JP2000182609A - シート状電極の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常時、一定の位置にほじしながら、シート状
電極を供給・走行させて安定した圧着を施すことができ
るシート状電極の加工装置を提供。 【解決手段】 シート状電極２を巻き出す巻き出しリー
ル１と、前記巻き出されたシート状電極２を両面側から
圧着する加圧ローラー３と、前記巻き出しリール１−加
圧ローラー３間に配置され巻き出し走行するシート状電
極２の蛇行を修正する蛇行修正機構９とを有するシート
状電極の加工装置であって、前記蛇行修正機構９は、巻
き出しリール１に起因する蛇行を修正する第１の蛇行修
正機構７および加圧ローラー３に起因する蛇行を修正す
る第２の蛇行修正機構８を備え、かつ第１および第２の
両蛇行修正機構７，８が連動するように構成されている
ことを特徴とするシート状電極の加工装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート状電極の圧
着工程を含む加工装置に係り、さらに詳しくは供給・走
行するシート状電極の蛇行修正機構を備えた加工装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話機や携帯用ノート型パー
ソナルコンピューター（パソコン）など、電子機器類の
コードレス化、高性能化、あるいは小形軽量化の推進に
伴って、これら電子機器類の主電源となる電池の高性能
化が要求されている。そして、これら電子機器類の主電
源として、高性能化ないし高容量化を図れるニッケル水
素二次電池、あるいはリチウム二次電池などの実用化が
進められている。

【０００３】ところで、この種のニッケル水素二次電池
などは、一般的に、帯状（シート状）の正極および負極
の間に、電解液（電解質）を担持するセパレーターを介
挿させて捲回もしくは積層して電極群（発電要素部）を
形成し、この電極群を電池外装容器内に液密に封装した
構成を採っている。また、前記二次電池の電極群（電極
要素部）、たとえばニッケル水素二次電池の電極群は、
一般的に、帯状（シート状）の集電体にニッケル化合物
を含む正極活物質層を設けたものを正極とし、また、同
じく帯状の集電体にCaCu₅ 型の結晶構造を有する水素吸
蔵合金を含む負極活物質層を設けたものを負極として構
成されている。

【０００４】そして、上記シート状電極は、シート状集
電体に対応する電極活物質をペースト状ないしゲル状に
調製し、このペースト状ないしゲル状の電極活物質を集
電体面に塗工した後、乾燥し、さらに圧着などの処理を
施してから、所望の寸法に裁断されている。ここで、シ
ート状集電体面に対する電極活物質の塗工は、高容量化
ないし体積効率の向上を図るために、電極活物質の充填
量（電極活物質が担持される量）を増加させ、さらに、
電極活物質系ペーストの塗工膜を乾燥した後、圧着して
活物質層の付着密度を向上させ、電極層の高容量化ない
し高性能化が図られている。

【０００５】なお、前記シート状集電体としては、たと
えばアルミニウム、銅、ニッケル、チタン、ステンレス
などのシート状金属箔、あるいはエキスバンドメタルの
ようなシート状金網状もしくはシート状多孔薄板状など
が挙げられる。また、これらシート状集電体の形態は、
無孔なシート、孔あきシート、ネット状（網状）シート
などであり、その厚さは20〜50μm 程度である。

【０００６】また、前記シート状電極の圧着は、通常、
次のように行われている。すなわち、巻き出しリール巻
き出されたシート状集電体に、電極活物質系ペーストを
塗布し、この塗工膜を乾燥させた後に巻き取り機構のリ
ールに一旦巻き取る。次に、このリールを巻き出しリー
ルとして中間ローラーなどを備えたバッファー領域を介
し、一対の加圧ローラーの外周面間を通過させる過程で
圧着して、担持する電極活物質の充填密度を向上させて
から次工程に供給している。ここで、加圧ロールは、電
熱もしくは温水を熱源とした加温型に構成されているこ
とが望ましい。

【０００７】その後、前記圧着処理（圧着加工）したシ
ート状電極を、要すれば所定の形状・寸法に切断分離し
て外部用リードを付設し、セパレーターを介挿させた積
層・捲装して構成した電極群を電池外装缶内に装着す
る。次いで、要すれば電解液を供給・注入した後、前記
外部用リードを導出させながら、電池外装缶の開口部を
封止することによって、ニッケル水素二次電池を製造し
ている。

【０００８】しかし、上記電極部材の積層体を圧着・一
体化する手段（加工装置）の場合、巻き出しリールから
巻き出されるシート状電極の蛇行・位置ズレをしばしば
生じる。すなわち、(a) シート状電極は、幅方向端縁部
の損傷を回避するため、巻き出しリールに幅方向の余裕
をもたせて捲装されるので、巻きズレを生じて蛇行を引
き起こし易い。また、(b) シート状電極厚のバラツキで
加圧ローラーで圧着する際に蛇行を生じ易い。前記(a)
巻き出しリール部に起因するシート状電極の蛇行、およ
び(b) 加圧ローラー部に起因するシート状電極の蛇行を
修正するため、図２および図３に、それぞれ要部構成を
平面的に示す蛇行修正機構が開発されている。

【０００９】図２は、加圧ローラーの圧着に起因するシ
ート状電極の蛇行修正機構付き加工装置の概略構成を示
すものであり、１は巻き出しモーター1aの駆動によって
シート状電極２を巻き出す巻き出しリール、３は対を成
す加圧ローラー、４は中間ローラー、５は蛇行検出セン
サである。ここで、巻き出しリール１は、リニアスライ
ド機構1bで移動可能に配置された支持台1cに一体的に支
持されている。そして、前記蛇行検出センサ５による蛇
行検出に対応した駆動モーター1dの動作で、ボールネジ
1eを介して支持台1cをリニアスライド機構1bに沿わせて
移動させ、巻き出し走行するシート状電極２の蛇行を修
正する構成と成っている。

【００１０】また、図３は巻き出しリール部および加圧
ローラー部にそれぞれ起因するシート状電極の蛇行修正
機構付き加工装置の概略構成を示すものである。すなわ
ち、１は巻き出しモーター1aの駆動によってシート状電
極２を巻き出す巻き出しリール、３は対を成す加圧ロー
ラー、５は加圧ローラー部の蛇行を検出する蛇行検出セ
ンサ、６は前記巻き出しリール１部のシート状電極２の
蛇行を検出する蛇行検出センサ、4a，4b，4cは、複数個
の中間ローラーである。そして、この加工装置の構成で
は、巻き出しリール１部に係る第１の蛇行修正機構７
と、加圧ローラー３部に係る第２の蛇行修正機構８とに
分けられる。

【００１１】ここで、第１の蛇行修正機構７では、巻き
出しリール１がリニアスライド機構1bで移動可能に配置
された支持台1cに一体的に支持されている。そして、前
記巻き出しリール１から巻き出されたシート状電極２の
蛇行が、蛇行検出センサ６によって検出された場合、そ
の検出に対応した駆動モーター1dの動作で、ボールネジ
1eを介して支持台1cをリニアスライド機構1bに沿わせて
移動させ、巻き出し走行するシート状電極の蛇行を修正
する構成と成っている。一方、第２の蛇行修正機構８で
は、リニアスライド機構8aで移動可能に配置された支持
台8bと、この支持台8bに一体的に支持された複数個の中
間ローラー4a，4b，4cと、加圧ローラー３部での蛇行を
検出する蛇行検出センサ５による蛇行検出に対応した駆
動モーター8cの動作で、ボールネジ8dを介して支持台8b
をリニアスライド機構8aに沿わせて移動させ、巻き出し
走行するシート状電極の蛇行を修正する構成と成ってい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図２に図
示した構成の装置の場合は、加圧ローラー３直前での蛇
行検出から、蛇行の修正・回復までの時間が長くて生産
性ないし制御性が劣るだけでなく、蛇行検出センサ５に
よる蛇行が、巻き出しリール部に起因するのか、加圧ロ
ーラー部に起因するか判然としない。すなわち、シート
状電極の蛇行は、(a) 巻き出しリール部に起因するの
か、あるいは(b) 加圧ローラー部に起因するのか、明確
に判断できないままに蛇行修正が行われるので、適切な
蛇行修正を行えない（制御外れの）不具合がある。

【００１３】一方、図３に図示した構成の装置の場合
は、たとえば(b) 加圧ローラー部に起因する蛇行を検出
し、第２の蛇行修正機構８が動作したとき、(a) 巻き出
しリール部に起因する蛇行修正に当たる第１の蛇行修正
機構７に悪影響を与える恐れがある。すなわち、加圧ロ
ーラー部に起因する蛇行を検出した場合、第１の蛇行修
正機構７には関係なく、加圧ローラー部での蛇行を修正
するために第２の蛇行修正機構８が動作するので、第２
の蛇行修正機構８と第１の蛇行修正機構７の位置（機能
的な位置）が変化することになり、本来は不要であった
リール部の蛇行修正が行われることが起こる。

【００１４】本発明は、このような事情に対してなされ
たもので、常時、一定の位置にほじしながら、シート状
電極を供給・走行させて安定した圧着を施すことができ
るシート状電極の加工装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、シー
ト状電極を巻き出す巻き出しリールと、前記巻き出され
たシート状電極を両面側から圧着する加圧ローラーと、
前記巻き出しリール−加圧ローラー間に配置され巻き出
し走行するシート状電極の蛇行を修正する蛇行修正機構
とを有するシート状電極の加工装置であって、前記蛇行
修正機構は、巻き出しリールに起因する蛇行を修正する
第１の蛇行修正機構および加圧ローラーに起因する蛇行
を修正する第２の蛇行修正機構を備え、かつ第１および
第２の両蛇行修正機構が連動するように構成されている
ことを特徴とするシート状電極の加工装置である。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１記載のシート
状電極の加工装置において、加圧ロールがシート状電極
を加熱する加熱源を内蔵していることを特徴とする。

【００１７】請求項１ないし請求項２の発明は、巻き出
しリール部におけるシート状電極の蛇行、および加圧ロ
ーラー部におけるシート状電極の蛇行を、それぞれ修正
する蛇行修正機構が連動するように構成されている。つ
まり、巻き出しリール部での蛇行、あるいは加圧ローラ
ー部での蛇行が、対応する蛇行検出センサで検出されて
第１の蛇行修正機構、あるいは第２の蛇行修正機構のい
ずれか一方が、シート状電極の蛇行修正を行うと他方の
蛇行修正機構が追随的に動作して、巻き出しリール部お
よび加圧ローラー部の蛇行修正が同期的に行われ、常
時、供給・走行する位置が一定に保持される。

【００１８】なお、ここで、シート状電極の圧着は、た
とえばメッシュ状の集電体に電極活物質を塗着させ、こ
の電極活物質を集電体に圧着して電極活物質の充填量を
増大させる場合だけでなく、シート状正極、シート状セ
パレーターおよびシート状負極の積層体を圧着一体化す
る場合も含まれる。

【００１９】また、前記対を成す加圧ローラーは、要す
ればシート状電極を加熱・圧着できるように、加圧ロー
ラーに加熱源を内蔵（内装）させた構成を採ることがで
きる。さらに、加圧ロールの対向外周面間の間隔ないし
圧着（加圧）力を任意に設定可能とするため、少なくと
も一方の回転型加圧ロールが他方の加圧ロール側に平行
して離接できるように、摺動軸支機構は、摺動的に軸支
する構成を採ってもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して実施例を説
明する。

【００２１】図１は実施例に係るシート状電極の加工装
置の概略構成を示す平面図である。図１において、１は
シート状電極２を巻き出す巻き出しリール、３は前記巻
き出されたシート状電極２を両面側から圧着する加圧ロ
ーラー、９は前記巻き出しリール１−加圧ローラー３間
に配置され巻き出し走行するシート状電極２の蛇行を修
正する蛇行修正機構である。そして、前記蛇行修正機構
９は、巻き出しリール部に起因する蛇行を修正する第１
の蛇行修正機構７および加圧ローラー部に起因する蛇行
を修正する第２の蛇行修正機構８を備え、かつこれら第
１および第２の両蛇行修正機構７，８が連動するように
構成されている。

【００２２】ここで、巻き出しリール１は、リニアスラ
イド機構1bで移動可能に配置された支持台1cに一体的に
支持されている。また、第１の蛇行修正機構７は、巻き
出しリール部の蛇行を検出するための蛇行検出センサ
６、この蛇行検出センサ６による蛇行の検出に対応して
動作する駆動モーター1d、この駆動モーター1dの動作に
伴って巻き出し走行するシート状電極２の蛇行を修正す
るボールネジ1eを具備した構成と成っている。

【００２３】一方、第２の蛇行修正機構８は、リニアス
ライド機構8aで移動可能に配置された支持台8bと、この
支持台8bに一体的に支持された複数個の中間ローラー4
a，4b，4cと、加圧ローラー３部での蛇行を検出するた
めの蛇行検出センサ５、この蛇行検出センサ５による蛇
行の検出に対応して動作される駆動モーター8c、この駆
動モーター8cの動作に伴って走行するシート状電極２の
蛇行を修正するボールネジ8dを具備した構成と成ってい
る。

【００２４】さらに、前記第１の蛇行修正機構７と第２
の蛇行修正機構８とは、第２の蛇行修正機構８の支持台
8bに、第１の蛇行修正機構７の駆動モーター1dを配置
し、かつ機械的に一体化した構成とすることにより、両
蛇行修正機構７，８の蛇行修正が連動するようになって
いる。なお、上記蛇行検出センサ５，６と駆動モーター
8c，1dとは、同期して動作するように、電気的に接続さ
れている。

【００２５】次に、上記加工装置の動作について説明す
る。

【００２６】先ず、シート状の正極（たとえば金属酸化
物などの活物質および電解質保持性ポリマーを含む正極
層を集電体に塗布し乾燥処理を施したもの）、あるいは
シート状の負極（たとえばリチウムイオンを吸蔵・放出
する活物質および電解質保持性ポリマーを含む負極層を
集電体に塗布し乾燥処理を施したもの）などのシート状
電極２を捲装した巻き出しリール１を設置する。

【００２７】次いで、巻き出しリール１から巻き出した
シート状電極２を、中間ローラー4a，4b，4cを介して供
給・走行できるように配置し、その先端部を加圧ローラ
ー３に挟着てきに装着して加工の準備を行う。その後、
巻き出しリール１の巻き出しモーター1aを駆動して、巻
き出したシート状電極２を加圧ローラー３部の通過で圧
着する。

【００２８】上記圧着加工の過程で、巻き出しリール部
（中間ローラー4a，4b，4c部入り口）に配置されている
蛇行検出センサ６によって、巻き出しリール部に起因す
る蛇行が検出される。そして、その蛇行量は、第２の蛇
行修正機構８の支持台8bに装着されている駆動モーター
1dの動作、および駆動モーター1dの動作に伴うボールネ
ジ1eによる押圧作用で、リニアスライド機構1bにガイド
されて支持台1cが摺動的に移動し、支持台1cに装着され
ている巻き出しリール１も追随的に移動して蛇行が修正
される。

【００２９】また、加圧ローラー部に起因する蛇行は、
加圧ローラー３の入り口に配置された蛇行検出センサ５
により検出される。そして、その蛇行量は、第２の蛇行
修正機構８の駆動モーター8cの動作、および駆動モータ
ー8cの動作に伴うボールネジ8dによる押圧作用で、リニ
アスライド機構8aにガイドされて支持台8bが摺動的に移
動し、支持台8bに装着されている中間ローラー4a，4b，
4cも追随的に移動して蛇行が修正される。なお、この加
圧ローラー部に起因する蛇行の修正（移動量）は、第２
の蛇行修正機構８の支持台8bに装着されている駆動モー
ター1dの動作、および駆動モーター1dの動作に伴うボー
ルネジ1eを介して巻き出しリール部に伝達される。

【００３０】すなわち、第１の蛇行修正機構７は、第２
の蛇行修正機構８に連動しているため、第１の蛇行修正
機構７の位置だけが変化することもなくなる。したがっ
て、第２の蛇行修正機構８に対するシート状電極２の供
給・走行する位置、および加圧ローラー３に対するシー
ト状電極２の供給・走行する位置が一定に保持され、安
定した加工が行われる。

【００３１】なお、本発明は上記例示に限定されるもの
でなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形
を採ることができる。たとえば蛇行検出センサ５，６の
蛇行検出と、蛇行修正に寄与する駆動モーター1d，8cの
駆動とを電気的に行う構成に対し、光学的に行う構成と
してもよい。また、加圧ローラーに加熱源を内蔵させた
構成とすることもできるし、あるいは加圧ローラーの軸
支を摺動的な進退させ、加圧ローラーン圧着面間を任意
に設定できるようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】請求項１ないし請求項２の発明によれ
ば、巻き出しリール部および加圧ローラー部におけるシ
ート状電極の蛇行を同期的に修正することができる。す
なわち、巻き出しリール部での蛇行、あるいは加圧ロー
ラー部での蛇行が、対応する蛇行検出センサで検出され
て第１の蛇行修正機構、あるいは第２の蛇行修正機構の
一方が、シート状電極の蛇行修正を行うと、他方の蛇行
修正機構が追随的に動作する。この追随的な蛇行修正
（同期的な蛇行修正）は、結果的に、常時、供給・走行
する位置を一定に保持し、安定したシート状電極の圧着
加工がてきることになり、すぐれた生産性、歩留まり向
上、品質向上などに大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のシート状電極の加工装置の概略構成を
示す平面図。

【図２】従来のシート状電極の加工装置の概略構成を示
す平面図。

【図３】従来の他のシート状電極の加工装置の概略構成
を示す平面図。

【符号の説明】

１……巻き出しリール 1a……巻き出しモーター 1b，8a……リニアスライド 1c，8b……支持台 1d，8c……駆動モーター 1e，8d……ボールネジ ２……シート状電極 ３……加圧ローラー ４，4a，4b，4c……中間ローラー ５，６……蛇行検出センサ ７……第１の蛇行修正機構 ８……第２の蛇行修正機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状電極を巻き出す巻き出しリール
   と、前記巻き出されたシート状電極を両面側から圧着す
   る加圧ローラーと、前記巻き出しリール−加圧ローラー
   間に配置され巻き出し走行するシート状電極の蛇行を修
   正する蛇行修正機構とを有するシート状電極の加工装置
   であって、 前記蛇行修正機構は、巻き出しリール部に起因する蛇行
   を修正する第１の蛇行修正機構および加圧ローラー部に
   起因する蛇行を修正する第２の蛇行修正機構を備え、か
   つ第１および第２の両蛇行修正機構が連動するように構
   成されていることを特徴とするシート状電極の加工装
   置。
2. 【請求項２】 加圧ロールがシート状電極を加熱する加
   熱源を内蔵していることを特徴とする請求項１記載のシ
   ート状電極の加工装置。