CN110690457A - 电极片的制造方法和电极片的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电极片的制造方法和电极片的制造装置。在本发明的采用电极片(302)的制造装置(10A)的制造方法中，进行如下的工序：送出工序，从卷绕有片体(300)的卷绕体(316)将片体(300)送出，所述片体(300)在支承层(312)上层叠有包括催化剂的功能层(314)；和切断工序，对于在送出工序中被送出的片体(300)，从支承层(312)侧按压刀刃(46)，从而对片体(300)进行冲裁加工而形成电极片(302)。

Description

电极片的制造方法和电极片的制造装置
技术领域
本发明涉及通过将片体切断而形成的电极片的制造方法和电极片的制造装置。
背景技术
燃料电池具备在电解质膜的两侧设置电极片而形成的电解质膜/电极接合体(MEA)。电极片是在气体扩散层上层叠催化剂层而构成的。在这样的电解质膜/电极接合体的制造中，已知如下的方法：通过将气体扩散层切断，从而以单体形成气体扩散层，将该气体扩散层层叠于被设置于电解质膜的催化剂层(例如，参照日本特开2008-258097号公报、日本特开2010-27227号公报和日本专利第6020535号公报)。
发明内容
然而，在通过将刀刃按压于在支承层(气体扩散层)上层叠有包括催化剂的功能层(催化剂层)的片体而对片体进行冲裁加工来制造电极片的情况下，例如，如果从功能层侧按压刀刃，则在刀刃压入到功能层中时会在功能层产生刀刃厚度方向(片体的面方向)上的压缩应力。因此，有时构成电极片的功能层的外缘部会变形或残缺。此外，在切断片体时支承层产生毛刺的情况下，有可能该毛刺向电极片的外方突出。并且，在冲裁加工后的输送工序中功能层的表面有可能污染。
本发明是考虑这样的课题而完成的，其目的在于，提供如下的电极片的制造方法和电极片的制造装置：能够容易且高品质地进行功能层的切断，即使支承层产生毛刺也能够防止向电极片的外方突出，并且能够防止功能层的表面的污染。
本发明的一个方面是电极片的制造方法，其中，进行如下的工序：送出工序，从卷绕有片体的卷绕体将所述片体送出，其中所述片体在支承层上层叠有包括催化剂的功能层；和切断工序，对于在所述送出工序中被送出的所述片体，从所述支承层侧按压刀刃，从而对所述片体进行冲裁加工而形成所述电极片。
本发明的另一方面是电极片的制造装置，其具备：片体送出部，其从卷绕有片体的卷绕体将所述片体送出，所述片体在支承层上层叠有包括催化剂的功能层；和切断装置，其具有刀刃，所述刀刃通过对被所述片体送出部从所述卷绕体送出的所述片体进行冲裁加工而形成所述电极片，所述刀刃被配设成在所述片体切断前的状态下与所述支承层中的与所述功能层相反的一侧的外表面对置。
根据本发明，由于从支承层侧压入刀刃，因此，刀刃隔着支承层压入到功能层中。因此，功能层成为被支承层按压的状态。并且，在该刀刃贯通支承层时在刀刃的厚度方向(支承层的平面方向)上支承层被按压扩展，同时切痕也进入到功能层。并且，通过将该刀刃进一步压入，从而支承层与刀刃分离，随着该支承层与刀刃分离，在功能层中被刀刃按压的部分产生与刀刃的按压方向交叉的方向的拉伸应力。由此，可抑制功能层的变形或残缺，因此，能够容易且高品质地进行功能层的切断。此外，由于从支承层侧按压刀刃，因此，即使在切断时支承层产生毛刺也能够使该毛刺位于功能层内。因此，即使产生毛刺也能够防止该毛刺向电极片的外方突出。并且能够防止功能层的表面的污染。
根据参照附图而说明的下面的实施方式的说明，可容易了解上述的目的、特征和优点。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的电极片的制造装置的概略结构图。
图2是构成燃料电池的电解质膜/电极接合体的局部省略剖视图。
图3是用于说明采用图1的制造装置的电极片的制造方法的流程图。
图4是第一驱动模式的说明图。
图5A是卷绕体的局部省略纵剖视图，图5B是示出在第一驱动模式下将片体切断的状态的局部省略剖视图。
图6A是第二驱动模式的说明图，图6B是示出在第二驱动模式下将片体切断的状态的局部省略剖视图。
图7A是第三驱动模式的说明图，图7B是示出在第三驱动模式下将片体切断的状态的局部省略剖视图。
图8A是切断工序的第一说明图，图8B是切断工序的第二说明图，图8C是切断工序的第三说明图，图8D是切断工序的第四说明图。
图9A是本发明的第二实施方式的电极片的制造装置的说明图，图9B是本发明的第三实施方式的电极片的制造装置的说明图。
图10是本发明的第四实施方式的电极片的制造装置的说明图。
具体实施方式
下面，列举优选的实施方式并参照附图对本发明的电极片的制造方法和电极片的制造装置进行说明。
(第一实施方式)
如图1所示，本实施方式的电极片302的制造装置10A通过将片体300切断而形成燃料电池304(参照图2)用电极片302。但是，制造装置10A不限于制造燃料电池304用电极片302的示例，当然也可以形成燃料电池304用以外的电极片。
首先，对燃料电池304用电极片302进行说明。在图2中，例如固体高分子型燃料电池304具备电解质膜/电极接合体306。电解质膜/电极接合体306具有：电解质膜308；阳极侧电极片302a，其被配设于电解质膜308的一个面308a；和阴极侧电极片302b，其被配设于电解质膜308的另一个面308b。
阳极侧电极片302a具备：支承层312a；和功能层314a，其被层叠于支承层312a。支承层312a是用于提供阳极侧活性物质即氢气的气体扩散层，其由例如碳纸或碳布等构成。例如，通过在支承层312a的表面同样地涂布催化剂膏而形成功能层314a，所述催化剂膏包括在表面上承载有铂或铂合金等催化剂的多孔质碳粒子和离子导电成分。
阴极侧电极片302b具备：支承层312b；和功能层314b，其被层叠于支承层312b。支承层312b是用于提供阴极侧活性物质即氧气的气体扩散层，其由例如碳纸或碳布等构成。例如，通过在支承层312b的表面同样地涂布多孔质碳粒子而形成功能层314b，在所述多孔质碳粒子的表面上承载有铂或铂合金等催化剂。
在阳极侧功能层314a中使用的催化剂既可以与阴极侧功能层314b中使用的催化剂相同，也可以与之不同。在下面的说明中，在不特别地区别阳极侧电极片302a和阴极侧电极片302b的情况下，仅称为“电极片302”、“支承层312”、“功能层314”。
如图1所示，制造装置10A具备片体送出部12、输送辊14、上游侧卷取部16、背片送出部18、切断装置20、搬出装置22、下游侧卷取部24和控制部26。
在图1和图5A中，片体送出部12从卷绕有片体300的卷绕体316将片体300送出，所述片体300在支承层312上层叠有包括催化剂的功能层314。片体送出部12具有被卷绕片体300的送出辊28(参照图1)。卷绕体316是通过在将保护膜318配设于功能层314中的与支承层312相反的一侧的功能面315的状态下将保护膜318和片体300卷绕起来而形成的。
保护膜318是比片体300的厚度薄的层间膜。作为保护膜318的构成材料，可列举例如聚丙烯、聚酯等树脂材料或纸等。
输送辊14在以保护膜318与功能面315接触的方式支承保护膜318的状态下对从卷绕体316送出的片体300进行输送。
在图1中，上游侧卷取部16构成为，能够在片体300的输送路17的比切断装置20靠上游侧的位置卷取保护膜318。上游侧卷取部16包括：剥离辊30，其用于将保护膜318从片体300上剥离；和卷取辊32，其卷绕通过剥离辊30剥离的保护膜318。
背片送出部18在片体300的输送路17的上游侧卷取部16(剥离辊30)与切断装置20之间将背片320送出到功能面315。背片送出部18包括：卷出辊34，其卷绕有背片320；和导出辊36，其将卷绕于卷出辊34的背片320引导到片体300的输送路17。
作为背片320的构成材料，可列举与上述的保护膜318的构成材料相同的材料。背片320的厚度尺寸大于保护膜318的厚度尺寸、且小于片体300的厚度尺寸。但是，背片320的厚度尺寸也可以任意设定。
如图1和图5B所示，切断装置20是用于对通过片体送出部12从卷绕体316送出的片体300进行冲裁加工的装置。切断装置20具有下模38和相对于下模38以能够接近分离的方式对置配置的上模40。下模38包括下模主体41和被设置于下模主体41且用于对片体300进行支承的支承台42。
上模40具有：上模主体43；衬垫44，其被设置于上模主体43，用于将片体300保持于支承台42；和刀刃46，其用于切断片体300。刀刃46位于支承台42的上方。换言之，刀刃46被配设成，在片体300切断前的状态下与支承层312中的与功能层314相反的一侧的外表面317对置(参照图1)。
刀刃46形成为与电极片302的形状对应的形状。即，刀刃46构成为环状(在实施方式中为四方形状的框状)。刀刃46是所谓的汤姆逊刀(日语：トムソン刃)(尖嘴刀(日语：ビク刃))，刀刃46的前端部朝向刀尖46a呈锥状变薄。刀刃46不限定于汤姆逊刀。
在图1中，搬出装置22保持支承层312中的与功能层314相反的一侧的外表面317而将电极片302搬出到下一工序。搬出装置22具备：吸附装置50，其具有可吸附于支承层312的外表面317的多个(在图示例中是9个)吸附部48；和传送带装置52，其用于搬出电极片302。
传送带装置52具有：基台54；和一对皮带部56，其被设置于基台54。一对皮带部56在彼此分开的状态下平行地配置。各皮带部56被设定成可插入到彼此相邻的吸附部48之间的间隙中。
如图1、图6A和图7A所示，下游侧卷取部24构成为，能够在片体300的输送路17的比切断装置20靠下游侧的位置卷取背片320和保护膜318中的至少任一方。下游侧卷取部24包括：剥离辊58，其用于将背片320和保护膜318中的至少任一方从切掉电极片302后的片剩余材料300a上剥离；和卷取辊60，其卷绕通过剥离辊58剥离的背片320和保护膜318中的至少任一方。
在图1中，控制部26是包括微型计算机在内的计算机，其具有CPU(中央处理装置)、存储器即ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等，CPU通过读出并执行被存储在ROM中的程序而作为各种功能实现部(功能实现单元)发挥作用。另外，各种功能实现部也可以由作为硬件的功能实现器构成。
控制部26具备品种登记部62、品种确定部63、模式设定部64、送出卷取控制部66、切断控制部68和搬出控制部70。品种登记部62对片体300的品种信息(与种类相关的信息)进行登记。品种确定部63确定片体300的品种。作为片体300的品种信息，例如，可列举支承层312的构成材料、支承层312的厚度尺寸、功能层314的构成材料和功能层314的厚度尺寸等。
模式设定部64根据品种登记部62中登记的信息来设定第一驱动模式、第二驱动模式和第三驱动模式中的任一模式。送出卷取控制部66对片体送出部12、上游侧卷取部16、背片送出部18和下游侧卷取部24各自的驱动进行控制。切断控制部68对切断装置20的驱动进行控制。搬出控制部70对搬出装置22(吸附装置50和传送带装置52)的驱动进行控制。
下面，对电极片302的制造方法进行说明。
首先，在开始制造电极片302前的准备中，品种登记部62将使片体300的品种信息与第一至第三驱动模式对应起来的对应信息登记到控制部26中。或者，品种登记部62将规定的品种信息(材料、尺寸等)登记到控制部26中，控制部26根据登记的品种信息确定(判断)最适合的模式，并将品种与模式自动地对应起来。
并且，在图3的步骤S1(品种确定工序)中，品种确定部63确定片体300的品种。具体而言，例如，利用被设置于控制部26的未图示的扫描器读取片体300上附带的固有的标识符(条形码等)。并且，品种确定部63根据读取的信息确定片体300的品种。或者，使用者采用界面从已登记的品种清单中选择特定的品种。
接着，在步骤S2(模式设定工序)中，模式设定部64根据在品种确定工序中确定的品种和通过品种登记部62登记的对应信息来设定第一驱动模式、第二驱动模式和第三驱动模式中的任一模式。
在步骤S2中设定为第一驱动模式的情况下，如图1和图4所示，送出卷取控制部66使片体送出部12、上游侧卷取部16、背片送出部18和下游侧卷取部24驱动。
即，如图1、图3和图4所示，在步骤S3(送出工序)中，送出卷取控制部66通过使片体送出部12的送出辊28旋转而从卷绕体316将片体300和保护膜318一体地送出(参照图5A)。
并且，在步骤S4(输送工序)中，使保护膜318与功能层314中的与支承层312相反的一侧的功能面315接触并利用输送辊14支承保护膜318，同时对在送出工序中被送出的片体300进行输送(参照图5A)。
然后，在步骤S5(保护膜卷取工序)中，在片体300的输送路17的比刀刃46靠上游侧的位置利用上游侧卷取部16卷取保护膜318。具体而言，送出卷取控制部66使上游侧卷取部16的卷取辊32旋转。这样，利用剥离辊30从片体300上剥离的保护膜318被卷取辊32卷取。
并且，在步骤S6(配设工序)中，在片体300的输送路17的比刀刃46靠上游侧的位置(剥离辊30与刀刃46之间)，将背片320配设于功能面315。具体而言，送出卷取控制部66使背片送出部18的卷出辊34旋转。这样，从卷出辊34被送出的背片320经导出辊36被配设于片体300的功能面315。
接着，在步骤S7(切断工序)中，如图5B所示，在将背片320配设于功能面315并且利用支承台42支承背片320中的与功能面315相反的一侧的外表面321的状态下，将片体300切断。另外，在切断工序中，送出卷取控制部66使片体送出部12、上游侧卷取部16、背片送出部18和下游侧卷取部24各自的驱动暂时停止。
具体而言，在切断工序中，切断控制部68使上模40下降。这样，衬垫44向下方按压支承层312的外表面317，从而片体300和背片320被保持于支承台42。并且，刀刃46从支承层312侧被按压于片体300，从而片体300被冲裁加工而形成电极片302。
另外，在上模40位于最下端时，刀刃46的刀尖46a位于背片320的内部(厚度方向上的内部。下面也是同样)，未到达支承台42。即，背片320被刀刃46部分切断。此时，在包括碳纤维的支承层312产生毛刺313的情况下，该毛刺313位于功能层314的内部。即，毛刺313不会向电极片302的外方突出。
然后，使上模40上升到规定位置(初始位置)。由此，刀刃46相对于片体300向上方分离。
在切断工序结束后，在图1和图4中，送出卷取控制部66使片体送出部12、上游侧卷取部16、背片送出部18和下游侧卷取部24各自再次驱动。因此，通过切断工序形成的电极片302与片剩余材料300a一同在被载置于背片320的状态下被输送到比刀刃46靠下游侧的搬出装置22(吸附装置50)的位置。
然后，如图1、图3和图4所示，在步骤S8(搬出工序)中，搬出装置22在保持支承层312中的与功能层314相反的一侧的外表面317的状态下进行搬出。具体而言，如图1所示，搬出控制部70通过驱动吸附装置50而在使多个吸附部48吸附于支承层312的外表面317的状态下将电极片302提起并搬运到传送带装置52。此时，吸附装置50使电极片302上下翻转，使得功能面315朝向上方并且多个吸附部48位于电极片302的下方。
并且，将支承层312的外表面317载置于一对皮带部56。此时，一对皮带部56位于彼此相邻的吸附部48之间的空间(间隙)，因此，吸附装置50与传送带装置52不会彼此干涉。此外，搬出控制部70通过驱动传送带装置52而将被载置在皮带部56上的电极片302搬出到下一工序中。
接着，在步骤S9(背片卷取工序)中，在片体300的输送路17的比搬出装置22(吸附装置50)靠下游侧的位置利用下游侧卷取部24卷取背片320。具体而言，送出卷取控制部66使下游侧卷取部24的卷取辊60旋转。
这样，利用剥离辊58从片剩余材料300a上剥离的背片320被卷取辊60卷取。另外，由于通过下游侧卷取部24卷取的背片320与功能面315直接接触，因此，从防止催化剂等对背片320的污染的角度而言，所述背片320使用一次即被废弃。片剩余材料300a被输送到比下游侧卷取部24靠下游侧的位置而被废弃。另外，在第一驱动模式中，也可以这样：不利用下游侧卷取部24进行背片320的卷取，将背片320与片剩余材料300a一同废弃。由此，一连串的动作流程(第一驱动模式)结束。
如图3和图6A所示，当在步骤S2中被设定为第二驱动模式的情况下，送出卷取控制部66使片体送出部12和下游侧卷取部24驱动，并且使上游侧卷取部16和背片送出部18的驱动停止。
即，进行步骤S10(送出工序)和步骤S11(输送工序)。步骤S10与步骤S3同样，步骤S11与步骤S4同样。因此，省略步骤S10和步骤S11的说明。
在步骤S11后，在步骤S12(切断工序)中，如图6B所示，在将保护膜318配设于功能面315并且利用支承台42支承保护膜318中的与功能面315相反的一侧的外表面319的状态下，将片体300切断。另外，在切断工序中，送出卷取控制部66使片体送出部12和下游侧卷取部24各自的驱动暂时停止。
在切断工序中，切断控制部68使上模40下降。这样，衬垫44向下方按压支承层312的外表面317，从而片体300和保护膜318被保持于支承台42。并且，刀刃46从支承层312侧被按压于片体300，从而片体300被冲裁加工而形成电极片302。
另外，在上模40位于最下端时，刀刃46的刀尖46a位于保护膜318的内部，未到达支承台42。即，保护膜318被刀刃46部分切断。此时，在包含碳纤维的支承层312产生毛刺313的情况下，该毛刺313位于功能层314的内部。即，毛刺313不会向电极片302的外方突出。
然后，使上模40上升到规定位置(初始位置)。由此，刀刃46相对于片体300向上方分离。
在切断工序结束后，在图6A中，送出卷取控制部66使片体送出部12和下游侧卷取部24各自再次驱动。因此，通过切断工序形成的电极片302与片剩余材料300a一同在被载置于保护膜318的状态下被输送到比刀刃46靠下游侧的搬出装置22(吸附装置50)的位置。
然后，如图3和图6A所示，进行步骤S13(搬出工序)。由于步骤S13与上述的步骤S8同样，因此，省略其说明。
并且，在步骤S14(保护膜卷取工序)中，在片体300的输送路17的比搬出装置22(吸附装置50)靠下游侧的位置利用下游侧卷取部24卷取保护膜318。具体而言，送出卷取控制部66使下游侧卷取部24的卷取辊60旋转。
这样，通过剥离辊58从片剩余材料300a上剥离的保护膜318被卷取辊60卷取。片剩余材料300a被输送到比下游侧卷取部24靠下游侧的位置而被废弃。由此，一连串的动作流程(第二驱动模式)结束。但是，在第二驱动模式中，也可以这样：不通过下游侧卷取部24进行保护膜318的卷取，将保护膜318与片剩余材料300a一同废弃。
如图3和图7A所示，当在步骤S2中被设定为第三驱动模式的情况下，送出卷取控制部66使片体送出部12、背片送出部18和下游侧卷取部24驱动并使上游侧卷取部16的驱动停止。
即，进行步骤S20(送出工序)和步骤S21(输送工序)。步骤S20与步骤S3同样，步骤S21与步骤S4同样。因此，省略步骤S20和步骤S21的说明。
在步骤S21后，在步骤S22(配设工序)中，在片体300的输送路17的比刀刃46靠上游侧的位置，将背片320配设在保护膜318的外表面319。具体而言，送出卷取控制部66使背片送出部18的卷出辊34旋转。这样，从卷出辊34送出的背片320经导出辊36而被配设于保护膜318的外表面319。
接着，在步骤S23(切断工序)中，如图7B所示，在将保护膜318配设于背片320与片体300之间并且利用支承台42支承背片320中的与保护膜318相反的一侧的外表面321的状态下，将片体300切断。另外，在切断工序中，送出卷取控制部66使片体送出部12、背片送出部18和下游侧卷取部24各自的驱动暂时停止。
在切断工序中，切断控制部68使上模40下降。这样，衬垫44向下方按压支承层312的外表面317，从而片体300、保护膜318和背片320被保持于支承台42。并且，刀刃46从支承层312侧被按压于片体300，从而片体300被冲裁加工而形成电极片302。另外，在上模40位于最下端时，刀刃46的刀尖46a位于保护膜318的内部或背片320的内部，未到达支承台42。
即，在刀刃46的一部分贯通保护膜318的情况下，刀刃46中的贯通保护膜318的部分的刀尖46a位于背片320的内部。此时，保护膜318未被刀刃46整周切断。换言之，保护膜318未被刀刃46冲裁。
此外，在切断工序中，如图7A所示，在包含碳纤维的支承层312产生毛刺313的情况下，该毛刺313位于功能层314的内部。即，毛刺313不会向电极片302的外方突出。
然后，使上模40上升到规定位置(初始位置)。由此，刀刃46相对于片体300向上方分离。
在切断工序结束后，送出卷取控制部66使片体送出部12、背片送出部18和下游侧卷取部24各自再次驱动。因此，通过切断工序形成的电极片302与片剩余材料300a一同在被载置于保护膜318的状态下被输送到比刀刃46靠下游侧的搬出装置22(吸附装置50)的位置。
然后，如图3和图7A所示，进行步骤S24(搬出工序)。由于步骤S24与上述的步骤S8同样，因此，省略其说明。
并且，在步骤S25(背片卷取工序)中，在片体300的输送路17的比搬出装置22(吸附装置50)靠下游侧的位置利用下游侧卷取部24卷取背片320。具体而言，送出卷取控制部66使下游侧卷取部24的卷取辊60旋转。
这样，通过剥离辊58从保护膜318上剥离的背片320被卷取辊60卷取。另外，在第三驱动模式中，由于背片320未与功能面315直接接触，因此，催化剂等不会污染背片320。此外，由于在切断工序时有保护膜318，因此，由刀刃46造成的背片320的损伤比较少。因此，通过下游侧卷取部24卷取的背片320在被再使用一次或多次后被废弃。片剩余材料300a和保护膜318被输送到比下游侧卷取部24靠下游侧的位置而被废弃。由此，一连串的动作流程(第三驱动模式)结束。
该电极片302的制造装置10A和电极片302的制造方法起到下面的效果。
在本实施方式中，通过将刀刃46从支承层312侧按压于片体300，从而对片体300进行冲裁加工而形成电极片302。即，如图8A所示，刀刃46的刀尖46a压入到支承层312的外表面317。这样，功能层314成为被支承层312按压的状态。
并且，如图8B所示，当刀刃46进一步被压入到支承层312中时，刀刃46贯通支承层312，并且在刀刃46的厚度方向(支承层312的平面方向)上支承层312被按压扩展，同时切痕也进入到功能层314。
接着，如图8C所示，当刀刃46被压入到功能层314中时，支承层312的一部分离开刀刃46。随着该支承层312的一部分离开刀刃46，功能层314中的被刀刃46按压的部分产生与刀刃46的按压方向交叉的方向的拉伸应力。
然后，如图8D所示，通过刀刃46的刀尖46a到达背片320或者保护膜318的内部，从而使得功能层314被完全切断。这样，通过在切断片体300时功能层314产生拉伸应力，从而可抑制功能层314残缺，因此，能够容易且高品质地进行功能层314的切断。
此外，由于从支承层312侧按压刀刃46，因此，即使在切断时支承层312产生毛刺313也能够使该毛刺313位于功能层314内。因此，即使产生毛刺313也能够防止该毛刺313向电极片302的外方突出。
在电极片302的制造方法中，对在送出工序中被送出的片体300进行如下的输送工序：使保护膜318与功能层314中的与支承层312相反的一侧的功能面315接触并通过输送辊14支承保护膜318，同时对该片体300进行输送。
根据这样的方法，能够利用保护膜318防止功能面315与输送辊14直接接触，因此，能够抑制功能层314的一部分脱落而附着于输送辊14。由此，可抑制输送辊14的清扫工时，并能够利用通用的制造装置10A制造具有彼此不同的成分的功能层314的多种电极片302(例如，阳极侧电极片302a和阴极侧电极片302b)。因此，能够提高电极片302的生产性。
此外，在利用通用的制造装置10A制造多种电极片302(电极片302a、302b)时，能够抑制不同的成分混入到功能层314中的所谓的污染。因此，能够提高电极片302的性能及成品率。
卷绕体316是通过在将保护膜318配设于功能面315的状态下将保护膜318和片体300卷绕起来而形成的。在送出工序中，在将保护膜318配设于功能面315的状态下将片体300送出。此外，制造装置10A具备输送辊14，所述输送辊14在支承保护膜318的状态下对从卷绕体316送出的片体300进行输送。
由此，由于片体300不与输送辊14直接接触，因此，能够防止功能层314的一部分脱落而附着于输送辊14，并能够防止由于与输送辊14的接触而使功能层314发生破裂或残缺。
在电极片302的制造方法中，进行如下的工序：保护膜卷取工序，在片体300的输送路17的比刀刃46靠上游侧的位置卷取保护膜318；和配设工序，在保护膜卷取工序后，在输送路17的比刀刃46靠上游侧的位置将背片320配设于功能面315(参照图4)。在切断工序(第一驱动模式的步骤S7)中，在将背片320配设于功能面315并且通过支承台42支承背片320中的与功能面315相反的一侧的外表面321的状态下，将片体300切断(参照图3和图5B)。
此外，制造装置10A具备：上游侧卷取部16，其能够在片体300的输送路17的比切断装置20靠上游侧的位置卷取保护膜318；和背片送出部18，其在输送路17的上游侧卷取部16与切断装置20之间将背片320送出到功能面315。切断装置20具有支承台42，在切断片体300时，所述支承台42支承背片320中的与功能面315相反的一侧的外表面321。
由此，通过使刀刃46到达背片320，能够将片体300可靠地切断。此外，能够利用背片320防止刀刃46与支承台42直接接触，因此，能够抑制刀刃46损伤。
在切断工序(第二驱动模式的步骤S12)中，在将保护膜318配设于功能面315并且通过支承台42支承保护膜318中的与功能面315相反的一侧的外表面319的状态下，将片体300切断(参照图3和图6B)。
此外，切断装置20具有支承台42，在切断片体300时，所述支承台42支承保护膜318中的与功能面315相反的一侧的外表面319。
由此，通过使刀刃46到达保护膜318，能够将片体300可靠地切断。此外，能够利用保护膜318防止刀刃46与支承台42直接接触，因此，能够抑制刀刃46损伤。并且，由于无需在保护膜318与支承台42之间配设背片320等，因此，能够减少电极片302的制造成本。并且，能够在将片体300切断后利用下游侧卷取部24高效率地回收保护膜318。
在电极片302的制造方法中，进行如下的配设工序：在片体300的输送路17的比刀刃46靠上游侧的位置，将背片320配设在保护膜318中的与片体300相反的一侧的外表面319(参照图7A)。在切断工序(第三驱动模式的步骤S23)中，在将保护膜318配设于背片320与片体300之间并且通过支承台42支承背片320中的与保护膜318相反的一侧的外表面321的状态下，将片体300切断(参照图3和图7B)。
此外，制造装置10A具备背片送出部18，所述背片送出部18在片体300的输送路17的比切断装置20靠上游侧的位置将背片320送出到保护膜318中的与片体300相反的一侧的外表面319。切断装置20具有支承台42，所述支承台42支承背片320中的与片体300相反的一侧的外表面321，使得在切断片体300时在背片320与片体300之间配设有保护膜318。
由此，通过使刀刃46到达保护膜318，能够将片体300可靠地切断。并且，若刀刃46停留在将保护膜318部分切断那样的深度，则刀刃46不到达背片320。或者，即使刀刃46到达背片320也停留在极表层上。
因此，能够重复地使用背片320。并且，即使在背片320的表层被刀刃46切开的情况下，刀刃46也不到达支承台42，因此，能够进一步可靠地抑制刀刃46的损伤。
在电极片302的制造方法中，在切断工序后，进行如下的搬出工序：搬出装置22在保持支承层312中的与功能层314相反的一侧的外表面317的状态下进行搬出。此外，制造装置10A具备搬出装置22，所述搬出装置22保持支承层312中的与功能层314相反的一侧的外表面317而将电极片302搬出。由此，能够不与功能面315接触地将电极片302搬出。
电极片302是燃料电池304用的电极片302，支承层312包括碳纤维。由此，结合上述的效果，能够防止功能层314破裂或残缺，并能够得到良好品质的燃料电池304用的电极片302。
制造装置10A具备下游侧卷取部24，所述下游侧卷取部24能够在输送路17的比切断装置20靠下游侧的位置卷取背片320。由此，在切断片体300后能够利用下游侧卷取部24将背片320高效率地回收而进行再使用。
制造装置10A具备：上游侧卷取部16，其能够在片体300的输送路17的比切断装置20靠上游侧的位置卷取保护膜318；背片送出部18，其能够在输送路17的上游侧卷取部16与切断装置20之间将背片320送出到功能面315侧；和下游侧卷取部24，其能够在输送路17的比切断装置20靠下游侧的位置卷取背片320和保护膜318中的至少任一方。
制造装置10A具备：品种登记部62，其对片体300的品种信息进行登记；模式设定部64，其根据通过品种登记部62登记的品种信息来设定第一驱动模式、第二驱动模式和第三驱动模式中的任一模式；和送出卷取控制部66，其根据通过模式设定部64设定的模式，对片体送出部12、上游侧卷取部16、背片送出部18和下游侧卷取部24的驱动进行控制。
在第一驱动模式中，使片体送出部12、上游侧卷取部16、背片送出部18和下游侧卷取部24驱动。在第二驱动模式中，使片体送出部12和下游侧卷取部24驱动，并且使上游侧卷取部16和背片送出部18的驱动停止。在第三驱动模式中，使片体送出部12、背片送出部18和下游侧卷取部24驱动，并且使上游侧卷取部16的驱动停止。
由此，能够利用一个制造装置10A实施三个驱动模式(第一驱动模式、第二驱动模式和第三驱动模式)。因此，无需准备分别地实施三个驱动模式的专用的制造装置，因而能够降低制造装置10A所需的成本。
制造装置10A具备对片体300的品种进行确定的品种确定部63。品种登记部62对将第一驱动模式、第二驱动模式和第三驱动模式与品种信息对应起来的对应信息进行登记。模式设定部64根据通过品种确定部63确定的品种和通过品种登记部62登记的对应信息来设定第一驱动模式、第二驱动模式和第三驱动模式中的任一模式。
由此，能够根据片体300的品种容易地设定第一至第三驱动模式中的任一模式。
(第二实施方式)
下面，对本发明的第二实施方式的电极片302的制造装置10B和电极片302的制造方法进行说明。另外，在第二实施方式的电极片302的制造装置10B中，对与在上述的第一实施方式中说明的构成要素相同的构成要素标注相同的参照标号，省略其详细的说明。
此外，在第二实施方式的电极片302的制造方法中，省略对与在上述的第一实施方式中说明的工序相同的工序的说明。并且，在本实施方式中，关于与在第一实施方式中说明的构成要素和工序相同的构成要素和工序，起到相同的作用效果。关于后述的第三实施方式和第四实施方式也是同样。
如图9A所示，制造装置10B具备下游侧卷取部24a来代替上述的下游侧卷取部24。下游侧卷取部24a具有第一剥离辊72、第一卷取辊74、第二剥离辊76和第二卷取辊78。
第一剥离辊72将背片320从保护膜318上剥离。第一卷取辊74卷取通过第一剥离辊72剥离的背片320。第二剥离辊76位于片体300的输送路17的比第一剥离辊72靠下游侧的位置，将保护膜318从片剩余材料300a上剥离。第二卷取辊78卷取通过第二剥离辊76剥离的保护膜318。
在采用这样的制造装置10B的制造方法中，在第三驱动模式的图3的步骤S25(背片卷取工序)中，送出卷取控制部66通过使下游侧卷取部24a的第一卷取辊74旋转而将通过第一剥离辊72从保护膜318上剥离的背片320卷取到第一卷取辊74上。此外，送出卷取控制部66通过使下游侧卷取部24a的第二卷取辊78旋转而将通过第二剥离辊76从片剩余材料300a上剥离的保护膜318卷取到第二卷取辊78上(保护膜卷取工序)。在该情况下，能够利用第二卷取辊78将保护膜318高效率地回收。
(第三实施方式)
下面，对本发明的第三实施方式的电极片302的制造装置10C和电极片302的制造方法进行说明。
如图9B所示，制造装置10C省略了上述的上游侧卷取部16和背片送出部18。即，在采用制造装置10C的制造方法中，仅进行上述的第二驱动模式。在该情况下，由于也可以不设置上游侧卷取部16和背片送出部18，因此，与第一实施方式的制造装置10A相比，能够简化制造装置10C的结构。
在制造装置10C中，也可以进一步省略下游侧卷取部24。在该情况下，能够进一步简化制造装置10C的结构。另外，保护膜318在片体300的输送路17的比刀刃46靠下游侧的位置与片剩余材料300a一同被废弃。
(第四实施方式)
下面，对本发明的第四实施方式的电极片302的制造装置10D和电极片302的制造方法进行说明。
如图10所示，制造装置10D省略了上述的上游侧卷取部16。即，在采用制造装置10D的制造方法中，仅进行上述的第三驱动模式。在该情况下，由于也可以不设置上游侧卷取部16，因此，与第一实施方式的制造装置10A相比，能够简化制造装置10D的结构。
制造装置10D也可以具备图9A所示的下游侧卷取部24a来代替下游侧卷取部24。
(其它实施方式)
在上文中，作为本发明的电极片的制造装置和制造方法，例举了设定第一至第三驱动模式并进行选择实施的方式。但是，在本发明的具体体现形式上，也可以是实施第一至第三驱动模式中的至少一个模式的方式。
当然，本发明的电极片的制造方法和电极片的制造装置不限于上述的实施方式，在不脱离本发明主旨的情况下可采用各种结构。

Claims (17)

1.一种电极片(302)的制造方法，其中，
进行如下的工序：
送出工序，从卷绕有片体(300)的卷绕体(316)将所述片体送出，其中所述片体在支承层(312)上层叠有包括催化剂的功能层(314)；和
切断工序，对于在所述送出工序中被送出的所述片体，从所述支承层侧按压刀刃(46)，从而对所述片体进行冲裁加工而形成所述电极片。
2.根据权利要求1所述的电极片的制造方法，其中，
对在所述送出工序中被送出的所述片体进行如下的输送工序：使保护膜(318)与所述功能层中的与所述支承层相反的一侧的功能面(315)接触并通过输送辊(14)支承所述保护膜，同时对所述片体进行输送。
3.根据权利要求2所述的电极片的制造方法，其中，
所述卷绕体是通过在将所述保护膜配设于所述功能面的状态下将所述保护膜与所述片体卷绕起来而形成的，
在所述送出工序中，在将所述保护膜配设于所述功能面的状态下将所述片体送出。
4.根据权利要求2或3所述的电极片的制造方法，其中，
进行如下的工序：
保护膜卷取工序，在所述片体的输送路(17)的比所述刀刃靠上游侧的位置卷取所述保护膜；和
配设工序，在所述保护膜卷取工序后，在所述输送路的比所述刀刃靠上游侧的位置将背片(320)配设于所述功能面，
在所述切断工序中，在将所述背片配设于所述功能面并且通过支承台(42)支承所述背片中的与所述功能面相反的一侧的外表面(321)的状态下，将所述片体切断。
5.根据权利要求2或3所述的电极片的制造方法，其中，
在所述切断工序中，在将所述保护膜配设于所述功能面并且通过支承台支承所述保护膜中的与所述功能面相反的一侧的外表面(319)的状态下，将所述片体切断。
6.根据权利要求2或3所述的电极片的制造方法，其中，
进行如下的配设工序：在所述片体的输送路的比所述刀刃靠上游侧的位置，将背片配设于所述保护膜中的与所述片体相反的一侧的外表面，
在所述切断工序中，在将所述保护膜配设于所述背片与所述片体之间并且通过支承台支承所述背片中的与所述保护膜相反的一侧的外表面(321)的状态下，将所述片体切断。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的电极片的制造方法，其中，
在所述切断工序后，进行如下的搬出工序：搬出装置(22)在保持所述支承层中的与所述功能层相反的一侧的外表面(317)的状态下进行搬出。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的电极片的制造方法，其中，
所述电极片是燃料电池用电极片，
所述支承层包括碳纤维。
9.一种电极片的制造装置(10A～10D)，其具备：
片体送出部(12)，其从卷绕有片体的卷绕体将所述片体送出，所述片体在支承层上层叠有包括催化剂的功能层；和
切断装置(20)，其具有刀刃，所述刀刃通过对被所述片体送出部从所述卷绕体送出的所述片体进行冲裁加工而形成所述电极片，
所述刀刃被配设成在所述片体切断前的状态下与所述支承层中的与所述功能层相反的一侧的外表面对置。
10.根据权利要求9所述的电极片的制造装置，其中，
所述卷绕体是通过在将保护膜配设于所述功能层中的与所述支承层相反的一侧的功能面的状态下将所述保护膜与所述片体卷绕起来而形成的，
所述电极片的制造装置具备输送辊(14)，所述输送辊在支承所述保护膜的状态下对从所述卷绕体送出的所述片体进行输送。
11.根据权利要求10所述的电极片的制造装置，其中，
所述制造装置具备：
上游侧卷取部(16)，其能够在所述片体的输送路的比所述切断装置靠上游侧的位置卷取所述保护膜；和
背片送出部(18)，其在所述输送路的所述上游侧卷取部与所述切断装置之间将背片送出到所述功能面，
所述切断装置具有支承台，在切断所述片体时，所述支承台支承所述背片中的与所述功能面相反的一侧的外表面。
12.根据权利要求10所述的电极片的制造装置，其中，
所述切断装置具有支承台，在切断所述片体时，所述支承台支承所述保护膜中的与所述功能面相反的一侧的外表面。
13.根据权利要求10所述的电极片的制造装置，其中，
所述制造装置具备背片送出部，所述背片送出部在所述片体的输送路的比所述切断装置靠上游侧的位置将背片送出到所述保护膜中的与所述片体相反的一侧的外表面，
所述切断装置具有支承台，所述支承台支承所述背片中的与所述片体相反的一侧的外表面，使得在切断所述片体时所述保护膜配设在所述背片与所述片体之间。
14.根据权利要求13所述的电极片的制造装置，其中，
所述制造装置具备下游侧卷取部(24、24a)，所述下游侧卷取部能够在所述输送路的比所述切断装置靠下游侧的位置卷取所述背片。
15.根据权利要求10所述的电极片的制造装置，其中，
所述制造装置具备：
上游侧卷取部，其能够在所述片体的输送路的比所述切断装置靠上游侧的位置卷取所述保护膜；
背片送出部，其能够在所述输送路的所述上游侧卷取部与所述切断装置之间将背片送出到所述功能面侧；
下游侧卷取部，其能够在所述输送路的比所述切断装置靠下游侧的位置卷取所述背片和所述保护膜中的至少任一方；
品种登记部(62)，其对所述片体的品种信息进行登记；
模式设定部(64)，其根据通过所述品种登记部登记的品种信息来设定第一驱动模式、第二驱动模式和第三驱动模式中的任一模式；和
送出卷取控制部(66)，其根据通过所述模式设定部设定的模式，对所述片体送出部、所述上游侧卷取部、所述背片送出部和所述下游侧卷取部的驱动进行控制，
在所述第一驱动模式中，使所述片体送出部、所述上游侧卷取部、所述背片送出部和所述下游侧卷取部驱动，
在所述第二驱动模式中，使所述片体送出部和所述下游侧卷取部驱动，并且使所述上游侧卷取部和所述背片送出部的驱动停止，
在所述第三驱动模式中，使所述片体送出部、所述背片送出部和所述下游侧卷取部驱动，并且使所述上游侧卷取部的驱动停止。
16.根据权利要求15所述的电极片的制造装置，其中，
所述制造装置具备对所述片体的品种进行确定的品种确定部(63)，
所述品种登记部对将所述第一驱动模式、所述第二驱动模式和所述第三驱动模式与所述品种信息对应起来的对应信息进行登记，
所述模式设定部根据通过所述品种确定部确定的品种和通过所述品种登记部登记的对应信息来设定所述第一驱动模式、所述第二驱动模式和所述第三驱动模式中的任一模式。
17.根据权利要求15或16所述的电极片的制造装置，其中，
所述制造装置具备搬出装置，所述搬出装置保持所述支承层中的与所述功能层相反的一侧的外表面而将所述电极片搬出。
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