CN111435753B - 层叠体压制装置、压制完毕的带状层叠体制造方法、层叠型电极体制造方法和电池制造方法 - Google Patents

层叠体压制装置、压制完毕的带状层叠体制造方法、层叠型电极体制造方法和电池制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供层叠体压制装置、压制完毕的带状层叠体制造方法、层叠型电极体制造方法和电池制造方法，其能够抑制辊压时正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部损伤以及带状负极体的正极板侧的带状第一隔膜损伤，层叠体压制装置(100)具备第一压辊(110)、与该第一压辊(110)隔开辊间隙(GA1)地平行配置的第二压辊(120)、以及向辊间隙(GA1)供给沿搬送方向(JH)延伸的带状金属板(131)的金属板供给部(130)，在将由金属板供给部(130)供给的带状金属板(131)在重叠于带状负极体(71x)的正极板(31)上重叠的状态下，利用第一压辊(110)和第二压辊(120)对正极板(31)和带状负极体(71x)进行辊压。

Description

层叠体压制装置、压制完毕的带状层叠体制造方法、层叠型电 极体制造方法和电池制造方法
技术领域
本公开涉及压制完毕的带状层叠体的层叠体压制装置等，所述压制完毕的带状层叠体是多个矩形正极板在长度方向上与在一对带状隔膜之间配置有带状负极板的带状负极体重叠并被辊压而形成的。
背景技术
作为锂离子二次电池等电池的电极体，已知将矩形正极板和矩形负极板隔着矩形隔膜交替地层叠多个而成的层叠型电极体。这样的层叠型电极体例如通过以下方法来制造。即，准备带状负极体和多个矩形正极板，所述带状负极体是在一对带状隔膜之间配置带状负极板而得到的。然后，在带状负极体的长度方向上隔开间隙以预定间隔将多个正极板重叠在带状负极体上而形成压制前的带状层叠体。
然后，使用具备一对压辊的层叠体压制装置，对该压制前的带状层叠体进行辊压，将多个正极板和带状负极体压接。然后，将该压制完毕的带状层叠体切断，得到矩形板状的单位层叠体。然后，将该单位层叠体彼此层叠，形成上述层叠型电极体。此外，在专利文献1中公开了这样制造层叠型电极体的方法(参照专利文献1的图8等)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2018-190495号公报
发明内容
然而，有时由于辊压，各正极板的棱部损伤和/或带状负极体中的正极板侧的带状第一隔膜损伤。具体而言，由正极板中的向外部露出的一方的第一正极板主面和朝向搬送方向的下游侧的第一正极板端面形成的第一外侧棱部或者由第一正极板主面和朝向搬送方向的上游侧的第二正极板端面形成的第二外侧棱部有时会发生损伤(正极活性物质层的一部分脱落等)。
另外，判断出在正极板中，在由与带状负极体相接的另一方的第二正极板主面和所述第一正极板端面形成的第一内侧棱部、或者由第二正极板主面和所述第二正极板端面形成的第二内侧棱部与带状负极体接触的部位，带状第一隔膜损伤(部分破损等)。
正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部损伤的原因被认为是由于辊压时对第一外侧棱部或第二外侧棱部施加大的压力。另外，若对正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部施加大的压力，则正极板的第一内侧棱部或第二内侧棱部以大的压力按压带状负极体的带状第一隔膜，因此认为带状第一隔膜中的正极板的第一内侧棱部或第二内侧棱部所接触的部位会损伤。
本公开是鉴于这样的现状而完成的，提供一种能够抑制辊压时正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部损伤和带状负极体的正极板侧的带状第一隔膜损伤的层叠体压制装置、能够抑制辊压时正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部损伤和带状负极体的带状第一隔膜损伤的带状层叠体的制造方法、抑制了正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤和带状第一隔膜的损伤且能够制造可靠性高的层叠型电极体的层叠型电极体的制造方法、以及抑制了正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤和带状第一隔膜的损伤且能够制造可靠性高的电池的电池制造方法。
用于解决上述课题的本公开一方式是一种层叠体压制装置，所述层叠体压制装置是用于形成压制完毕的带状层叠体的层叠体压制装置，所述压制完毕的带状层叠体是通过在一对带状隔膜之间配置带状负极板而形成带状负极体，将多个矩形的正极板在所述带状负极体上沿所述带状负极体的长度方向隔开间隙以预定间隔Da重叠并辊压而得到的，所述层叠体压制装置具备：第一压辊、与该第一压辊隔开辊间隙平行地配置的第二压辊、以及向所述辊间隙供给沿搬送方向延伸的带状金属板的金属板供给部，在将由所述金属板供给部供给的所述带状金属板在重叠于所述带状负极体上的所述正极板上重叠的状态下，利用所述第一压辊和所述第二压辊对所述正极板和所述带状负极体进行辊压。
在所述层叠体压制装置中，除了第一压辊及第二压辊以外，还具备所述金属板供给部，在将带状金属板在重叠于带状负极体上的正极板上进行重叠的状态下，利用第一压辊和第二压辊对正极板和带状负极体进行辊压。
通过这样夹设带状金属板，正极板中的经由带状金属板由第一压辊按压的部位在搬送方向上扩展(被按压的部位的面积变大)，因此能够使施加于正极板的外侧棱部(由向外部露出的一方的第一正极板主面和朝向搬送方向下游侧的第一正极板端面形成的第一外侧棱部或由第一正极板主面和朝向搬送方向上游侧的第二正极板端面形成的第二外侧棱部)的压力比以往小。因此，能够抑制辊压对正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤。
另外，若施加于正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的压力变小，则正极板的内侧棱部(由与带状负极体相接的另一方的第二正极板主面和所述第一正极板端面形成的第一内侧棱部或由第二正极板主面和所述第二正极板端面形成的第二内侧棱部)按压带状负极体的正极板侧的带状第一隔膜的压力也变小。因此，也能够抑制带状第一隔膜中的正极板的第一内侧棱部或第二内侧棱部所接触的部位损伤。
此外，作为用于“带状金属板”的金属板，例如可列举铜板、镍板、铝板、不锈钢板、钛板、在这些金属板的表面还形成有镀层的金属板等。
另外，作为带状金属板，除了带状的金属板的两端部彼此未接合的、具有两端部的带状金属板以外，还可列举带状的金属板的两端部彼此接合而成为环状的无端带状金属板。
作为“带状负极体”，例如可列举在带状负极板的两主面上重叠另行制造的带状隔膜的带状负极体、在带状负极板的两主面涂布树脂糊剂并使其干燥而在带状负极板的两主面上形成带状隔膜层的带状负极体。
而且，在所述层叠体压制装置中，优选的是，所述带状金属板是环状的无端带状金属板，所述金属板供给部具有环流路，所述环流路使所述无端带状金属板中的搬送到所述辊间隙的所述搬送方向下游侧的下游部返回到所述辊间隙的所述搬送方向上游侧。
在所述层叠体压制装置中，使用环状的无端带状金属板作为带状金属板，金属板供给部具有使该无端带状金属板环流的环流路，因此能够容易地反复利用无端带状金属板(带状金属板)，能够高效地进行辊压而形成压制完毕的带状层叠体。
而且，在所述层叠体压制装置中，所述无端带状金属板的周长为所述预定间隔的整数倍的长度，且所述无端带状金属板具有将带状的金属板的两端部彼此接合的接合部，所述层叠体压制装置具备：接合部检测部，所述接合部检测部检测所述无端带状金属板的所述接合部的位置；正极板检测部，所述正极板检测部检测辊压前的所述正极板的位置；以及控制部，所述控制部以所述无端带状金属板中的除了所述接合部以外的非接合部重叠于所述正极板中的第一外侧棱部和第二外侧棱部的方式，控制由所述第一压辊和所述第二压辊进行的所述无端带状金属板、所述正极板和所述带状负极体的搬送、以及由所述金属板供给部进行的所述无端带状金属板的供给，所述第一外侧棱部是由向外部露出的第一正极板主面和朝向所述搬送方向的所述下游侧的第一正极板端面形成的，所述第二外侧棱部是由所述第一正极板主面和朝向所述搬送方向的所述上游侧的第二正极板端面形成的。
无端带状金属板的接合部是将带状的金属板的两端部彼此接合的部位，因此若在辊压时该接合部与正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部重叠，则反而有可能助长第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤和/或带状第一隔膜的损伤。与此相对，在所述层叠体压制装置中，在将无端带状金属板的周长设为与带状负极体重叠的正极板彼此的预定间隔的整数倍长度的基础上，利用所述接合部检测部、正极板检测部和控制部使无端带状金属板的非接合部重叠于正极板的第一外侧棱部和第二外侧棱部重叠(不使接合部重叠)。由此，能够合适地抑制辊压时正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤和带状第一隔膜的损伤。
而且，在上述任一项所述的层叠体压制装置中，优选的是，所述带状金属板的厚度T1为所述正极板的厚度T2的3～8倍(3×T2≤T1≤8×T2)。
若带状金属板的厚度T1过薄，具体而言，若比正极板的厚度T2的3倍薄，则夹设带状金属板的效果变少，抑制正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤以及正极板侧的带状第一隔膜的损伤的效果变小。
另一方面，若带状金属板的厚度T1过厚，具体而言，若比正极板的厚度T2的8倍厚，则正极板中的经由带状金属板由第一压辊按压的部位在搬送方向上过于扩展(被按压的部位的面积变得过大)，施加于正极板的压力变小，因此辊压后的各正极板与带状负极体的密接性容易降低。
与此相对，在所述层叠体压制装置中，将带状金属板的厚度T1设为正极板的厚度T2的3～8倍，因此能够更有效地抑制正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部损伤和带状第一隔膜损伤的情形，并且能够提高辊压后的各正极板与带状负极体的密接性。
另外，其他方式是一种压制完毕的带状层叠体的制造方法，所述压制完毕的带状层叠体是通过在一对带状隔膜之间配置带状负极板而形成带状负极体，将多个矩形的正极板在所述带状负极体上沿所述带状负极体的长度方向隔开间隙以预定间隔Da重叠并辊压而得到的，所述制造方法具备压制工序，在所述压制工序中，在将沿搬送方向延伸的带状金属板在重叠于所述带状负极体上的所述正极板上重叠的状态下，使所述带状金属板、所述正极板和所述带状负极体穿过第一压辊和与该第一压辊平行配置的第二压辊之间的辊间隙进行辊压，从而形成所述压制完毕的带状层叠体。
在所述压制完毕的带状层叠体的制造方法中，在将带状金属板在重叠于带状负极体上的正极板上重叠的状态下，利用第一压辊和第二压辊对正极板和带状负极体进行辊压。
通过这样夹设带状金属板，正极板中的经由带状金属板由第一压辊按压的部位在搬送方向上扩展(被按压的部位的面积变大)，因此能够使施加于正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的压力比以往小。因此，能够抑制辊压对正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤。
另外，若施加于正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的压力变小，则正极板的第一内侧棱部或第二内侧棱部按压正极板侧的带状第一隔膜的压力也变小。因此，也能够抑制带状第一隔膜中的正极板的第一内侧棱部或第二内侧棱部所接触的部位损伤。
而且，在所述压制完毕的带状层叠体的制造方法中，优选的是，所述带状金属板是环状的无端带状金属板，所述压制工序通过反复地将所述无端带状金属板在重叠于所述带状负极体的所述正极板上重叠而进行。
在所述压制完毕的带状层叠体的制造方法中，使用环状的无端带状金属板作为带状金属板，反复地将该无端带状金属板在重叠于带状负极体的正极板上进行重叠而进行压制工序，因此能够容易地反复利用无端带状金属板(带状金属板)，能够高效地进行辊压而形成压制完毕的带状层叠体。
而且，在所述压制完毕的带状层叠体的制造方法中，优选的是，所述无端带状金属板的周长La为所述预定间隔Da的整数倍长度，且所述无端带状金属板具有将带状的金属板的两端部彼此接合了的接合部，所述压制工序通过将所述无端带状金属板中的除了所述接合部以外的非接合部重叠在所述正极板中的第一外侧棱部和第二外侧棱部来进行，所述第一外侧棱部是由向外部露出的第一正极板主面和朝向所述搬送方向的下游侧的第一正极板端面形成的，所述第二外侧棱部是由所述第一正极板主面和朝向所述搬送方向的上游侧的第二正极板端面形成的。
在所述压制完毕的带状层叠体的制造方法中，在将无端带状金属板的周长设为与带状负极体重叠的正极板彼此的预定间隔的整数倍长度的基础上，以无端带状金属板的非接合部重叠于正极板的第一外侧棱部和第二外侧棱部(接合部不重叠)的方式进行压制工序。由此，能够合适地抑制辊压时正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部损伤和带状第一隔膜损伤的情形。
而且，在上述任一项所述的压制完毕的带状层叠体的制造方法中，优选的是，所述带状金属板的厚度T1为所述正极板的厚度T2的3～8倍(3×T2≤T1≤8×T2)的压制完毕的带状层叠体的制造方法。
在所述压制完毕的带状层叠体的制造方法中，将带状金属板的厚度T1设为正极板的厚度T2的3～8倍，因此能够更有效地抑制在压制工序中使正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部损伤和带状负极体的带状第一隔膜损伤的情形，能够提高辊压后的各正极板与带状负极体的密接性。
另外，其他方式是一种层叠型电极体的制造方法，所述层叠型电极体是矩形的正极板和矩形的负极板隔着矩形的隔膜交替地层叠多个而成的，所述制造方法具备：采用上述任一项所述的压制完毕的带状层叠体的制造方法来制造所述压制完毕的带状层叠体的带状层叠体制造工序；切断所述压制完毕的带状层叠体而得到所述正极板、所述隔膜、所述负极板和所述隔膜依次重叠的矩形板状的单位层叠体的切断工序；以及将所述单位层叠体彼此层叠而形成所述层叠型电极体的层叠工序。
在所述层叠型电极体的制造方法中，在带状层叠体制造工序中如上述那样制造压制完毕的带状层叠体，在切断工序中切断该压制完毕的带状层叠体，得到单位层叠体。由此，能够得到抑制了正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤以及带状第一隔膜的损伤的单位层叠体。并且，通过在层叠工序中使用该单位层叠体，能够制造可靠性高的层叠型电极体。
另外，其他方式是一种电池的制造方法，所述电池具备矩形的正极板和矩形的负极板隔着矩形的隔膜交替地层叠多个而成的层叠型电极体，所述制造方法具备：采用上述的层叠型电极体的制造方法来制造所述层叠型电极体的电极体制造工序；以及使用所述层叠型电极体来组装所述电池的组装工序。
在所述电池的制造方法中，在电极体制造工序中如上述那样形成层叠型电极体，因此能够形成抑制了正极板的第一外侧棱部或第二外侧棱部的损伤以及带状第一隔膜的损伤的层叠型电极体。并且，通过在组装工序中使用该层叠型电极体，能够制造可靠性高的电池。
附图说明
图1是实施方式的电池的立体图。
图2是实施方式的层叠型电极体的截面图。
图3是实施方式的单位层叠体的俯视图。
图4是实施方式的单位层叠体的图3中的A-A截面图。
图5是实施方式的单位层叠体的图3中的B-B截面图。
图6是实施方式的电池的制造方法的流程图。
图7是实施方式的带状层叠体制造工序子例程的流程图。
图8是示出实施方式的形成带状负极体的情形的说明图。
图9是示出实施方式的形成压制完毕的带状层叠体的情形的说明图。
图10是示出实施方式的图9中的辊间隙附近的说明图。
图11是示出实施方式的形成单位层叠体、进而形成层叠型电极体的情形的说明图。
附图标记说明
1电池、20层叠型电极体、21单位层叠体、25压制完毕的带状层叠体、31正极板、31x带状正极板、31a第一正极板主面、31b第二正极板主面、31t1第一正极板端面、31t2第二正极板端面、31ra第一外侧棱部、31rb第二外侧棱部、31rc第一内侧棱部、31rd第二内侧棱部、41负极板、41x带状负极板、51第一隔膜、51x带状第一隔膜、61第二隔膜、61x带状第二隔膜、71负极体、71x带状负极体、100层叠体压制装置、110第一压辊、120第二压辊、130金属板供给部、131无端带状金属板(带状金属板)、131g接合部、131i非接合部、131d下游部、132金属板、132t端部、133搬送辊、135环流路、140接合部检测部、150正极板检测部、160控制部、170输送部、200带状负极体制造装置、300矩形正极板制造装置、400单位层叠体制造装置、500层叠装置、GH层叠方向、IH长度方向、JH搬送方向、JH1(搬送方向的)下游侧、JH2(搬送方向的)上游侧、GA1(第一压辊与第二压辊的)辊间隙、La周长、Da(与带状负极体重叠的正极板彼此的)预定间隔、KG(与带状负极体重叠的正极板彼此的)间隙、T1(无端带状金属板的)厚度、T2(正极板的)厚度、S5带状负极体形成工序、S6矩形正极板形成工序、S7压制工序、S10带状层叠体制造工序、S20切断工序、S30层叠工序、S100电极体制造工序、S200组装工序
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。图1示出本实施方式的电池1的立体图。此外，以下，将电池1的电池纵向BH、电池横向CH以及电池厚度方向DH确定为图1所示的方向来进行说明。该电池1是搭载于混合动力汽车、插电式混合动力汽车、电动汽车等车辆等的方型且密闭型的锂离子二次电池。电池1由方型的电池壳体10、收纳于该电池壳体10的内部的层叠型电极体20及电解液17、被电池壳体10支承的正极端子构件80以及负极端子构件90等构成。
其中，电池壳体10为长方体箱状，由金属(在本实施方式中为铝)构成。该电池壳体10由仅上侧开口的有底方筒状的壳体主体构件11和以闭塞该壳体主体构件11的开口的方式焊接的矩形板状的壳体盖构件13构成。在壳体盖构件13上，以与壳体盖构件13绝缘的状态固定设置有由铝构成的正极端子构件80。该正极端子构件80在电池壳体10内与层叠型电极体20中的正极板31连接而导通，另一方面，贯通壳体盖构件13而延伸至电池外部。另外，在壳体盖构件13上，以与壳体盖构件13绝缘的状态固定设置有由铜构成的负极端子构件90。该负极端子构件90在电池壳体10内与层叠型电极体20中的负极板41连接而导通，另一方面，贯通壳体盖构件13而延伸至电池外部。
接着，对层叠型电极体20进行说明。在图2中示出层叠型电极体20的截面图，在图3～图5中示出构成层叠型电极体20的单位层叠体21的俯视图及截面图。此外，将层叠型电极体20和单位层叠体21的纵向EH、横向FH以及层叠方向GH确定为图2～图4所示的方向来说明。该层叠型电极体20为长方体状，在层叠方向GH上层叠多个矩形板状的单位层叠体21而一体化。各单位层叠体21是将后述的压制完毕的带状层叠体25切断而得到的，由矩形的正极板31和在一对矩形的隔膜(第一隔膜51及第二隔膜61)之间配置有矩形的负极板41的矩形板状的负极体71构成，按照正极板31、第一隔膜51、负极板41以及第二隔膜61的顺序层叠。
其中，正极板31具有：由矩形的铝箔构成的正极集电箔32、以及分别形成于该正极集电箔32的两主面上的由正极活性物质粒子、导电粒子和粘结剂构成的正极活性物质层33。在本实施方式中，使用锂过渡金属复合氧化物粒子、具体而言锂镍钴锰氧化物粒子作为正极活性物质粒子，使用乙炔黑(AB)粒子作为导电粒子，使用聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂。
正极板31中的在横向FH(图2～图4中为左右方向，图5中为与纸面正交的方向)的一侧FH1(图2～图4中为左方)沿纵向EH(图2及图4中为与纸面正交的方向，图3中为上下方向，图5中为左右方向)延伸的一侧边部，成为在层叠方向GH(图2、图4及图5中为上下方向、图3中为与纸面正交的方向)不存在正极活性物质层33且正极集电箔32在层叠方向GH露出的正极集电部31m。构成层叠型电极体20的各正极板31的正极集电部31m在层叠方向GH上重叠，与所述正极端子构件80连接(焊接)。
正极板31具有朝向纵向EH的一对正极板端面、即位于纵向EH的一侧EH1(图3中为上方，图5中为右方)的第一正极板端面31t1和位于纵向EH的另一侧EH2(图3中为下方，图5中为左方)的第二正极板端面31t2。另外，由正极板31的一方的第一正极板主面31a和第一正极板端面31t1形成在横向FH上延伸的第一外侧棱部31ra，由第一正极板主面31a和第二正极板端面31t2形成在横向FH上延伸的第二外侧棱部31rb。另外，由正极板31的另一方的第二正极板主面31b和第一正极板端面31t1形成在横向FH上延伸的第一内侧棱部31rc，由第二正极板主面31b和第二正极板端面31t2形成在横向FH上延伸的第二内侧棱部31rd。
负极板41具有：由矩形铜箔构成的负极集电箔42、和分别形成于该负极集电箔42的两主面上的由负极活性物质粒子、粘结剂以及增稠剂构成的负极活性物质层43。在本实施方式中，使用石墨粒子作为负极活性物质粒子，使用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)作为粘结剂，使用羧甲基纤维素(CMC)作为增稠剂。
负极板41和负极活性物质层43的纵向EH的尺寸L2e(参照图3)比正极板31和正极活性物质层33的纵向EH的尺寸L1e大，并且，负极活性物质层43的横向FH的尺寸L2f比正极活性物质层33的横向FH的尺寸L1f大。负极板41中的在横向FH的另一侧FH2(图2～图4中为右方)沿纵向EH延伸的另一侧边部，成为在层叠方向GH上不存在负极活性物质层43且负极集电箔42在层叠方向GH露出的负极集电部41m。构成层叠型电极体20的各负极板41的负极集电部41m在层叠方向GH上重叠，与所述负极端子构件90连接(焊接)。
第一隔膜51以覆盖正极板31的正极活性物质层33的整体和负极板41的负极活性物质层43的整体的形态与正极板31和负极板41密接，介于正极板31与负极板41之间。该第一隔膜51由隔膜主体52和多孔质的密接层53构成，隔膜主体52由矩形的多孔质树脂膜构成，密接层53遍及整个面地形成于该隔膜主体52的两主面且含有粘结剂。第一隔膜51的纵向EH的尺寸L3e(参照图3)与负极板41和负极活性物质层43的纵向EH的尺寸L2e相等，另一方面，第一隔膜51的横向FH的尺寸L3f比负极活性物质层43的横向FH的尺寸L2f大。
另外，第二隔膜61也在构成层叠型电极体20的状态下，以覆盖正极板31的正极活性物质层33的整体和负极板41的负极活性物质层43的整体的形态与正极板31和负极板41密接，介于正极板31与负极板41之间。该第二隔膜61也由隔膜主体62和多孔质的密接层63构成，隔膜主体62由矩形板状的多孔质树脂膜构成，密接层63遍及整个面地形成于该隔膜主体62的两主面且含有粘结剂。第二隔膜61的纵向EH及横向FH的各尺寸L4e、L4f(参照图3)与第一隔膜51的纵向EH及横向FH的各尺寸L3e、L3f相等。另外，第二隔膜61的纵向EH的尺寸L4e与负极板41和负极活性物质层43的纵向EH的尺寸L2e相等，另一方面，第二隔膜61的横向FH的尺寸L4f比负极活性物质层43的横向FH的尺寸L2f大。
接着，对所述电池1的制造方法进行说明(参照图6～图11)。在“电极体制造工序S100”中依次进行“带状层叠体制造工序S10”、“切断工序S20”和“层叠工序S30”而形成层叠型电极体20，然后，在“组装工序S200”中使用该层叠型电极体20组装电池1来制造电池1(参照图6和图7)。
在带状层叠体制造工序S10中，首先在“带状正极板形成工序S1”(参照图7)中，通过切断来形成成为矩形的正极板31的带状的带状正极板31x。即，准备由带状铝箔构成的正极集电箔32，在其两主面上分别形成由正极活性物质粒子(在本实施方式中为锂镍钴锰氧化物粒子)、导电粒子(在本实施方式中为AB粒子)和粘结剂(在本实施方式中为PVDF)构成的带状正极活性物质层33。
在本实施方式中，使用能够进行材料的混合及造粒的搅拌式混合造粒装置(未图示)，将正极活性物质粒子、导电粒子、粘结剂和分散介质混合，进行造粒，由此得到由粒径为1～2mm左右的湿润粒子构成的粒子集合体。另一方面，准备具备3根压辊(压辊A、与压辊A平行配置的压辊B、以及与压辊B平行配置的压辊C)的辊压装置(未图示)。并且，使所述粒子集合体穿过压辊A与压辊B的辊间隙进行轧制，在压辊B上形成未干燥活性物质膜。接着，在穿过了压辊B与压辊C的辊间隙的正极集电箔32上，转印压辊B上的未干燥活性物质膜。然后，使该正极集电箔32上的未干燥活性物质膜干燥而形成正极活性物质层33。然后，使用该辊压装置，在正极集电箔32的相反侧的主面也同样地形成未干燥活性物质膜，使其干燥而形成正极活性物质层33。然后，使用辊压装置(未图示)对该带状正极板进行辊压，提高正极活性物质层33的密度。这样，形成带状正极板31x。
另外，另行在“带状负极板形成工序S2”(参照图7)中，通过切断来形成成为矩形负极板41的带状的带状负极板41x。即，准备由带状铜箔构成的负极集电箔42，在其两主面上分别形成由负极活性物质粒子(在本实施方式中为石墨粒子)、粘结剂(在本实施方式中为SBR)和增稠剂(在本实施方式中为CMC)构成的带状的负极活性物质层43。
在本实施方式中，使用所述搅拌式混合造粒装置，将负极活性物质粒子、粘结剂、增稠剂和分散介质混合，进行造粒，由此得到由粒径为1～2mm左右的湿润粒子构成的粒子集合体。另一方面，准备所述辊压装置。并且，使所述粒子集合体穿过压辊A与压辊B的辊间隙进行轧制，在压辊B上形成未干燥活性物质膜。接着，在穿过了压辊B与压辊C的辊间隙的负极集电箔42上，转印压辊B上的未干燥活性物质膜。然后，使该负极集电箔42上的未干燥活性物质膜干燥，形成负极活性物质层43。然后，使用该辊压装置，在负极集电箔42的相反侧的主面也同样地形成未干燥活性物质膜，然后，使其干燥而形成负极活性物质层43。然后，使用辊压装置(未图示)对该带状负极板进行辊压，提高负极活性物质层43的密度。这样，形成带状负极板41x。
另外，另行在“带状第一隔膜形成工序S3”(参照图7)中，通过切断来形成成为矩形第一隔膜51的带状的带状第一隔膜51x。即，准备由多孔质树脂膜构成的带状隔膜主体52，在该隔膜主体52的一方的主面涂布使聚乙烯粒子和粘结剂分散于分散介质的分散液，进行加热干燥，形成密接层53。另外，在隔膜主体52的相反侧的主面也同样地涂布所述分散液，进行加热干燥而形成密接层53。由此，形成带状第一隔膜51x。
另外，另行在“带状第二隔膜形成工序S4”(参照图7)中，通过切断来形成成为矩形第二隔膜61的带状的带状第二隔膜61x。即，与带状第一隔膜形成工序S3同样地，在隔膜主体62的一方的主面涂布所述分散液，进行加热干燥，形成密接层63。另外，在隔膜主体52的相反侧的主面也同样地涂布所述分散液，进行加热干燥，形成密接层63。由此，形成带状第二隔膜61x。
接着，使用带状负极体制造装置200(参照图8)进行“带状负极体形成工序S5”(参照图7)，形成带状负极体71x。带状负极体制造装置200具备负极板供给部210、第一隔膜供给部220、第二隔膜供给部230和第一辊压部240。
其中，在负极板供给部210安装有卷绕于卷出辊211的带状负极板41x，带状负极板41x从该负极板供给部210沿长度方向IH送出。
在负极板供给部210的上方配置有第一隔膜供给部220。在该第一隔膜供给部220安装有卷绕于卷出辊221的带状第一隔膜51x，带状第一隔膜51x从该第一隔膜供给部220沿长度方向IH送出。
另外，在负极板供给部210的下方配置有第二隔膜供给部230。在该第二隔膜供给部230安装有卷绕于卷出辊231的带状第二隔膜61x，带状第二隔膜61x从该第二隔膜供给部230沿长度方向IH送出。
第一辊压部240具有第三压辊241和与其平行地配置的第四压辊243。在这些第三压辊241与第四压辊243的辊间隙GA2中，将带状第一隔膜51x、带状负极板41x和带状第二隔膜61x依次重叠，并且对它们进行辊压，使它们相互密接，形成带状负极体71x。
在带状负极体形成工序S5中，从负极板供给部210搬送的带状负极板41x、从第一隔膜供给部220搬送的带状第一隔膜51x和从第二隔膜供给部230搬送的带状第二隔膜61x分别朝向第一辊压部240。并且，在第一辊压部240的第三压辊241与第四压辊243的辊间隙GA2中，在带状负极板41x与带状第一隔膜51x和带状第二隔膜61x之间重叠的状态下对它们进行辊压，使它们相互密接，形成带状负极体71x。
另外，与带状负极体形成工序S5并行地使用矩形正极板制造装置300(参照图9)来进行“矩形正极板形成工序S6”(参照图7)，形成矩形的正极板31。
矩形正极板制造装置300具备正极板供给部310和正极板切断部320。在正极板供给部310安装有卷绕于卷出辊311的带状正极板31x，带状正极板31x从该正极板供给部310沿长度方向IH送出。
在正极板供给部310的下游侧JH1配置有正极板切断部320。该正极板切断部320被构成为：在长度方向IH上以预定间隔(与正极板31的纵向EH的尺寸L1e(参照图3)相等的间隔)切断带状正极板31x，形成矩形的正极板31。
在矩形正极板形成工序S6中，利用正极板切断部320在长度方向IH上以所述预定间隔切断从正极板供给部310搬送的带状正极板31x，形成矩形的正极板31。该正极板31中的朝向搬送方向JH的下游侧JH1的正极板端面成为所述第一正极板端面31t1(参照图10和图5)，朝向搬送方向JH的上游侧JH2的正极板端面成为所述第二正极板端面31t2。另外，由该正极板31中的朝向上方的第一正极板主面31a和第一正极板端面31t1形成的棱部为所述第一外侧棱部31ra，由第一正极板主面31a和第二正极板端面31t2形成的棱部为所述第二外侧棱部31rb。另外，由该正极板31中的朝向下方的第二正极板主面31b和第一正极板端面31t1形成的棱部为所述第一内侧棱部31rc，由第二正极板主面31b和第二正极板端面31t2形成的棱部为第二内侧棱部31rd。
接着，使用层叠体压制装置100(参照图9和图10)进行“压制工序S7”(参照图7)，形成压制完毕的带状层叠体25。层叠体压制装置100设置于带状负极体制造装置200的下游侧JH1且矩形正极板制造装置300的下游侧JH1。该层叠体压制装置100具备第一压辊110、与其平行地配置的第二压辊120、供给无端带状金属板(带状金属板)131的金属板供给部130、接合部检测部140、正极板检测部150、控制部160以及输送部170。
层叠体压制装置100在第一压辊110与第二压辊120的辊间隙GA1中，在将从输送部170输送的正极板31与带状负极体71x重叠并且将从金属板供给部130供给的无端带状金属板131重叠在该正极板31上的状态下，对无端带状金属板131、正极板31以及带状负极体71x进行辊压，从而形成压制完毕的带状层叠体25。
第一压辊110和第二压辊120的辊表面均由不锈钢构成，并且辊径(直径)均为100mm。
金属板供给部130被构成为在第一压辊110与第二压辊120的辊间隙GA1中的、第一压辊110与正极板31之间供给沿搬送方向JH延伸的无端带状金属板131。
此外，无端带状金属板131为环状，具有将带状的金属板(具体而言为铜板)132的两端部132t重叠接合而成的接合部131g。无端带状金属板131的周长La是与带状负极体71x重叠的正极板31彼此的预定间隔Da的整数倍(在本实施方式中为20倍)的长度。另外，无端带状金属板131的厚度T1(在本实施方式中为T1＝500μm)(参照图10)为正极板31的厚度T2(在本实施方式中为T2＝100μm)的3～8倍(在本实施方式中为5倍)。
金属板供给部130在第一压辊110的下游侧JH1及上游侧JH2分别具有多个搬送辊133，由这些搬送辊133构成无端带状金属板131环流的环流路135。具体而言，在各搬送辊133架设有无端带状金属板131，以将无端带状金属板131中的搬送至辊间隙GA1的下游侧JH1的下游部131d经由第一压辊110的上方返回到辊间隙GA1的上游侧JH2的循环方式构成环流路135。
接合部检测部140在所述环流路135的上方具有对搬送中的无端带状金属板131进行拍摄的摄像机141，基于由该摄像机141拍摄到的无端带状金属板131的图像，检测无端带状金属板131的接合部131g的位置。另外，接合部检测部140与控制部160连接，能够将由接合部检测部140检测到的无端带状金属板131的接合部131g的位置信息输出到控制部160。
另外，正极板检测部150在比第一压辊110与第二压辊120的辊间隙GA1靠上游侧JH2的位置具有拍摄正极板31的摄像机151，基于由该摄像机151拍摄到的正极板31的图像，检测辊压前的正极板31的位置。另外，正极板检测部150与控制部160连接，能够将由正极板检测部150检测到的正极板31的位置信息输出到控制部160。
输送部170设置于矩形正极板制造装置300的下游侧JH1且第一压辊110与第二压辊120的辊间隙GA1的上游侧JH2。输送部170具有多对第一搬送辊171，利用这些第一搬送辊171夹着由矩形正极板制造装置300切断形成的正极板31，并朝向辊间隙GA1搬送。
另外，输送部170在比第一搬送辊171靠下游侧JH1的位置具有第二搬送辊173。该第二搬送辊173与构成金属板供给部130的环流路135的搬送辊133一一对应，与无端带状金属板131一起夹持正极板31，并朝向辊间隙GA1搬送。
控制部160具有包括未图示的CPU、ROM以及RAM且通过存储于ROM等的预定控制程序来进行工作的微型计算机。该控制部160控制由输送部170进行的正极板31的搬送。另外，控制部160基于从接合部检测部140输入的无端带状金属板131的接合部131g的位置信息以及从正极板检测部150输入的辊压前的正极板31的位置信息，控制由第一压辊110和第二压辊120进行的无端带状金属板131、正极板31及带状负极体71x的搬送以及由金属板供给部130进行的无端带状金属板131的供给。
具体而言，控制部160与使输送部170的第一搬送辊171旋转的马达(未图示)连接，通过控制这些马达，控制由输送部170进行的正极板31的搬送。详细而言，控制部160以各正极板31在长度方向IH上隔开间隙KG以预定间隔Da与带状负极体71x重叠的方式，控制由输送部170进行的正极板31的搬送。
另外，控制部160与使第一压辊110和第二压辊120旋转的马达(未图示)连接，通过控制这些马达，控制由第一压辊110和第二压辊120进行的无端带状金属板131、正极板31和带状负极体71x的搬送。另外，控制部160与使金属板供给部130的环流路135的搬送辊133旋转的马达(未图示)连接，通过控制这些马达，控制由金属板供给部130进行的无端带状金属板131的供给。详细而言，控制部160以使无端带状金属板131中的接合部131g以外的非接合部131i重叠于正极板31的第一外侧棱部31ra及第二外侧棱部31rb的方式(接合部131g不重叠的方式)，控制由第一压辊110和第二压辊120进行的无端带状金属板131、正极板31和带状负极体71x的搬送以及由金属板供给部130进行的无端带状金属板131的供给。
接着，对压制工序S7进行说明。在该压制工序S7中，由矩形正极板制造装置300形成的矩形的正极板31由输送部170朝向第一压辊110与第二压辊120的辊间隙GA1，并且由带状负极体制造装置200形成且架设于第二压辊120的带状负极体71x也朝向辊间隙GA1。并且，在辊间隙GA1中，将正极板31与带状负极体71x重叠。
具体而言，将多个正极板31在长度方向IH上隔开间隙KG以预定间隔Da重叠于带状负极体71x。此外，在长度方向IH上相邻的正极板31彼此的预定间隔Da是与负极板41、第一隔膜51和第二隔膜61的纵向EH的各尺寸L2e、L3e、L4e(参照图3)相等的大小(Da＝L2e＝L3e＝L4e)。另外，在长度方向IH上相邻的正极板31彼此的间隙KG是与负极板41、第一隔膜51和第二隔膜61的纵向EH的各尺寸L2e、L3e、L4e(L2e＝L3e＝L4e)与正极板31的纵向EH的尺寸L1e之差相等的大小(KG＝L2e-L1e)。
另外，将正极板31与带状负极体71x重叠，并且利用第一压辊110和第二压辊120对它们进行辊压，形成压制完毕的带状层叠体25。具体而言，在将沿搬送方向JH延伸的无端带状金属板131在重叠于带状负极体71x的正极板31上重叠的状态下，利用第一压辊110和第二压辊120对正极板31和带状负极体71x进行辊压，使各正极板31与带状负极体71x密接，形成压制完毕的带状层叠体25。
在该压制工序S7中，将无端带状金属板131反复地在重叠于带状负极体71x的正极板31上重叠来进行。另外，将无端带状金属板131中的接合部131g以外的非接合部131i重叠于正极板31的第一外侧棱部31ra及第二外侧棱部31rb来进行。这样，形成压制完毕的带状层叠体25。
这样，通过在压制工序S7中夹设有无端带状金属板131，正极板31中的经由无端带状金属板131由第一压辊110按压的部位在搬送方向JH上扩展(被按压的部位的面积变大)。因此，能够使施加于正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb的压力比以往(不夹设无端带状金属板131的情况)小。因此，能够抑制正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb因辊压而损伤(正极活性物质层33的一部分从正极集电箔32脱落等)。
另外，若施加于正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb的压力变小，则正极板31的第一内侧棱部31rc或第二内侧棱部31rd按压带状负极体71x的带状第一隔膜51x的压力也变小。因此，也能够抑制带状第一隔膜51x中的正极板31的第一内侧棱部31rc或第二内侧棱部31rd所接触的部位损伤(部分破损等)。
接着，在“切断工序S20”(参照图6)中，使用单位层叠体制造装置400(参照图11)，切断压制完毕的带状层叠体25，得到依次重叠正极板31、第一隔膜51、负极板41以及第二隔膜61而成的矩形板状的单位层叠体21。单位层叠体制造装置400设置于所述层叠体压制装置100的下游侧JH1。该单位层叠体制造装置400是在长度方向IH上以预定间隔Da切断压制完毕的带状层叠体25的装置。具体而言，单位层叠体制造装置400在长度方向IH上相邻的正极板31彼此的正中分别切断压制完毕的带状层叠体25的带状负极体71x。由此，形成图3～图5所示的单位层叠体21。
接着，在“层叠工序S30”(参照图6)中，使用层叠装置500(参照图11)，将单位层叠体21彼此层叠，形成层叠型电极体20。该层叠装置500是通过平面压制对层叠的多个单位层叠体21加压而使单位层叠体21彼此密接的装置。层叠装置500具备具有平坦压制面510n的上模510和具有与上模510的压制面510n相向的平坦压制面520n的下模520。
在层叠工序S30中，反复进行通过平面压制使单位层叠体21彼此密接的操作，从而形成层叠型电极体20。具体而言，将单位层叠体21重叠在先前层叠的其他单位层叠体21之上。然后，使上模510下降，在上模510的压制面510n与下模520的压制面520n之间，通过平面压制对多个单位层叠体21加压，使该单位层叠体21密接于该其他单位层叠体21。这样，反复进行预定次数的新的单位层叠体21与先前层叠的其他单位层叠体21密接的操作，从而形成层叠型电极体20。
接着，在“组装工序S200”(参照图6)中，使用所述层叠型电极体20来组装电池1。具体而言，准备壳体盖构件13，在壳体盖构件13固定设置正极端子构件80和负极端子构件90(参照图1)。然后，将层叠型电极体20中的各正极板31的正极集电部31m彼此相互重叠，将正极端子构件80焊接于其上，并且将层叠型电极体20中的各负极板41的负极集电部41m彼此相互重叠，并将负极端子构件90焊接于其上。接着，在层叠型电极体20上覆盖绝缘膜包围体(未图示)，将它们插入到壳体主体构件11内，并且用壳体盖构件13堵塞壳体主体构件11的开口。并且，将壳体主体构件11与壳体盖构件13焊接而形成电池壳体10。然后，将电解液17从注液孔13h注入到电池壳体10内并浸渍到层叠型电极体20内。然后，利用密封构件15将注液孔13h密封。然后，对该电池1进行各种检查和初始充电。这样，完成电池1。
如以上说明的那样，在层叠体压制装置100中，除了第一压辊110和第二压辊120以外，还具备金属板供给部130，在将带状金属板(无端带状金属板)131在重叠于带状负极体71x的正极板31上重叠的状态下，利用第一压辊110和第二压辊120对正极板31及带状负极体71x进行辊压。
通过这样夹设无端带状金属板131，正极板31中的经由无端带状金属板131由第一压辊110按压的部位在搬送方向JH上扩展(被按压的部位的面积变大)，因此能够使施加于正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb的压力比以往小。因此，能够抑制由辊压引起的正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb的损伤。
另外，若施加于正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb的压力变小，则正极板31的第一内侧棱部31rc或第二内侧棱部31rd按压带状负极体71x的带状第一隔膜51x的压力也变小。因此，也能够抑制带状第一隔膜51x中的正极板31的第一内侧棱部31rc或第二内侧棱部31rd所接触的部位损伤。
而且，在本实施方式中，使用环状的无端带状金属板131作为带状金属板，金属板供给部130具有使无端带状金属板131中的、搬送到辊间隙GA1的下游侧JH1的下游部131d返回到辊间隙GA1的上游侧JH2的环流路135。由此，能够容易地反复利用无端带状金属板(带状金属板)131，能够高效地辊压而形成压制完毕的带状层叠体25。
另外，由于无端带状金属板131的接合部131g是将带状的金属板132的两端部132t彼此接合的部位，因此若在辊压时该接合部131g与正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb重叠，则反而有可能助长第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb损伤和/或带状第一隔膜51x损伤。
与此相对，在本实施方式中，在将无端带状金属板131的周长La设为与带状负极体71x重叠的正极板31彼此的预定间隔Da的整数倍长度的基础上，通过接合部检测部140、正极板检测部150和控制部160，使无端带状金属板131的非接合部131i重叠于正极板31的第一外侧棱部31ra和第二外侧棱部31rb(使接合部131g不重叠)。由此，能够合适地抑制辊压时正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb损伤和带状第一隔膜51x损伤。
另外，若无端带状金属板(带状金属板)131的厚度T1过薄，具体而言，若比正极板31的厚度T2的3倍薄，则夹设无端带状金属板131的效果变小，抑制正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb的损伤以及带状第一隔膜51x的损伤的效果变小。
另一方面，若无端带状金属板131的厚度T1过厚，具体而言，若比正极板31的厚度T2的8倍厚，则正极板31中的经由无端带状金属板131由第一压辊110按压的部位在搬送方向JH上过于扩展(被按压的部位的面积过大)，施加于正极板31的压力变小，因此辊压后的各正极板31与带状负极体71x的密接性容易降低。
与此相对，在本实施方式中，将无端带状金属板(带状金属板)131的厚度T1设为正极板31的厚度T2的3～8倍(3×T2≤T1≤8×T2)，因此能够更有效地抑制正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb损伤和带状第一隔膜51x损伤，能够提高辊压后的各正极板31与带状负极体71x的密接性。
另外，在本实施方式的层叠型电极体20的制造方法中，在带状层叠体制造工序S10中如上述那样制造压制完毕的带状层叠体25，在切断工序S20中切断该压制完毕的带状层叠体25而得到单位层叠体21。由此，能够得到抑制了正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb的损伤以及带状第一隔膜51x的损伤的单位层叠体21。并且，通过在层叠工序S30中使用该单位层叠体21，能够制造可靠性高的层叠型电极体20。
另外，在本实施方式的电池1的制造方法中，在电极体制造工序S100中如上述那样形成层叠型电极体20，因此能够形成抑制了正极板31的第一外侧棱部31ra或第二外侧棱部31rb的损伤以及带状第一隔膜51x的损伤的层叠型电极体20。并且，通过在组装工序S200中使用该层叠型电极体20，能够制造可靠性高的电池1。
以上，根据实施方式对本公开进行了说明，但本公开并不限定于实施方式，当然能够在不脱离其主旨的范围内适当变更来应用。
例如，在实施方式中，作为“带状负极体”，例示了在带状负极板41x的两主面上重叠了另行制造的带状第一隔膜51x和带状第二隔膜61x的带状负极体71x，但并不限于此。例如，带状负极体也可以是如下带状负极体：在带状负极板41x的两主面涂布树脂糊剂并使其干燥，在带状负极板41x的两主面上形成有多孔质的第一带状隔膜层以及第二带状隔膜层。
另外，在实施方式中，在层叠体压制装置100的第一压辊110与第二压辊120的辊间隙GA1中，将正极板31重叠于带状负极体71x，与无端带状金属板131一起辊压，形成压制完毕的带状层叠体25，但形成压制完毕的带状层叠体25的方法并不限于此。例如，在利用第一压辊110和第二压辊120进行辊压之前，在带状负极体71x上重叠正极板31而预先形成压制前的带状层叠体。并且，也可以在该压制前的带状层叠体的正极板31重叠无端带状金属板131，利用第一压辊110和第二压辊120进行辊压，从而形成压制完毕的带状层叠体25。
另外，在实施方式中，使用了无端带状金属板131，但也可以将长的带状金属板与正极板31重叠来进行辊压。

Claims (10)

1.一种层叠体压制装置，是用于形成压制完毕的带状层叠体(25)的层叠体压制装置(100)，所述压制完毕的带状层叠体(25)是通过在一对带状隔膜(51x、61x)之间配置带状负极板(41x)而形成带状负极体(71x)，将多个矩形的正极板(31)在所述带状负极体(71x)上沿所述带状负极体的长度方向隔开间隙以预定间隔(Da)重叠并辊压而得到的，所述层叠体压制装置具备：
第一压辊(110)；
与该第一压辊(110)隔开辊间隙(GA1)地平行配置的第二压辊(120)；以及
向所述辊间隙供给沿搬送方向延伸的带状金属板(131)的金属板供给部(130)，
在将由所述金属板供给部(130)供给的所述带状金属板(131)在重叠于所述带状负极体(71x)上的所述正极板(31)上重叠的状态下，利用所述第一压辊(110)和所述第二压辊(120)对所述正极板(31)和所述带状负极体(71x)进行辊压。
2.根据权利要求1所述的层叠体压制装置(100)，
所述带状金属板(131)为环状的无端带状金属板(131)，
所述金属板供给部(130)具有环流路(135)，所述环流路(135)使所述无端带状金属板中的搬送到所述辊间隙(GA1)的所述搬送方向的下游侧(JH1)的下游部(131d)返回到所述辊间隙的所述搬送方向的上游侧(JH2)。
3.根据权利要求2所述的层叠体压制装置(100)，
所述无端带状金属板(131)的周长(La)为所述预定间隔(Da)的整数倍的长度，且所述无端带状金属板(131)具有将带状的金属板(132)的两端部(132t)彼此接合了的接合部(131g)，
所述层叠体压制装置具备：
检测所述无端带状金属板(131)的所述接合部(131g)的位置的接合部检测部(140)；
检测辊压前的所述正极板(31)的位置的正极板检测部(150)；以及
控制部(160)，所述控制部(160)以所述无端带状金属板(131)中的除了所述接合部(131g)以外的非接合部(131i)重叠于所述正极板(31)中的第一外侧棱部(31ra)和第二外侧棱部(31rb)的方式，控制由所述第一压辊(110)和所述第二压辊(120)进行的所述无端带状金属板(131)、所述正极板(31)和所述带状负极体(71x)的搬送、以及由所述金属板供给部(130)进行的所述无端带状金属板(131)的供给，
所述第一外侧棱部(31ra)是由向外部露出的第一正极板主面(31a)和朝向所述搬送方向的所述下游侧(JH1)的第一正极板端面(31t1)形成的，所述第二外侧棱部(31rb)是由所述第一正极板主面(31a)和朝向所述搬送方向的所述上游侧(JH2)的第二正极板端面(31t2)形成的。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠体压制装置(100)，
所述带状金属板(131)的厚度T1为所述正极板(31)的厚度T2的3～8倍，即3×T2≤T1≤8×T2。
5.一种压制完毕的带状层叠体的制造方法，所述压制完毕的带状层叠体(25)是通过在一对带状隔膜(51x、61x)之间配置带状负极板(41x)而形成带状负极体(71x)，将多个矩形的正极板(31)在所述带状负极体(71x)上沿所述带状负极体(71x)的长度方向隔开间隙以预定间隔(Da)重叠并辊压而得到的，所述制造方法具备压制工序，
在所述压制工序中，在将沿搬送方向延伸的带状金属板(131)在重叠于所述带状负极体(71x)上的所述正极板(31)上重叠的状态下，使所述带状金属板(131)、所述正极板(31)和所述带状负极体(71x)穿过第一压辊(110)和与该第一压辊平行地配置的第二压辊(120)之间的辊间隙进行辊压，从而形成所述压制完毕的带状层叠体(25)。
6.根据权利要求5所述的压制完毕的带状层叠体(25)的制造方法，
所述带状金属板(131)为环状的无端带状金属板，
所述压制工序通过反复地将所述无端带状金属板(131)在重叠于所述带状负极体(71x)上的所述正极板(31)上重叠来进行。
7.根据权利要求6所述的压制完毕的带状层叠体(25)的制造方法，
所述无端带状金属板(131)的周长(La)为所述预定间隔(Da)的整数倍的长度，且所述无端带状金属板(131)具有将带状的金属板的两端部(132t)彼此接合了的接合部(131g)，
所述压制工序通过将所述无端带状金属板(131)中的除了所述接合部(131g)以外的非接合部(131i)重叠在所述正极板(31)中的第一外侧棱部(31ra)和第二外侧棱部(31rb)来进行，
所述第一外侧棱部(31ra)是由向外部露出的第一正极板主面(31a)和朝向所述搬送方向的下游侧(JH1)的第一正极板端面(31t1)形成的，所述第二外侧棱部(31rb)是由所述第一正极板主面(31a)和朝向所述搬送方向的上游侧(JH2)的第二正极板端面(31t2)形成的。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的压制完毕的带状层叠体(25)的制造方法，
所述带状金属板(131)的厚度T1为所述正极板(31)的厚度T2的3～8倍，即3×T2≤T1≤8×T2。
9.一种层叠型电极体的制造方法，所述层叠型电极体(20)是矩形的正极板(31)和矩形的负极板(41)隔着矩形的隔膜(51、61)交替地层叠多个而成的，所述制造方法具备：
采用权利要求5～8中任一项所述的压制完毕的带状层叠体(25)的制造方法来制造所述压制完毕的带状层叠体的带状层叠体制造工序(S10)；
切断所述压制完毕的带状层叠体(25)而得到所述正极板(31)、所述隔膜(51、61)、所述负极板(41)和所述隔膜依次重叠的矩形板状的单位层叠体(21)的切断工序(S20)；以及
将所述单位层叠体(21)彼此层叠而形成所述层叠型电极体(20)的层叠工序(S30)。
10.一种电池的制造方法，所述电池(1)具备矩形的正极板(31)和矩形的负极板(41)隔着矩形的隔膜(51、61)交替地层叠多个而成的层叠型电极体(20)，所述制造方法具备：
采用权利要求9所述的层叠型电极体(20)的制造方法来制造所述层叠型电极体的电极体制造工序(S100)；以及
使用所述层叠型电极体(20)来组装所述电池(1)的组装工序(S200)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6879283B2 (ja) * 2018-11-13 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 シート状電極の積層体製造装置
CN112234158B (zh) * 2020-10-14 2022-04-12 湖北亿纬动力有限公司 一种干粉涂布方法、该方法制备的极片和锂离子电池
CN215880388U (zh) * 2021-09-30 2022-02-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 模切装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697236A (en) * 1950-01-31 1954-12-21 Mccain Machine for gluing book backs
JP2009170134A (ja) * 2008-01-11 2009-07-30 Toyota Motor Corp 電池の製造方法および製造装置
JP2010212266A (ja) * 2009-02-10 2010-09-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd リチウムイオンキャパシタ用電極群の製造方法
JP2014060141A (ja) * 2012-08-21 2014-04-03 Sekisui Chem Co Ltd 多層の膜電極接合体の製造方法及び積層型電池
CN108807854A (zh) * 2017-04-28 2018-11-13 丰田自动车株式会社 电极层叠体以及电池的制造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3300826A (en) * 1964-05-08 1967-01-31 Russell Mfg Co Conveyor belt and method of jointing same
US6234304B1 (en) * 1998-01-28 2001-05-22 Mol Belting Company Conveyor belt joint
US6321903B1 (en) * 1998-05-08 2001-11-27 Curt Shaffer Splice joint for plastic coated fabric conveyor belt and method of making the same
JP2009166488A (ja) 2007-12-20 2009-07-30 Kuraray Co Ltd 樹脂シートの製造方法、光学フィルム、及び、樹脂シートの製造装置
AU2009293398A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Fenner Dunlop Americas, Inc. Conveyor belt rip panels and belt rip monitoring
TWI520405B (zh) * 2013-02-15 2016-02-01 Ｌｇ化學股份有限公司 提升穩定性之電極組及其製造方法
JP6288020B2 (ja) 2015-09-21 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 電極体の製造方法および製造装置
CN110088968B (zh) * 2016-12-21 2022-01-11 株式会社村田制作所 电极层压体的制造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697236A (en) * 1950-01-31 1954-12-21 Mccain Machine for gluing book backs
JP2009170134A (ja) * 2008-01-11 2009-07-30 Toyota Motor Corp 電池の製造方法および製造装置
JP2010212266A (ja) * 2009-02-10 2010-09-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd リチウムイオンキャパシタ用電極群の製造方法
JP2014060141A (ja) * 2012-08-21 2014-04-03 Sekisui Chem Co Ltd 多層の膜電極接合体の製造方法及び積層型電池
CN108807854A (zh) * 2017-04-28 2018-11-13 丰田自动车株式会社 电极层叠体以及电池的制造方法

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