中的各工序；和将切开后的分离器卷到芯体上的工序。
此外，本发明的第三方式的分离器切开方法包括：传输多孔质的电池用分离器原片的工序；和相对于上述电池用分离器原片放入切开刀，以使相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的切开刀尖角度处于3°以上且35°以下的范围内，从而切开上述电池用分离器原片的工序。
此外，本发明的第四方式的分离器切开装置具备：传输部，传输多孔质的电池用分离器原片；和切开刀，切开上述电池用分离器原片，上述切开刀具有相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的刀尖角度处于3°以上且35°以下的范围内的结构。
发明效果
根据本发明的各方式，能够得到切开部位处的起毛少且品质优良的切开分离器及在表面起毛少的品质优良的分离器缠绕体。
附图说明
图1是表示锂离子二次电池的截面结构的示意图。
图2是表示图1所示的锂离子二次电池的详细结构的示意图。
图3是表示图1所示的锂离子二次电池的其他结构的示意图。
图4是表示切开分离器的切开装置的结构的示意图。
图5是表示图4所示的切开装置的切断装置的结构的侧视图及主视图。
图6是表示实施方式1的分离器切开方法的示意图。
图7是表示在图6所示的分离器切开方法中利用的切开刀的结构的主视图、截面图。
图8是表示图7所示的切开刀的详细结构的主视图、截面图。
图9是表示图8所示的切开刀的截面角度及安装角度与相切平面刀尖角度之间的关系的示意图。
图10是表示在实施方式2的分离器切开方法中利用的切开刀的结构的主视图。
图11是表示不同于图10所示的切开刀的切开刀结构的截面图。
图12是表示与利用图10所示的切开刀的分离器切开方法不同的分离器切开方法的主视图。
图13是表示与利用图10所示的切开刀的分离器切开方法又不同的分离器切开方法的主视图。
图14是表示在图13所示的分离器切开方法中利用的一对切开刀中的下部刀的结构的从侧面观察时的截面图。
图15是用于说明在分离器及分离器缠绕体中产生的起毛的形态的图。
图16是表示将切开刀的相切平面刀尖角度保持为恒定的变形例的示意图。
具体实施方式
[共同的结构]
依次说明在后述的实施方式中相同的锂离子二次电池、分离器、耐热分离器、耐热分离器的制造方法、切开装置、切断装置。
(锂离子二次电池)
代表锂离子二次电池的非水电解液二次电池其能量密度高，因此当前作为在个人计算机、移动电话、便携式信息终端等设备、汽车、航空器等移动体中使用的电池、或者辅助电力的稳定供给的固定用电池而被广泛使用。
图1是表示锂离子二次电池1的截面结构的示意图。
如图1所示，锂离子二次电池1具备阴极11、分离器12和阳极13。在锂离子二次电池1的外部，在阴极11与阳极13之间连接外部设备2。并且，在锂离子二次电池1充电时电子向方向A移动，放电时电子向方向B移动。
(分离器)
分离器12被配置在作为锂离子二次电池1的正极的阴极11和作为其负极的阳极13之间，并夹在阴极11和阳极13之间。分离器12是分离阴极11与阳极13之间的同时能够使锂离子在其间移动的多孔质薄膜。分离器12其材料例如包含聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。
图2是表示图1所示的锂离子二次电池1的详细结构的示意图，(a)表示通常的结构，(b)表示锂离子二次电池1升温时的情况，(c)表示锂离子二次电池1急剧升温时的情况。
如图2(a)所示，分离器12中设有多个孔P。通常，锂离子二次电池1的锂离子3经由孔P而往来。
在此，例如，有时由于锂离子二次电池1的过充电或外部设备的短路引起的大电流等，锂离子二次电池1会升温。此时，如图2(b)所示，分离器12熔解或变柔软，孔P会堵塞。然后，分离器12会收缩。由此，锂离子3的移动会停止，因此上述的升温也会停止。
但是，在锂离子二次电池1急剧升温的情况下，分离器12急剧收缩。此时，如图2(c)所示，分离器12有时会被破坏。然后，锂离子3会从被破坏的分离器12泄露，因此锂离子3的移动不会停止。因此，升温会持续。
(耐热分离器)
图3是表示图1所示的锂离子二次电池1的其他结构的示意图，(a)表示通常的结构，(b)表示锂离子二次电池1急剧升温时的情况。
如图3(a)所示，分离器12可以是具备多孔质薄膜5和耐热层4的耐热分离器。耐热层4层叠在多孔质薄膜5的阴极11侧的一个面上。另外，耐热层4可以层叠在多孔质薄膜5的阳极13侧的一个面上，也可以层叠在多孔质薄膜5的两个面上。并且，在耐热层4也可以设置与孔P相同的孔。通常，锂离子3经由孔P和耐热层4的孔而往来。耐热层4的材料包含例如全芳香族聚酰胺(芳香聚酰胺树脂)。
如图3(b)所示，即使锂离子二次电池1急剧升温，多孔质薄膜5熔解或变柔软，由于耐热层4辅助多孔质薄膜5，因此可维持多孔质薄膜5的形状。因此，多孔质薄膜5熔解或变柔软，孔P堵塞。由此，锂离子3的移动停止，因此上述的过放电或过充电也会停止。这样可抑制分离器12的破坏。
(耐热分离器的制造工序)
锂离子二次电池1的耐热分离器的制造并没有特别限定，可以利用公知的方法来进行。以下，假设多孔质薄膜5其材料主要包含聚乙烯的情况来进行说明。但是，即便多孔质薄膜5包含其他材料，也可以通过同样的制造工序来制造分离器12。
例如，可列举如下方法：在热塑性树脂中加可塑剂而实现薄膜成形之后，用适当的溶媒去除该可塑剂。例如，在多孔质薄膜5由包含超高分子量聚乙烯的聚乙烯树脂形成的情况下，可通过以下所示的方法来制造。
该方法包括：(1)混合超高分子量聚乙烯和碳酸钙等无机填充剂来得到聚乙烯树脂组成物的混合工序、(2)使用聚乙烯树脂组成物成形薄膜的压延工序、(3)从在工序(2)中得到的薄膜中去除无机填充剂的去除工序和(4)延伸在工序(3)中得到的薄膜而得到多孔质薄膜5的延伸工序。
通过去除工序，在薄膜中设置多个微细孔。通过延伸工序延伸后的薄膜的微细孔成为上述的孔P。由此，形成具有规定厚度和透气度的聚乙烯微多孔膜、即多孔质薄膜5。
另外，在混合工序中，也可以混合超高分子量聚乙烯100重量部、重量平均分子量在1万以下的低分子量聚烯烃5～200重量部和无机填充剂100～400重量部。
然后，在涂敷工序中，在多孔质薄膜5的表面形成耐热层4。例如，在多孔质薄膜5上涂敷芳香聚酰胺/NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶液(涂敷液)，形成作为芳香聚酰胺耐热层的耐热层4。耐热层4可以仅设置在多孔质薄膜5的一个面上，也可以设置在多孔质薄膜5的两个面上。此外，作为耐热层4，也可以涂敷包含氧化铝/羧甲基纤维素等填料的混合液。
在多孔质薄膜5上涂敷涂敷液的方法只要是能够均匀地湿涂的方法即可，没有特别的限制，可采用现有技术的公知方法。例如，可采用毛细管涂法、旋涂法、狭缝模涂法、喷雾法、浸涂法、辊涂法、丝网印刷法、苯胺印刷法、棒涂法、凹板印刷式涂法、模涂法等。耐热层4的厚度能够根据涂敷湿膜的厚度、涂敷液中的固定分量浓度来进行控制。
另外，进行涂敷时，作为固定或者传送多孔质薄膜5的支撑体可使用树脂制薄膜、金属制传送带、卷筒等。
如以上所述，能够制造在多孔质薄膜5上层叠了耐热层4的分离器12(耐热分离器)。制造出的分离器卷绕于圆筒形状的芯体。另外，通过以上的制造方法制造出的对象并不限于耐热分离器。该制造方法也可以不包括涂敷工序。此时，制造出的对象是没有耐热层的分离器。
(切开装置)
优选耐热分离器或没有耐热层的分离器(以下称为“分离器”)具有适合于锂离子二次电池1等应用产品的宽度(以下称为“产品宽度”)。但是，为了提高生产性，制造成分离器的该宽度为产品宽度以上。并且，一旦制造之后，分离器被切断(切开)成产品宽度。
另外，“分离器的宽度”是指，相对于分离器的长边方向和厚度方向垂直的方向上的分离器的长度。以下，将具有切开前的宽度的分离器称为“原片”，将切开后的分离器特别称为“切开分离器”。此外，切开是指将分离器沿着长边方向(制造中的薄膜的流动方向、MD：Machine direction)切断，切割是指将分离器沿着横切方向(TD：transverse direction)切断。横切方向(TD)是指与分离器的长边方向(MD)和厚度方向大致垂直的方向。
图4是表示切开分离器的切开装置6的结构的示意图，(a)表示整体结构，(b)表示切开原片前后的结构。
如图4(a)所示，切开装置6具备以可旋转的方式被支撑的圆柱形状的放卷辊(unwind roll)61、辊62～69和多个卷绕辊70U、70L。切开装置6中还设有后述的切断装置7。
(切开前)
在切开装置6中，将缠绕了原片的圆筒形状的芯体c嵌入放卷辊61。如图4(b)所示，从芯体c向路径U或L送出原片。送出的原片经由辊63～67而传输到辊68。在传输的工序中，原片被切开成多个分离器。另外，也可以不设置辊67。此时，从辊64向辊68传输该原片。
(切开后)
如图4(b)所示，多个切开分离器的一部分分别被卷绕到嵌入卷绕辊70U中的圆筒形状的各芯体u(线轴)。此外，多个切开分离器的另一部分分别被卷绕到嵌入卷绕辊70L中的圆筒形状的各芯体l(线轴)。另外，将卷绕成辊状的分离器及芯体u、l的一体化物称为“缠绕体”。
(切断装置)
图5是表示图4(a)所示的切开装置6的切断装置7的结构的图，(a)是切断装置7的侧视图，(b)是切断装置7的主视图。
如图5(a)～(b)所示，切断装置7具备支架71和切开刀72。支架71固定在切开装置6所具备的框体等上。并且，支架71以切开刀72与被传输的分离器原片之间的位置关系固定的方式保持着切开刀72。切开刀72通过研磨地尖锐的边缘来切开分离器的原片。
[实施方式1]
基于图6～图9来说明本发明的第一实施方式。
《分离器切开方法》
(基于切开刀进行的原片的切开)
图6是表示本实施方式的分离器切开方法的示意图，(a)是主视图，(b)是俯视图。
如图6(a)所示，沿着一定的传输路径将原片S传输至切开刀72的刀尖。切开刀72将原片S切开成切开分离器su和切开分离器sl。向不同的方向传输切开分离器su和切开分离器sl。
如图6(b)所示，向一个方向D传输原片S。切开刀72沿着与方向D平行且与原片S垂直的方向切入原片S。
另外，原片S是即将被切开刀72切开的分离器。
(切开刀的截面角度)
图7是表示在图6(a)～(b)所示的分离器切开方法中利用的切开刀72的结构的图，(a)是主视图，(b)是表示(a)的A-A截面的截面图。
如图7(a)所示，切开刀72具备直线状的刀尖E。如图7(b)所示，切开刀72的形状是相对于与原片S和A-A截面垂直的平面a面对称的结构。并且，切开刀72在A-A截面上以刀尖E为前端而扩展到固定的角度。与刀尖E垂直的刀尖E的截面角度θ1例如是25°。
(切开刀的安装角度)
图8是表示图7(a)～(b)所示的切开刀72的详细结构的图，(a)是主视图，(b)是表示(a)的B-B截面的截面图，(c)是表示切开刀72为两段结构刀时的上述的A-A截面的截面图，(d)是表示利用切开刀72的分离器切开方法的流程图。
如图8(a)所示，切开刀72被安装成相对于原片S构成规定的角度。安装角度θ2例如是12.8°。
B-B截面是切开刀72的切开位置处的与原片S相接的平面。
(切开刀的相切平面刀尖角度)
如图8(b)所示，切开刀72在作为B-B截面的截面T(相切平面)中，以刀尖E为前端具有一定程度宽的角度。该角度是包括刀尖E接触的原片S在内的平面中的截面角度(以下称为“相切平面刀尖角度”)。发明人发现了该相切平面刀尖角度对切开分离器是否良好的影响很大。当相切平面刀尖角度θ3在3°以上且35°以下的范围(以下称为“范围α”)内时，能够得到切开部位中的起毛少的品质优良的切开分离器。
(两段结构刀)
如图8(c)所示，切开刀72是两段结构的刀。该两段结构刀的刀尖E构成截面角度θ1而变宽(第一段)，进一步构成锐角的截面角度θ4而变宽(第二段)。在该两段结构刀中，针对范围F所示的狭窄的范围，可以如上所述那样计算相切平面刀尖角度θ3。
(分离器切开方法的流程)
如图8(d)所示，本实施方式的分离器切开方法包括：步骤S101，是传输原片S的工序；步骤S102，是切开原片S的工序。此时，相切平面刀尖角度θ3在范围α内。
(截面角度及安装角度与相切平面刀尖角度的关系)
图9(a)～(d)是表示图8(a)～(b)所示的切开刀72的截面角度θ1及安装角度θ2与相切平面刀尖角度θ3之间的关系的示意图。图9(a)～(d)所示的点e～i对应于图8(a)～(b)所示的点e～i。
如图9(a)所示，在狭窄的范围(例如上述的范围F)内，刀尖E被视为是三角柱。以下，将刀尖E称为“三角柱”。
(截面角度、安装角度)
如图9(b)所示，上述的截面角度θ1对应于由作为三角柱的顶点的点f、g、h构成的三角形的点g处的角度。点i是点f、h的中点。并且，将由点f、h构成的边的长度设为z、将由点g、i构成的线段的长度设为m时，关于截面角度θ1，下式(1)成立。
z/2＝m·tan(θ1/2)……式(1)
如图9(c)所示，上述的安装角度θ2对应于由作为三角柱的顶点的点e、g和点i构成的三角形的点e处的角度。并且，将由点e、i构成的边的长度设为n时，关于安装角度θ2，下式(2)成立。
m/n＝sin(θ2)……式(2)
(相切平面刀尖角度)
图9(d)表示与图8(b)所示的截面T相同的截面。并且，关于相切平面刀尖角度θ3，下式(3)成立。
tan(θ3/2)＝(z/2)/n……式(3)
在上式(3)中代入上式(1)时，可得到下式(4)。
tan(θ3/2)＝(m/n)·tan(θ1/2)……式(4)
在上式(4)中代入上式(2)时，可得到下式(5)。
tan(θ3/2)＝sin(θ2)·tan(θ1/2)……式(5)
对上式(5)进行变形时，可得到下式(6)。
θ3＝2·tan-1(sin(θ2)·tan(θ1/2))……式(6)
(切开刀的具体例)
切开刀72例如利用京瓷株式会社制的工业用精密刀“FBC4019G”。FBC4019G的规格如下。
·材质：FW25(由小粒子的集合体构成的材质)
维氏硬度[Kg/mm2]：1700
抗挠强度[MPa]：3900
断裂韧度[MPa·m1/2]：10.3
线性膨胀系数[1/℃(×10-6)]：5.5
构成刀尖E的粒子的粒径[μm]：0.6
·刀尖E的长度[mm]：40
·宽度[mm]：19
·厚度[mm]：0.25
·刀尖E的截面角度θ1[°]：25
《本实施方式的效果》
相切平面刀尖角度θ3是切开原片S时切开刀72的刀尖E切入原片S的角度。因此，相切平面刀尖角度θ3对切开分离器是否良好的影响很大。因此，通过使相切平面刀尖角度θ3包含在上述的范围α内，从而可得到优良的切开分离器。
另外，具有具备切开刀的切断装置7(参照图5(a)～(b))的切开装置6(参照图4(a))也包含在本发明内。此外，通过支架71固定成相切平面刀尖角度θ3包含在上述范围α内的切开刀72也包含在本发明内。
(可得到相同效果的等效条件)
截面角度θ1及安装角度θ2只要包含在相切平面刀尖角度θ3处于上述范围α内时从上式(5)的关系导出的值的范围内即可。此时，也可以得到优良的切开分离器。
(通过切开刀的形状得到的效果)
如上所述，切开刀72的形状是相对于与原片S和A-A截面(参照图7(a)～(b))垂直的平面a面对称的结构。也就是说，切开刀72的截面形状是与包含原片S的平面(刀尖E与原片S相接的平面)垂直且相对于与作为原片S的传输方向的方向D平行的平面面对称的结构。由此，可得到端面的形状均匀的切开分离器。
(切开分离器及分离器缠绕体的制造方法、作为切开装置的利用)
另外，包括上述的分离器切开方法的各工序的切开分离器的制造方法也包含在本发明内。
此外，包括这些各工序的分离器缠绕体的制造方法也包含在本发明内。
此外，实现上述的分离器切开方法的切开装置6(分离器切开装置)也包含在本发明内。
(起毛的形态)
图15是用于说明在分离器12及分离器缠绕体10中产生的起毛的形态的图，(a)是分离器缠绕体10的主视图，(b)是分离器缠绕体10的侧视图，(c)是(a)的范围G的放大图。另外，在以下的说明中分离器12是切开分离器。
如图15(a)、(b)所示，分离器缠绕体10具备在外周面81a缠绕了分离器12的芯体8。芯体8具备外侧圆筒部81、内侧圆筒部82和多个肋条83，具有与上述的芯体u、l相同的功能。
上述的“毛刺”在作为切开部位的分离器12的侧部产生。并且如图15(c)所示那样将分离器12缠绕到芯体8时，毛刺12a出现在分离器缠绕体10的侧部端面。
(起毛少的优点)
若毛刺12a在从分离器缠绕体10送出分离器12时等情况下飞出，则有可能会对利用分离器12制造的电池带来恶劣影响。此外，如图15(c)所示，影响美观。此外，沿着MD方向直线切开分离器12。此时，对分离器12施加了张力时，有可能会以毛刺12a为起点产生裂痕。另外，若在电池制造中带入了毛刺12a，则带入的部分会与分离器12重叠，与周围相比电阻变高，因此会在局部产生电流密度之差。因此，毛刺12a有可能会成为电池的正极劣化或产生树枝状结晶的原因。根据本实施方式，能够抑制这种毛刺12a的产生。
[实施方式2]
基于图10～图13，说明本发明的第二实施方式。另外，为了便于说明，对具有与在上述实施方式中说明过的部件相同的功能的部件，赋予相同的符号，省略其说明(在以下的实施方式也相同)。
《其他分离器切开方法及其效果》
(圆形切开刀)
图10是表示在本实施方式的分离器切开方法中利用的切开刀72a的结构的主视图。
如图10所示，切开刀72a是圆形刀，具备圆弧形状(弧状)的刀尖Ea。半径r是该圆弧的半径。长度l是包括原片S的平面中沿着方向D的切开刀72a的长度。此时，以切开原片S的起点即点e处的圆弧的切线(相切平面)和原片S构成的角度、即进入角度θ2a可由下式(7)表示。
cos(90°-θ2a)＝(1/2)/r……式(7)
上式(7)可变形为下式(8)。
90°-θ2a＝cos-1((1/2)/r)……式(8)
上述(8)可变形为下式(9)。
θ2a＝90°-cos-1((1/2)/r)……式(9)
(得到与平片切开刀相同效果的等效条件)
并且，切开刀72a的刀尖Ea与原片S构成进入角度θ2a和上述的切开刀72的刀尖E与原片S构成安装角度θ2是等价的。此时，图10的A-A截面对应于图7(a)～(b)所示的A-A截面。此外，图10的B-B截面对应于图8(a)～(b)所示的B-B截面。
(基于单刃切开刀的切开)
图11是表示不同于图10所示的结构的切开刀72b的结构的截面图，(a)是对应于图7(b)的截面图，(b)是对应于图9(d)的截面图。
如图11(a)所示，切开刀72b是单刃。切开刀72b的截面与图7(a)所示的切开刀72的截面的右半部分的形状一致。另外，并不限于该形状，切开刀72b的截面也可以左右相反。
在此，切开刀72b的刀尖E的截面角度θ1a是切开刀72的截面角度θ1的一半。
θ1a＝θ1/2……式(10)
此外，如图A(b)所示，切开刀72b的相切平面刀尖角度θ3a是切开刀72的相切平面刀尖角度θ3的一半。
θ3a＝θ3/2……式(11)
在上式(6)中代入上式(10)及(11)时可得到下式(12)。
θ3a＝tan-1(sin(θ2)·tan(θ1a))……式(12)
通过上式(12)，可以与双刃切开刀72同样地计算单刃切开刀72b的相切平面刀尖角度θ3a。
(辊上的切开)
图12是表示与利用图10所示的切开刀72a的分离器切开方法不同的分离器切开方法的主视图。
如图12所示，在辊66(传输部)上传输原片S。辊66上设有可插入切开刀72的刀尖E的一部分的槽。刀深度z是插入辊66中的刀尖E的深度。相切平面p是与切开刀72的切开位置处的原片S相对的相切平面。
此时，通过辊66传输着的原片S与切开刀72构成的进入角度θ2b可通过下式(13)来计算。
θ2b＝cos-1((r-z)/r)……式(13)
r：辊66的半径
与上述的安装角度θ2同样地处理该角度θ，基于上式(6)可计算相切平面刀尖角度θ3。
另外，也可以在切开刀72的基础上还利用上述的切开刀72b。此时，与上述的安装角度θ2同样地处理进入角度θ2b，基于上式(12)可计算相切平面刀尖角度θ3a。
如以上所述，在辊上的切开中也可以计算相切平面刀尖角度。
(基于一对切开刀的切开)
图13是表示与利用图10所示的切开刀72a的分离器切开方法又不同的分离器切开方法的主视图。
如图13所示，一对切开刀72c、72d对原片S进行切开。切开刀72c的大小和切开刀72d的大小可以不同。
切开刀72c例如可利用京瓷株式会社制的工业用精密刀“GUBD-09807T45DC15(刀尖的截面角度θ1a：45°)”。切开刀72d例如可利用京瓷株式会社制的工业用精密刀“GDBD-08005T”。
图14是表示在图13所示的分离器切开方法中利用的一对切开刀72c、72d中的作为下部刀的切开刀72d的结构的从侧面观察时的截面图，(a)是表示整体结构的图，(b)是放大了(a)的范围C的图。
如图14(a)～(b)所示，向辊66嵌入切开刀72d。切开刀72d的外径和辊66的外径相同。因此，沿着与辊66联动地旋转的切开刀72d的外周部72da，传输原片S。
切开刀72d中设有槽部72db。一对切开刀72c、72d中作为上部刀的切开刀72c是单刃刀。切开刀72c的刀尖Ec与切开刀72d的槽部72db的侧面的一部分、即侧部72dc相接触。
在此，关于由图13的点Oc、Od、s构成的三角形，根据余弦定理，以下的式(14)～式(16)成立。另外，辅助线q是用于角度计算中的辅助线，是经过切开刀72c的刀尖Ec与切开刀72d的外周部72da相交的两点的直线。
rc2+OcOd2-2·rc·OcOd·cos(θ2cc)＝rd2……式(14)
rd2+OcOd2-2·rd·OcOd·cos(θ2cd)＝rc2……式(15)
OcOd＝rc+rd-z……式(16)
rc：切开刀72c的半径
rd：切开刀72d的半径
OcOd：作为切开刀72c的旋转中心的点Oc与作为切开刀72d的旋转中心的点Od之间的长度
θ2cc：辅助线q和切开刀72c的刀尖Ec构成的一侧进入角度
θ2cd：辅助线q和切开刀72d的外周部72da构成的一侧进入角度
z：切开刀72c和切开刀72d相接触的深度
若变形上式(14)～式(15)，则可得到以下的式(17)～式(18)。
θ2cc＝cos-1((rc2+OcOd2-rd2)/(2·rc·OcOd))……式(17)
θ2cd＝cos-1((rd2+OcOd2-rc2)/(2·rd·OcOd))……式(18)
通过与上述的安装角度θ2同样地处理这些一侧进入角度θ2cc、θ2cd之和的角度、即进入角度“θ2cc+θ2cd”，从而基于上式(12)，可计算相切平面刀尖角度θ3a。
如上所述，在基于一对切开刀的切开中，能够计算出相切平面刀尖角度。
[实施方式3]
说明本发明的第三实施方式。
《分离器切开方法的验证》
以下，将被切开的分离器的种类、切开刀的种类(平片刀、圆刀)、切开刀的截面形状(双刃、单刃)、切开刀的刀尖的截面角度θ1以及切开刀的安装角度θ2变更成各种形式，具体验证切开分离器是否良好地依赖于相切平面刀尖角度θ3的情况。
(要切开的薄膜的制造条件)
<聚烯烃多孔质薄膜的制造>
在该验证中，利用两种分离器。这些分离器是上述的“耐热分离器”。构成该耐热分离器的多孔质薄膜的制造条件如下。
相对于高分子量聚乙烯粉末(GUR4032(テイコナ株式会社制))的70重量％、重量平均分子量1000的聚乙烯蜡(FNP-0115(日本精镴株式会社制))30重量％、该高分子量聚乙烯和聚乙烯蜡的总100重量部，加入防氧化剂(Irg1010(Ciba Specialty chemicals株式会社制))0.4重量部、(P168(Ciba Specialty chemicals株式会社制))0.1重量部、硬脂酸钠1.3重量部，进一步以相对于总体积成为38体积％的方式加入平均粒径0.1μm的碳酸钙(Maruo Calcium株式会社制)，将这些以粉末状态在亨舍尔混合机中进行混合，在双轴搅拌机中熔融混合后形成聚烯烃树脂组成物。利用表面温度为150℃的一对辊压延该聚烯烃树脂组成物来制造薄片。将该薄片浸渍在盐酸水溶液(盐酸4mol/L、非离子系表面活性剂0.5重量％)，从而去除碳酸钙，接着在105℃下以任意的倍率延伸，获得膜厚为13.5μm的聚烯烃多孔质薄膜。
<对位芳香族聚酰胺(パラアラミド(Para Aramid))的合成>
获得构成上述的耐热分离器的耐热层的对位芳香族聚酰胺的制造条件如下。
使用具有搅拌翼、温度计、氮流入管及粉末体添加口的3升的可分离瓶，进行了对位芳香族聚酰胺(Poly-paraphenylene terephthalamide)的制造。在充分干燥的上述烧杯中加入2200g N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，然后添加151.07g在200℃下真空干燥2小时的氯化钙粉末。将这些混合物升温至100℃，将氯化钙完全溶解于NMP中。使该氯化钙溶解液返回至室温，添加68.23g对苯二胺(パラフエニレンジアミン)来使其完全溶解。将该溶液保持在20℃±2℃下，将124.97g对苯二甲酰氯(テレフタル酸ジクロライド)分成10份，每隔约5分钟分别进行添加。然后搅拌的同时，将溶液保持20℃±2℃下，并在该状态下使其成熟1小时，得到对位芳香族聚酰胺浓度为6重量％的对位芳香族聚酰胺。
<耐热层形成用浆A的制作>
用于得到上述的耐热层的耐热层形成用浆A的制造条件如下。
在得到的100g对位芳香族聚酰胺中添加243g NMP，搅拌60分钟，得到对位芳香族聚酰胺浓度为1.75重量％的对位芳香族聚酰胺溶液。另一方面，混合6g氧化铝粉末(氧化铝C(日本Aerosil株式会社制)、绝对比重：3.2g/cm3)和6g氧化铝粉末(高级氧化铝AA-03(住友化学株式会社制)、绝对比重：4.0g/cm3)，得到12g氧化铝粉末混合物。然后，在对位芳香族聚酰胺浓度为1.75重量％的对位芳香族聚酰胺溶液中混合氧化铝粉末混合物12g，搅拌240分钟，得到含氧化铝粉末的对位芳香族聚酰胺溶液，然后通过1000网眼的金属丝网过滤含该氧化铝粉末的对位芳香族聚酰胺溶液。然后，在滤液中添加0.73g氧化钙，搅拌240分钟来进行中和，在减压条件下排气，得到耐热层形成用浆A。
<层叠多孔质薄膜A的制造>
上述的两种分离器中的一方的制造条件如下。
将聚烯烃多孔质薄膜的辊(宽度300mm、长度300m)安装到开卷机上，引出聚烯烃多孔质薄膜的同时，在一个面上涂敷上述耐热层形成用浆A，连续地获得层叠多孔质薄膜A。
详细而言，首先，在引出的聚烯烃多孔质薄膜的下表面利用微照相凹板式涂敷机(micro gravure coater)来涂敷NMP，在上表面用棒涂机来涂敷规定厚度的上述耐热层形成用浆A。接着，使涂敷后的薄膜经过恒温恒湿槽内(温度50℃、相对湿度70％)，从涂敷膜析出对位芳香族聚酰胺。接着，使该薄膜经过水洗装置(以10升/分注入离子交换水，在注满内部的离子交换水以与上述注入速度相同的速度被排出的槽内设置了引导辊的结构的装置)，从薄膜去除NMP及氯化钙。
然后，通过吹风机向洗净的薄膜吹出热风，并使其经过热辊来使水分干燥从而去除水分。由此，得到在聚烯烃多孔质薄膜的一个面层叠了耐热层的厚度为17.0μm的层叠多孔质薄膜A。
在切开装置(萩原工业社制、型号HDF-105S-1000)中安装板状刀(京瓷社制、FBC4019G、刀尖截面角度25°)，对于上述层叠多孔质薄膜A，按照表1所示的条件，使层叠多孔质薄膜A沿着直径80mm的辊的同时将其切开。
<耐热层形成用浆B的制作>
得到在上述两种分离器中的另一种分离器中设置的耐热层的耐热层形成用浆B的制造条件如下。
纯水：在异丙醇的重量比为90∶10的介质中以3∶100的重量比添加羧甲基纤维素(CMC)(1110(ダイセルフアインケム株式会社制)、绝对比重：1.6g/cm3)和氧化铝粉末(AKP3000(住友化学株式会社制)、绝对比重：4.0g/cm3)并将它们混合，使固定分量浓度变成28重量％，通过高压分散，得到耐热层形成用浆B。
<层叠多孔质薄膜B的制造>
上述的另一种分离器的制造条件如下。
在上述层叠多孔质薄膜A的未涂敷面上涂敷上述耐热层形成用浆B，连续地得到层叠多孔质薄膜B。
详细而言，对层叠多孔质薄膜A的未涂敷面进行电晕处理，在进行了电晕处理的面利用照相凹板式涂敷机来涂敷耐热层形成用浆B，进行干燥。由此，得到在聚烯烃多孔质薄膜的一个面上层叠了芳族聚酸胺耐热层、在另一面上层叠了由氧化铝粉末构成的耐热层的厚度为25.5μm的层叠多孔质薄膜B。
(切开条件)
【表1】
表1表示验证了切开分离器(切开后的层叠多孔质薄膜A或B)是否良好依赖于相切平面刀尖角度θ3的情况的结果。
如表1所示，针对8例(实施例1～6、比较例1～2)进行了验证。表1的第一行的“实施例1”中右侧栏排列的数值表示实施例1的数值。在其他例中也相同。
“薄膜种类”表示切开分离器是上述的层叠多孔质薄膜A还是B。
“刀深度z”、“截面角度θ1”、“安装角度θ2”、“相切平面刀尖角度θ3”如上述的实施方式中说明的那样。
“起毛量”表示在切开分离器的切开部位产生的起毛量。“等级A”意味着切开分离器良好(没有可视觉辨认的起毛)。“等级B”意味着在切开分离器中起毛少。“等级C”意味着在切开分离器中起毛多(可视觉辨认的起毛存在多个)。
<实施例1及比较例1>
是如下的例子：在切开装置(萩原工业社制、型号HDF-105S-1000)中安装板状刀(京瓷社制、FBC4019G、刀尖截面角度25°)，针对上述层叠多孔质薄膜A，按照表1所示的条件，沿着直径80mm的辊切开了层叠多孔质薄膜A。
<实施例2、3、5>
是如下的例子：在切开装置(萩原工业社制、型号HDF-924-1900)中安装格柏刀(京瓷社制、上部刀：GUBD-09807T45DC15(刀尖截面角度45°)、下部刀：GDBD-08005T)，针对上述层叠多孔质薄膜B，按照表1所示的条件，沿着下部刀切开了层叠多孔质薄膜B。
<实施例4、6、及比较例2>
是如下的例子：在切开装置(萩原工业社制、型号HDF-924-1900)中安装格柏刀(京瓷社制、上部刀：GUBD-09807T60DC15(刀尖截面角度60°)、下部刀：GDBD-08005T)，针对上述层叠多孔质薄膜A，按照表1所示的条件，沿着下部刀切开了层叠多孔质薄膜A。
(其他切开条件)
另外，由于格柏刀的上部刀是单刃，因此在利用该格柏刀的实施例2～6及比较例2中，将在上式(12)的θ1a中代入截面角度θ1的值而得到的θ3a的值设为相切平面刀尖角度θ3。
此外，切开分离器的位置处的分离器的传输速度是50m/min以上且100m/min以下。此外，该分离器的缠绕张力是30N/m以上且90N/m以下。
《分离器切开方法的验证结果》
相切平面刀尖角度θ3优选为3°以上且35°以下，更优选为3°以上且21°以下，进一步优选为5°以上且21°以下。
具体而言，实施例1～6的起毛量是等级A～B。另一方面，比较例1～2的起毛量是等级C。也就是说，在相切平面刀尖角度θ3位于3°以上且35°以下的范围内时，能够得到切开部位处的起毛少的品质优良的切开分离器。
尤其是，实施例1～4的起毛量为等级A。也就是说，在相切平面刀尖角度θ3位于5°以上且21°以下的范围内时，能够得到切开部位处的起毛更少的品质优良的切开分离器。
如上所述，切开分离器是否良好依赖于相切平面刀尖角度θ3。也就是说，被切开的分离器的种类即使在切开刀的种类(平片刀、圆刀)、切开刀的截面形状(双刃、单刃)、切开刀的刀尖的截面角度θ1以及切开刀的安装角度θ2中的任一项不同的情况下，只要相切平面刀尖角度θ3是相同值，则可得到相同品质的切开分离器。
[变形例]
《用于将切开刀的相切平面刀尖角度保持恒定的变形例》
图16是表示用于将切开刀的相切平面刀尖角度θ3保持恒定的变形例的示意图，(a)～(e)是使用了圆形切开刀72c的结构，(f)、(g)是使用了平片切开刀72的结构。
如图16(a)所示，针对圆形切开刀72c，在一个轴73上安装多个切开刀72c，从而将它们的相切平面刀尖角度θ3保持恒定。
另外，在持续进行切开的过程中，会磨损切开刀72c。另外，有时会在切开刀72c中产生缺口等不良情况M。如图16(b)所示，若仅更换产生了不良情况的切开刀72c，则在更换后的切开刀72c即切开刀72A、和因进行切开而磨损的其他切开刀72c中其大小会不一致。此时，在切开刀72A和切开刀72c中，相切平面刀尖角度θ3变得不一致。此外，如图16(c)所示，即使为了再生产生了不良情况的切开刀72c而进行了研磨，在研磨后的切开刀72c即切开刀72B和未研磨的其他切开刀72c中，相切平面刀尖角度θ3变得不一致。
如图16(d)所示，朝向方向D传输的规定宽度的原片S被对应于规定宽度的数量的切开刀72c切开。此时，如图16(e)所示，多个切开刀72c之中，只有刃与原片S抵接的切开刀72C因进行切开而被磨损。因此，为了使切开刀72c的磨损程度或不良情况频度在一定范围内，优选将切开刀72c的数量设为与要切开的原片S的宽度相应的适当个数。此外，优选一同更换切开同一原片S的切开刀72c。
如图16(f)所示，针对平片切开刀72，也是将多个切开刀72安装在一个轴73上，使它们一同工作，从而能够将它们的相切平面刀尖角度θ3保持恒定。如图16(g)所示，优选将切开刀72以可旋转的方式通过螺丝钉等而安装到旋转轴73a。此时，优选配置塞子73b，例如规定切开刀72的旋转范围，以使其仅旋转至双点划线所示的位置处。
《变形例的效果》
如上所述，通过固定切开刀，在切开装置6(参照图4)的运行中，能够防止错误地改变切开刀相对于原片S的位置或角度的情况。尤其是，在对包含无机填料的分离器原片进行切开时，由于切开刀的磨损较快，因此以上的结构是有用的。
[小结]
本发明的第一方式的切开分离器的制造方法包括：传输多孔质的电池用分离器原片的工序；和相对于上述电池用分离器原片放入切开刀，以使相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的切开刀尖角度处于3°以上且35°以下的范围内，从而对上述电池用分离器原片进行切开的工序。
多孔质的电池用分离器原片由于是多孔质的，因此将其切开时在其切开部位容易产生起毛。
发明人发现了切开位置处的相对于电池用分离器原片的相切平面内的切开刀尖角度(以下，称为“相切平面刀尖角度”)影响分离器的切开部位的起毛，并且发现了相切平面刀尖角度在3°以上且35°以下的范围内时能够有效地抑制起毛。
根据上述构成，能够得到在切开部位处起毛少的品质优良的切开分离器。
此外，优选上述切开刀尖角度为28°以下。
根据上述构成，能够得到切开部位处的起毛更少的品质优良的切开分离器。
此外，更优选上述切开刀尖角度在5°以上且21°以下的范围内。
根据上述构成，能够得到切开部位处的起毛又少了很多的品质优良的切开分离器。
此外，上述电池用分离器原片也可以在上述切开位置处形成有朝向上述切开刀凸出的曲面。
根据上述构成，由于根据切开刀的刀尖可插入上述曲面中的长度来确定相切平面刀尖角度，因此容易调整相切平面刀尖角度。
此外，上述切开刀的刀尖可以是弧状。
根据上述构成，根据切开刀的刀尖可插入传输中的电池用分离器原片中的长度确定相切平面刀尖角度，因此容易调整相切平面刀尖角度。
此外，上述切开刀的刀尖形状可以是垂直于上述相切平面且相对于与上述电池用分离器原片的传输方向平行的平面面对称的结构。
根据上述构成，可得到被切开的端面的形状更接近均匀的切开分离器。
此外，本发明的第二方式的分离器缠绕体的制造方法包括：上述的切开分离器的制造方法中的各工序；和将被切开的分离器卷到芯体的工序。
根据上述构成，可得到由芯体和卷绕到芯体的分离器构成的分离器缠绕体。此时，分离器的切开部位对应于芯体的侧面侧的缠绕体的表面。通过上述的切开分离器的制造方法，能够得到切开部位处的起毛少的品质优良的切开分离器。由此，能够得到在表面起毛少的品质优良的分离器缠绕体。
此外，本发明的第三方式的分离器切开方法包括：传输多孔质的电池用分离器原片的工序；和相对于上述电池用分离器原片放入切开刀，以使相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的切开刀尖角度处于3°以上且35°以下的范围内，从而对上述电池用分离器原片进行切开的工序。
此外，本发明的第四方式的分离器切开装置具备：传输部，传输多孔质的电池用分离器原片；和切开刀，对上述电池用分离器原片进行切开，上述切开刀具有相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的刀尖角度处于3°以上且35°以下的范围内。
[备注事项]
本发明并不限于上述的各实施方式，在权利要求书记载的范围内可进行各种变更，将分别记载在不同的实施方式中的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
工业上的可利用性
本发明能够利用于在任意方向上切开薄膜的方法、薄膜缠绕体的制造方法及薄膜切开装置。
符号说明
1 锂离子二次电池
3 锂离子
4 耐热层
6 切开装置(分离器切开装置)
7 切断装置
12 分离器
66 辊(传输部)
71 支架
72·72a～72d 切开刀
E·Ea·Ec 刀尖
P 孔
S 原片(分离器)
S101 传输分离器原片的工序
S102 切开分离器原片的工序
T 截面(相切平面)
θ1·θ1a·θ4 截面角度
θ2 安装角度
θ2a·θ2b 进入角度
θ2cc·θ2cd 一侧进入角度
θ3·θ3a 相切平面刀尖角度

Claims (9)

1.一种切开分离器的制造方法，其特征在于，包括：
传输多孔质的电池用分离器原片的工序；和
相对于上述电池用分离器原片放入切开刀，以使相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的切开刀尖角度处于3°以上且35°以下的范围内，从而对上述电池用分离器原片进行切开的工序。
2.根据权利要求1所述的切开分离器的制造方法，其中，
上述切开刀尖角度为28°以下。
3.根据权利要求1所述的切开分离器的制造方法，其中，
上述切开刀尖角度处于5°以上且21°以下的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的切开分离器的制造方法，其中，
上述电池用分离器原片在上述切开位置处形成有朝向上述切开刀凸出的曲面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的切开分离器的制造方法，其中，
上述切开刀的刀尖是弧状。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的切开分离器的制造方法，其中，
上述切开刀的刀尖形状是相对于垂直于上述相切平面且与上述电池用分离器原片的传输方向平行的平面面对称的形状。
7.一种分离器缠绕体的制造方法，其特征在于，包括：
权利要求1至6中任一项所述的切开分离器的制造方法中的各工序；和
将被切开的分离器卷到芯体的工序。
8.一种分离器切开方法，其特征在于，包括：
传输多孔质的电池用分离器原片的工序；和
相对于上述电池用分离器原片放入切开刀，以使相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的切开刀尖角度处于3°以上且35°以下的范围内，从而对上述电池用分离器原片进行切开的工序。
9.一种分离器切开装置，其特征在于，具备：
传输部，传输多孔质的电池用分离器原片；和
切开刀，对上述电池用分离器原片进行切开，
上述切开刀具有相对于切开位置处的上述电池用分离器原片的相切平面内的刀尖角度处于3°以上且35°以下的范围内的结构。
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