JP2000188103A - 電池用電極体の圧延装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長尺の電極体の厚みと密度とを管理しながら
連続して圧延し、高品質な電極体を生産性良く得ること
のできる電池用電極体の圧延装置を提供する。 【解決手段】 ニッケル電極材や水素吸蔵金属電極材か
らなる電極体１３を連続して圧延する圧延ローラ１１,
１１と、電極体の圧延前の移動量と圧延後の移動量とを
それぞれ検出する第１および第２の移動量検出器２３,
２６と、電極体の圧延後の厚みを検出する厚み計２７
と、前記圧延前後の移動量に従って電極体の圧延による
伸び率を求め、この伸び率と電極体の厚みとに従って電
極体に対する圧延荷重、つまり圧延ローラに加える圧延
荷重を制御するコントローラ３０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素電池
等の二次電池に用いられる電池用電極体を長尺のまま連
続して圧延する電池用電極体の圧延装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】ニッケル水素電池に用いられる電
池用電極体は、正極をなすニッケル電極材と負極をなす
水素吸蔵金属電極材とからなり、例えばこれらの正負一
対の電極体をセパレータを介して巻回して有底筒状の外
装缶に収納することにより上記ニッケル水素電池（二次
電池）に組み込まれる。このような電極体は、例えばそ
の活物質であるニッケル粉末や水素吸蔵金属粉末等を粘
結剤や水等と共に混練したスラリ状の物質を、例えばス
ポンジ状または不織布状等の多孔体基板に充填し、これ
を乾燥・圧延して製造される。

【０００３】このような電極体の製造に用いられる圧延
装置は、例えば図３に示すように所定の圧延荷重が加え
られる上下一対の圧延ローラ１,１間に短冊状の電極体
２を挟み込むことで、該電極体２を順次圧延する如く構
成される。この際、その圧延状況を把握して一定品質の
電極体を製造するべく、一般的には上記圧延装置にて圧
延された電極体２を抜き取ってその厚みや伸び量をノギ
スやマイクロメータ等を用いて計測し、前記圧延ローラ
１,１間に加える圧延荷重を調整することが行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが電極体の生産
性を高めるべく、長尺の電極体を連続して圧延しようと
した場合、上述した抜き取り検査自体が困難となる。し
かも圧延装置の出側において電極体の厚みを計測するべ
く該圧延装置を停止させると、その停止に伴って圧延装
置内に残されている電極体が前記圧延ローラ１,１間に
挟まれたままの状態となるので該電極体が傷むと言う不
具合が生じる。この点、圧延装置の出側にＸ線厚み計等
を組み込めば、圧延装置を停止させることなくその厚み
を連続的に計測することができる。

【０００５】しかしながら電極体は、前述した如くニッ
ケル粉末や水素吸蔵金属粉末等を粘結剤や水等と共に混
練したスラリ状の活物質材を多孔体基板に充填したもの
である。これ故、高品質な電極体を得るにはその厚みを
管理することのみならず、電極体中における上記活物質
材の密度を管理することも重要である。この密度の管理
は、専ら、前述したように電極体の伸び量を計測するこ
とでなされ、圧延を制御する上での重要なファクターで
ある。しかし長尺の電極体を連続して圧延加工する場
合、その伸び量を計測することが困難である等の問題が
ある。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、長尺の電極体を連続して圧延す
るに際し、その厚みと活物質の密度とを管理しながら信
頼性良く、しかも安定に圧延して高品質な電極体を生産
性良く得ることのできる電池用電極体の圧延装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る電池用電極体の圧延装置は、二次電池
に用いられる長尺の電池用電極体、例えばニッケル電極
材や水素吸蔵金属電極材を連続して圧延するものであっ
て、前記電池用電極体の圧延前の移動量と圧延後の移動
量とをそれぞれ検出し、これらの圧延前後の移動量に従
って該電池用電極体の圧延による伸び率を求める手段
と、前記電池用電極体の圧延後の厚みを検出する厚み計
と、この厚み計にて検出される前記電池用電極体の厚み
と前記伸び率とに従って前記電池用電極体に対する圧延
荷重を制御する圧延制御手段とを備えたことを特徴とし
ている。

【０００８】即ち、本発明は、所定の圧延荷重が加えら
れて長尺の電池用電極体を連続して圧延する圧延ローラ
の入側に設けられて、該圧延ローラに送り込まれる上記
電池用電極体の移動量を計測する第１の移動量計測器
と、上記圧延ローラの出側に設けられて、該圧延ローラ
から送り出される前記電池用電極体の移動量を計測する
第２の移動量計測器と、前記圧延ローラの出側に設けら
れて、該圧延ローラから送り出される前記電池用電極体
の厚みを検出する厚み計とを具備し、前記圧延ローラの
前後における電池用電極体の移動量からその伸び率を求
め、この伸び率と前記圧延後の厚みとに従って前記圧延
ローラによる圧延荷重を制御するようにしたことを特徴
としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る電池用電極体の圧延装置について説明す
る。図１はこの実施形態に係る圧延装置の概略構成を示
すもので、１１,１１は駆動モータ１２により所定の回
転速度にて回転駆動される上下一対の圧延ローラであ
る。上記圧延ローラ１１,１１は、例えばニッケル電極
材や水素吸蔵金属電極材からなる長尺の電極体１３の連
続した圧延に供されるもので、該圧延ローラ１１,１１
間には、制御モータ１４により駆動される圧下機構１５
を介して所定の圧延荷重が印加されるようになってい
る。尚、圧下機構１５は、例えばその回転軸が固定され
た下側の圧延ローラ１１に対して上側の圧延ローラ１１
の回転軸を上下動させることで、これらの圧延ローラ１
１,１１間に印加する圧延荷重を可変する如く構成され
る。

【００１０】しかして上記圧延ローラ１１,１１の入側
には、該圧延ローラ１１,１１間に送り込まれる電極体
１３を挟み込んで該電極体１３の搬送に伴って回転する
ローラ２１,２１と、このローラ２１,２１の回転軸に連
結されてその回転角度を検出するロータリーエンコーダ
２２とからなり、圧延前の前記電極体１３の単位時間当
たりの移動量Ｌinを検出する第１の移動量検出器２３が
設けられている。また同様に前記圧延ローラ１１,１１
の出側には、該圧延ローラ１１,１１から送り出される
電極体１３を挟み込んで該電極体１３の搬送に伴って回
転するローラ２４,２４と、このローラ２４,２４の回転
軸に連結されてその回転角度を検出するロータリーエン
コーダ２５とからなり、圧延後の前記電極体１３の前記
単位時間当たりの移動量Ｌoutを検出する第２の移動量
検出器２６が設けられている。更に前記圧延ローラ１
１,１１の出側には、該圧延ローラ１１,１１から送り出
される電極体１３の厚みｄoutを計測する厚み計、例え
ばＸ線厚み計２７が設けられている。

【００１１】圧延制御部をなすコントローラ３０は、上
記第１および第２の移動量検出器２３,２６にてそれぞ
れ検出される圧延前後の前記電極体１３の移動量Ｌin,
Ｌoutに従って該電極体１３の伸び率Ｅxを求め、この伸
び率Ｅxと前記Ｘ線厚み計２７により検出される圧延後
の前記電極体１３の厚みｄoutとに従って前記制御モー
タ１４を作動させ、前記上下圧下機構１５を駆動して前
記圧延ローラ１１,１１間に加える圧延荷重を制御する
役割を担う。

【００１２】より具体的には図２に示すように前記コン
トローラ３０は前記第１および第２の移動量検出器２
３,２６によってそれぞれ検出される圧延前後の単位時
間当たりの電極体１３の各移動量Ｌin,Ｌoutから、その
伸び率Ｅxを求める伸び率計測手段３１を備えている。
更にコントローラ３０は前記Ｘ線厚み計２７により計測
される圧延後の電極体１３の厚みｄoutとその目標厚み
ｄoとから、その厚み誤差Δｄを求める厚み誤差計測手
段３２を備えている。

【００１３】しかしてコントローラ３０が備えた圧延荷
重制御手段３３は、上述した如く前記伸び率計測手段３
１にて求められた電極体１３の伸び率Ｅxと、前記厚み
誤差計測手段３２により求められた厚み誤差Δｄとに基
づき、所定の制御アルゴリズムの下で前記圧延ローラ１
１,１１間に加える圧延荷重を補正するべく前記制御モ
ータ１４を駆動している。そしてこの制御モータ１４に
より前記圧下機構１５を作動させて、前記圧延ローラ１
１,１１による電極体１３の圧延荷重力を適正化し、品
質の安定した電極体１３を連続して製造するものとなっ
ている。

【００１４】かくして上述した如くして圧延前後の前記
電極体１３の移動量Ｌin,Ｌoutからその伸び率Ｅxを求
め、この伸び率Ｅxと圧延後の電極体１３の厚みＤoutと
に従って圧延ローラ１１,１１による電極体１３に対す
る圧延荷重を制御する圧延装置によれば、長尺の電極体
１３を連続して圧延すると雖も、該圧延装置を停止させ
ることなく安定に圧延することができる。しかも電極体
１３の厚みｄoutだけでなく、その伸び率Ｅxをリアルタ
イムに求めながら圧延荷重を補正するので、電極体１３
中における活物質材の密度を管理しながら、厚みの安定
した高品質な電極体１３を製造することができる。特に
圧延前の電極体１３の厚みや密度にバラツキがあるよう
な場合であっても、その圧延状態を一定に保つことがで
きるので電極体１３を安定に圧延することができ、その
生産性を高めることが可能となる等の効果が奏せられ
る。

【００１５】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。実施形態においてはローラの回転角度
をロータリエンコーダを用いて検出することで電極体の
移動量を計測するようにしたが、ローラに取り付けられ
たスリット板とフォトカップラとを用いて上記ローラの
回転速度を検出し、その回転速度から電極体の移動量を
計測するようにしても良い。また厚み計としてレーザ測
長器等を用いることも可能である。更には荷重制御のア
ルゴリズムやその制御系の構成（制御利得等）について
もその仕様に応じて定めれば良いものであり、専用のハ
ードウェア回路のみならず、マイクロプロセッサ等を用
いたソフトウェア処理によりその制御を実現することも
可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電池用
電極体の圧延装置によれば、連続して圧延される長尺の
電極体の圧延前、および圧延後の単位時間当たりの移動
量を計測し、これらの移動量に従って前記電極体の伸び
率を求め、更に圧延後の電極体の厚みを求めて前記電極
体に対する圧延荷重を制御するので、圧延前の電極体の
厚みや密度にバラツキがある場合でも、これを高品質
に、しかも安定に圧延することができる。従って連続し
て圧延して製造される電極体の生産性を、簡易な構成の
下で効果的に高めることができる等の実用上絶大なる効
果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電池用電極体の圧延
装置の概略構成図。

【図２】図１に示す圧延装置におけるコントローラの構
成例を示す図。

【図３】従来の一般的な電池用電極体の圧延装置の概略
構成図。

【符号の説明】

１１ 圧延ローラ １２ 駆動モータ １３ 電極体 １４ 制御モータ １５ 圧下機構（圧延荷重の印加手段） ２３ 第１の移動量検出器 ２６ 第２の移動量検出器 ２７ Ｘ線厚み計 ３０ コントローラ ３１ 伸び率計測手段 ３２ 厚み計測手段 ３３ 圧延制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池に用いられる長尺の電池用電極
   体を連続して圧延する圧延装置であって、 前記電池用電極体の圧延前の移動量と圧延後の移動量と
   をそれぞれ検出し、これらの圧延前後の移動量に従って
   該電池用電極体の圧延による伸び率を求める手段と、前
   記電池用電極体の圧延後の厚みを検出する厚み計と、こ
   の厚み計にて検出される前記電池用電極体の厚みと前記
   伸び率とに従って前記電池用電極体に対する圧延荷重を
   制御する圧延制御手段とを具備したことを特徴とする電
   池用電極体の圧延装置。
2. 【請求項２】 前記電池用電極体は、ニッケル電極材ま
   たは水素吸蔵金属電極材からなることを特徴とする請求
   項１に記載の電池用電極体の圧延装置。