JP2002050347A - 電極体製造装置及び製造方法 - Google Patents
電極体製造装置及び製造方法Info
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Fuel Cell (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が簡単で装置全体を小型にできるととも
に、シートを連続的に移送しながら塗膜の接合を正確か
つ能率的に行うことができ、しかも塗膜の接合パターン
の変更に容易に対応できる電極体製造装置及び製造方法
を提供する。 【解決手段】 電極膜１７を有する帯状の基材フィルム
１８を第１ローラ１１に周回させるとともに、同じく帯
状の電解質膜１９を第１ローラ１１と近接配置された第
２ローラ１２に周回させる。両ローラ１１，１２の回転
により、電極膜１７と電解質膜１９とが両ローラ１１，
１２間で重合した状態にて両シート１８，１９を長手方
向に移動させる。電極膜１７と電解質膜１９との重合に
先立って、電極膜１７と電解質膜１９との少なくとも一
方にレーザ光照射装置２１からレーザ光ＬＢを照射し
て、その後の重合により電極膜１７を基材フィルム１８
から電解質膜１９に接合する。
に、シートを連続的に移送しながら塗膜の接合を正確か
つ能率的に行うことができ、しかも塗膜の接合パターン
の変更に容易に対応できる電極体製造装置及び製造方法
を提供する。 【解決手段】 電極膜１７を有する帯状の基材フィルム
１８を第１ローラ１１に周回させるとともに、同じく帯
状の電解質膜１９を第１ローラ１１と近接配置された第
２ローラ１２に周回させる。両ローラ１１，１２の回転
により、電極膜１７と電解質膜１９とが両ローラ１１，
１２間で重合した状態にて両シート１８，１９を長手方
向に移動させる。電極膜１７と電解質膜１９との重合に
先立って、電極膜１７と電解質膜１９との少なくとも一
方にレーザ光照射装置２１からレーザ光ＬＢを照射し
て、その後の重合により電極膜１７を基材フィルム１８
から電解質膜１９に接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばリチウム
二次電池等の非水電解液二次電池用電極板を製造する場
合や固体高分子電解質型燃料電池等に用いられる電極体
製造装置及び製造方法に関するものである。
二次電池等の非水電解液二次電池用電極板を製造する場
合や固体高分子電解質型燃料電池等に用いられる電極体
製造装置及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置としては、例えば非水電解
液二次電池用電極液の製造方法として特開平１１−３２
９４１７号公報に開示されるような構成のものが知られ
ている。すなわち、この従来構成においては、熱可塑性
樹脂シートを集電シートの表面に形成された電極膜の所
定領域に対し、耐熱性シートを介してホットプレスによ
り熱圧着し、その後に熱可塑性樹脂シートを剥離するこ
とにより、所定領域（不要箇所）の電極膜を集電シート
上から熱可塑性樹脂シート側に剥離接合して、電極膜を
パターニングするようになっている。一方、燃料電池の
場合は、電解質膜に電極膜をサンドイッチ状にして、ホ
ットプレスにより接合して、３００μｍ程度の薄いＭＥ
Ａ（電解質膜と電極膜との接合体）を形成する。
液二次電池用電極液の製造方法として特開平１１−３２
９４１７号公報に開示されるような構成のものが知られ
ている。すなわち、この従来構成においては、熱可塑性
樹脂シートを集電シートの表面に形成された電極膜の所
定領域に対し、耐熱性シートを介してホットプレスによ
り熱圧着し、その後に熱可塑性樹脂シートを剥離するこ
とにより、所定領域（不要箇所）の電極膜を集電シート
上から熱可塑性樹脂シート側に剥離接合して、電極膜を
パターニングするようになっている。一方、燃料電池の
場合は、電解質膜に電極膜をサンドイッチ状にして、ホ
ットプレスにより接合して、３００μｍ程度の薄いＭＥ
Ａ（電解質膜と電極膜との接合体）を形成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
装置においては、次のような問題があった。 （ａ）電極膜の接合をホットプレスの熱圧着により行っ
ているため、構造が複雑で装置全体が大型になった。
装置においては、次のような問題があった。 （ａ）電極膜の接合をホットプレスの熱圧着により行っ
ているため、構造が複雑で装置全体が大型になった。
【０００４】（ｂ）ホットプレスの熱圧着ごとに、集電
シートの移送を停止させる必要があるため、電極膜のパ
ターニングに時間が掛かった。 （ｃ）ホットプレスの熱圧着時に、集電シートが伸張さ
れやすいため、電極膜のパターニングを正確に行うのが
困難であった。
シートの移送を停止させる必要があるため、電極膜のパ
ターニングに時間が掛かった。 （ｃ）ホットプレスの熱圧着時に、集電シートが伸張さ
れやすいため、電極膜のパターニングを正確に行うのが
困難であった。
【０００５】（ｄ）電極膜のパターンが変更された場合
には、ホットプレスを形状の異なったものと交換する必
要があって、その交換作業が面倒で時間が掛かった。 一方、燃料電池のＭＥＡを製造する工程においては、 （ａ）電解質膜に電極膜を接合するためにホットプレス
により熱圧着していたため、連続的に各膜を送る装置が
大がかりとなり、しかも、量産が困難であった。
には、ホットプレスを形状の異なったものと交換する必
要があって、その交換作業が面倒で時間が掛かった。 一方、燃料電池のＭＥＡを製造する工程においては、 （ａ）電解質膜に電極膜を接合するためにホットプレス
により熱圧着していたため、連続的に各膜を送る装置が
大がかりとなり、しかも、量産が困難であった。
【０００６】（ｂ）また、ホットプレスの形状を容易に
変更することができないために、ＭＥＡは同一の形状の
ものしか製造できなかった。 この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に
着目してなされたものである。その目的は、構造が簡単
で装置全体を小型にすることができるとともに、シート
を連続的に移送しながら塗膜の接合を正確かつ能率的に
行うことができ、しかも塗膜の接合パターンの変更に容
易に対応することができる電極体製造装置及び製造方法
を提供することにある。
変更することができないために、ＭＥＡは同一の形状の
ものしか製造できなかった。 この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に
着目してなされたものである。その目的は、構造が簡単
で装置全体を小型にすることができるとともに、シート
を連続的に移送しながら塗膜の接合を正確かつ能率的に
行うことができ、しかも塗膜の接合パターンの変更に容
易に対応することができる電極体製造装置及び製造方法
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明では、第１
シートが周回される第１ローラと、前記第２シートが周
回される第２ローラとを近接配置し、両ローラの回転に
伴って前記塗膜と第２シートとが両ローラ間を重合状態
で通過移動されるように構成し、前記塗膜と第２シート
との少なくとも一方に走査を伴いながらレーザ光を照射
するためのレーザ光照射手段を設けて、そのレーザ光の
照射により塗膜の接合が行われるように構成したことを
特徴とするものである。
的を達成するために、請求項１に記載の発明では、第１
シートが周回される第１ローラと、前記第２シートが周
回される第２ローラとを近接配置し、両ローラの回転に
伴って前記塗膜と第２シートとが両ローラ間を重合状態
で通過移動されるように構成し、前記塗膜と第２シート
との少なくとも一方に走査を伴いながらレーザ光を照射
するためのレーザ光照射手段を設けて、そのレーザ光の
照射により塗膜の接合が行われるように構成したことを
特徴とするものである。
【０００８】従って、この請求項１に記載の発明によれ
ば、熱圧着するためのホットプレスを備えた従来装置に
比較して、ホットプレスが不要になり、構造が簡単で装
置全体を小型にすることができる。また、両シートの移
送中にレーザ光を照射することができるため、両シート
の移送を停止させることなく、両シートを連続的に移送
しながら、塗膜の接合を行うことができ、接合作業を能
率的に行うことができる。さらに、ホットプレスにてシ
ートを熱圧着する従来装置とは異なって、シートに機械
的圧力が作用しないため、シートの伸張を生じることな
く、塗膜の接合を正確に行うことができる。しかも、塗
膜の接合パターンが変更された場合には、レーザ光の照
射領域が変化されるように、レーザ光の照射を司るデー
タを書き換えればよく、重量のあるホットプレスを交換
するような作業が不要となり、容易に対応することがで
きる。
ば、熱圧着するためのホットプレスを備えた従来装置に
比較して、ホットプレスが不要になり、構造が簡単で装
置全体を小型にすることができる。また、両シートの移
送中にレーザ光を照射することができるため、両シート
の移送を停止させることなく、両シートを連続的に移送
しながら、塗膜の接合を行うことができ、接合作業を能
率的に行うことができる。さらに、ホットプレスにてシ
ートを熱圧着する従来装置とは異なって、シートに機械
的圧力が作用しないため、シートの伸張を生じることな
く、塗膜の接合を正確に行うことができる。しかも、塗
膜の接合パターンが変更された場合には、レーザ光の照
射領域が変化されるように、レーザ光の照射を司るデー
タを書き換えればよく、重量のあるホットプレスを交換
するような作業が不要となり、容易に対応することがで
きる。
【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記塗膜が第２シートに対して密着
する状態と密着しない状態とに配置されるように、前記
第１ローラ及び第２ローラのうち、少なくとも一方のロ
ーラを他方のローラに対して接近離間可能にしたことを
特徴とするものである。
載の発明において、前記塗膜が第２シートに対して密着
する状態と密着しない状態とに配置されるように、前記
第１ローラ及び第２ローラのうち、少なくとも一方のロ
ーラを他方のローラに対して接近離間可能にしたことを
特徴とするものである。
【００１０】従って、この請求項２に記載の発明によれ
ば、塗膜を接合しない領域では、ローラの離間により塗
膜を第２シートに対して密着しない状態に配置すること
ができて、不要な領域への塗膜の誤接合を防止して、塗
膜の接合を所定領域のみに正確に行うことができる。
ば、塗膜を接合しない領域では、ローラの離間により塗
膜を第２シートに対して密着しない状態に配置すること
ができて、不要な領域への塗膜の誤接合を防止して、塗
膜の接合を所定領域のみに正確に行うことができる。
【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載の発明において、前記第１ローラ及び
第２ローラのうち、少なくとも一方のローラを冷却する
ための冷却手段を設けたことを特徴とするものである。
は請求項２に記載の発明において、前記第１ローラ及び
第２ローラのうち、少なくとも一方のローラを冷却する
ための冷却手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】従って、この請求項３に記載の発明によれ
ば、シートの裏面側及び塗膜を接合しない領域の加熱を
抑制して、塗膜の接合を所定領域のみに正確に行うこと
ができる。また、この冷却により、シートの軟化に基づ
く延びを防止できる。
ば、シートの裏面側及び塗膜を接合しない領域の加熱を
抑制して、塗膜の接合を所定領域のみに正確に行うこと
ができる。また、この冷却により、シートの軟化に基づ
く延びを防止できる。
【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項２また
は請求項３に記載の発明において、前記レーザ光照射手
段は、第１ローラと第２ローラとが接近した状態で、塗
膜と第２シートとの少なくとも一方にレーザ光を照射す
ることを特徴とするものである。
は請求項３に記載の発明において、前記レーザ光照射手
段は、第１ローラと第２ローラとが接近した状態で、塗
膜と第２シートとの少なくとも一方にレーザ光を照射す
ることを特徴とするものである。
【００１４】従って、この請求項４に記載の発明によれ
ば、塗膜を接合する領域のみにおいて、両ローラが接近
されるとともに、レーザ光照射手段からレーザ光が照射
されて、塗膜の接合を所定領域のみに対して、より正確
に行うことができる。
ば、塗膜を接合する領域のみにおいて、両ローラが接近
されるとともに、レーザ光照射手段からレーザ光が照射
されて、塗膜の接合を所定領域のみに対して、より正確
に行うことができる。
【００１５】また、電極膜製造方法に係る請求項５に記
載の発明では、塗膜を有する帯状の第１シートを第１ロ
ーラに周回させるとともに、同じく帯状の第２シートを
前記第１ローラと近接配置された第２ローラに周回さ
せ、両ローラの回転により前記塗膜と第２シートとが両
ローラ間で重合した状態にて両シートを長手方向に移動
させ、その重合に先立って、塗膜と第２シートとの少な
くとも一方にレーザ光を照射して、その後の重合により
塗膜を第１シートから第２シートに接合することを特徴
とするものである。従って、この請求項５に記載の発明
によれば、前記請求項１に記載の作用と同様の作用を得
ることができる。
載の発明では、塗膜を有する帯状の第１シートを第１ロ
ーラに周回させるとともに、同じく帯状の第２シートを
前記第１ローラと近接配置された第２ローラに周回さ
せ、両ローラの回転により前記塗膜と第２シートとが両
ローラ間で重合した状態にて両シートを長手方向に移動
させ、その重合に先立って、塗膜と第２シートとの少な
くとも一方にレーザ光を照射して、その後の重合により
塗膜を第１シートから第２シートに接合することを特徴
とするものである。従って、この請求項５に記載の発明
によれば、前記請求項１に記載の作用と同様の作用を得
ることができる。
【００１６】請求項６に記載の発明では、請求項５に記
載の発明において、前記塗膜の接合を行わないときに
は、両ローラの少なくとも一方を移動させて、塗膜と第
２シートとを離隔させることを特徴とするものである。
従って、この請求項６に記載の発明によれば、前記請求
項２に記載の作用と同様の作用を得ることができる。
載の発明において、前記塗膜の接合を行わないときに
は、両ローラの少なくとも一方を移動させて、塗膜と第
２シートとを離隔させることを特徴とするものである。
従って、この請求項６に記載の発明によれば、前記請求
項２に記載の作用と同様の作用を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下に、この発
明を具体化した第１実施形態を、図１〜図４に基づいて
説明する。この実施形態では、固体高分子電解質型燃料
電池の電解質に電極膜を接合して形成されるＭＥＡを製
造するものとして説明する。なお、この実施形態では、
シートに付着した電極膜としての塗膜全体を他のシート
に接合するものである。
明を具体化した第１実施形態を、図１〜図４に基づいて
説明する。この実施形態では、固体高分子電解質型燃料
電池の電解質に電極膜を接合して形成されるＭＥＡを製
造するものとして説明する。なお、この実施形態では、
シートに付着した電極膜としての塗膜全体を他のシート
に接合するものである。
【００１８】図１に示すように、この実施形態のＭＥＡ
製造装置では、電極膜及び電解質膜用の第１ローラ１１
及び第２ローラ１２が近接状態で並行に延びるように配
置されている。第１ローラ１１には第１繰出しローラ１
３及び第１巻取りローラ１４が対向配置され、第２ロー
ラ１２には第２繰出しローラ１５及び第２巻取りローラ
１６が対向配置されている。
製造装置では、電極膜及び電解質膜用の第１ローラ１１
及び第２ローラ１２が近接状態で並行に延びるように配
置されている。第１ローラ１１には第１繰出しローラ１
３及び第１巻取りローラ１４が対向配置され、第２ロー
ラ１２には第２繰出しローラ１５及び第２巻取りローラ
１６が対向配置されている。
【００１９】そして、表面全体に電極膜１７を塗布して
なる第１シートとしての帯状の基材フィルム１８が第１
繰出しローラ１３から繰り出され、第１ローラ１１に周
回された後に第１巻取りローラ１４に巻き取られるよう
になっている。また、第２シートとしての帯状の電解質
膜１９が第２繰出しローラ１５から繰り出され、第２ロ
ーラ１２に周回された後に第２巻取りローラ１６に巻き
取られるようになっている。
なる第１シートとしての帯状の基材フィルム１８が第１
繰出しローラ１３から繰り出され、第１ローラ１１に周
回された後に第１巻取りローラ１４に巻き取られるよう
になっている。また、第２シートとしての帯状の電解質
膜１９が第２繰出しローラ１５から繰り出され、第２ロ
ーラ１２に周回された後に第２巻取りローラ１６に巻き
取られるようになっている。
【００２０】第１ローラ１１には移動用シリンダ２０が
連設され、この移動用シリンダ２０により第１ローラ１
１が第２ローラ１２に対して、接近位置と離間位置とに
移動配置されるようになっている。そして、両ローラ１
１，１２が接近位置に対向配置されたときには、図２に
示すように、基材フィルム１８上の電極膜１７が電解質
膜１９に密着重合する状態に配置され、両ローラ１１，
１２が離間位置に対向配置されたときには、図３に示す
ように、電極膜１７が電解質膜１９に密着しない状態に
配置されるようになっている。また、両ローラ１１，１
２が接近位置に対向配置された状態で回転されることに
より、電極膜１７及び電解質膜１９が重合状態で両ロー
ラ１１，１２間を通過移動されるようになっている。
連設され、この移動用シリンダ２０により第１ローラ１
１が第２ローラ１２に対して、接近位置と離間位置とに
移動配置されるようになっている。そして、両ローラ１
１，１２が接近位置に対向配置されたときには、図２に
示すように、基材フィルム１８上の電極膜１７が電解質
膜１９に密着重合する状態に配置され、両ローラ１１，
１２が離間位置に対向配置されたときには、図３に示す
ように、電極膜１７が電解質膜１９に密着しない状態に
配置されるようになっている。また、両ローラ１１，１
２が接近位置に対向配置された状態で回転されることに
より、電極膜１７及び電解質膜１９が重合状態で両ロー
ラ１１，１２間を通過移動されるようになっている。
【００２１】そして、この実施形態においては、前記両
ローラ１１，１２間における電極膜１７と電解質膜１９
との密着部に対してレーザ光を照射するためのレーザ光
照射手段としてのレーザ光照射装置２１が設けられてい
る。レーザ光照射装置２１には、レーザ発振器２２、ス
キャンレンズ２３、スキャンミラー２４、及びそのスキ
ャンミラー２４を駆動するためのモータ２５が装備され
ている。スキャンミラー２４は、両ローラ１１，１２間
の上方に配置されている。
ローラ１１，１２間における電極膜１７と電解質膜１９
との密着部に対してレーザ光を照射するためのレーザ光
照射手段としてのレーザ光照射装置２１が設けられてい
る。レーザ光照射装置２１には、レーザ発振器２２、ス
キャンレンズ２３、スキャンミラー２４、及びそのスキ
ャンミラー２４を駆動するためのモータ２５が装備され
ている。スキャンミラー２４は、両ローラ１１，１２間
の上方に配置されている。
【００２２】そして、図２に示すように、両ローラ１
１，１２が接近位置に対向配置された状態で、レーザ発
振器２２から発生されたレーザ光ＬＢがスキャンレンズ
２３及びスキャンミラー２４を介して、電極膜１７及び
電解質膜１９に両ローラ１１，１２の軸線方向への走査
を伴いながら照射される。これにより、電極膜１７が表
面活性化されるとともに、表面が溶融状態になり、一
方、電解質膜１９の表面が溶融され、電極膜１７が基材
フィルム１８上から電解質膜１９に接合されるようにな
っている。
１，１２が接近位置に対向配置された状態で、レーザ発
振器２２から発生されたレーザ光ＬＢがスキャンレンズ
２３及びスキャンミラー２４を介して、電極膜１７及び
電解質膜１９に両ローラ１１，１２の軸線方向への走査
を伴いながら照射される。これにより、電極膜１７が表
面活性化されるとともに、表面が溶融状態になり、一
方、電解質膜１９の表面が溶融され、電極膜１７が基材
フィルム１８上から電解質膜１９に接合されるようにな
っている。
【００２３】また、前記レーザ発振器２２、スキャンミ
ラー２４用のモータ２５及び移動用シリンダ２０には制
御装置２６が接続されている。そして、この制御装置２
６の制御の下で、両ローラ１１，１２が接近位置と離間
位置とに選択的に移動配置されるとともに、レーザ光Ｌ
Ｂの照射が間欠的に行われ、電解質膜１９上の所定領域
のみに電極膜１７が接合されて、電極膜１７のパターニ
ングが行われるようになっている。
ラー２４用のモータ２５及び移動用シリンダ２０には制
御装置２６が接続されている。そして、この制御装置２
６の制御の下で、両ローラ１１，１２が接近位置と離間
位置とに選択的に移動配置されるとともに、レーザ光Ｌ
Ｂの照射が間欠的に行われ、電解質膜１９上の所定領域
のみに電極膜１７が接合されて、電極膜１７のパターニ
ングが行われるようになっている。
【００２４】図１に示すように、前記第１ローラ１１及
び第２ローラ１２には冷却手段としての冷却通路等より
なる冷却装置２７が装備され、例えば各ローラ１１，１
２内に冷却液を通過させることによって、それらのロー
ラ１１，１２を冷却するように構成されている。そし
て、冷却装置２７により両ローラ１１，１２を介して電
極膜１７及び電解質膜１９の裏面側（ローラに接する
側）が冷却され、電解質膜１９に電極膜１７が余分に付
着するのが抑制されるようになっている。
び第２ローラ１２には冷却手段としての冷却通路等より
なる冷却装置２７が装備され、例えば各ローラ１１，１
２内に冷却液を通過させることによって、それらのロー
ラ１１，１２を冷却するように構成されている。そし
て、冷却装置２７により両ローラ１１，１２を介して電
極膜１７及び電解質膜１９の裏面側（ローラに接する
側）が冷却され、電解質膜１９に電極膜１７が余分に付
着するのが抑制されるようになっている。
【００２５】前記第２巻取りローラ１６には第３繰出し
ローラ２８が対向配置されている。そして、電極膜１７
が所定のパターンで接合された電解質膜１９が第２巻取
りローラ１６に巻き取られる際に、この第３繰出しロー
ラ２８から保護フィルム２９が繰り出されて、電解質膜
１９の電極膜１７上に積層巻き取りされ、電極膜１７が
保護されるようになっている。
ローラ２８が対向配置されている。そして、電極膜１７
が所定のパターンで接合された電解質膜１９が第２巻取
りローラ１６に巻き取られる際に、この第３繰出しロー
ラ２８から保護フィルム２９が繰り出されて、電解質膜
１９の電極膜１７上に積層巻き取りされ、電極膜１７が
保護されるようになっている。
【００２６】また、前記のように電解質膜１９の表面側
に対する電極膜１７の接合を終了した後、それを巻き取
った第２巻取りローラ１６が第２繰出しローラ１５の位
置に装着され、図１に鎖線で示すように、そのローラ１
６から電解質膜１９が繰り出されて、電解質膜１９の裏
面側にも電極膜１７が所定のパターンで接合されるよう
になっている。この場合、電解質膜１９の電極膜１７上
に積層巻き取りされている保護フィルム２９が第３巻取
りローラ３０に巻き取られるようになっている。
に対する電極膜１７の接合を終了した後、それを巻き取
った第２巻取りローラ１６が第２繰出しローラ１５の位
置に装着され、図１に鎖線で示すように、そのローラ１
６から電解質膜１９が繰り出されて、電解質膜１９の裏
面側にも電極膜１７が所定のパターンで接合されるよう
になっている。この場合、電解質膜１９の電極膜１７上
に積層巻き取りされている保護フィルム２９が第３巻取
りローラ３０に巻き取られるようになっている。
【００２７】次に、前記のように構成された電極体製造
装置の接合動作について説明する。この電極体製造装置
では、制御装置２６からの作動信号により、第１ローラ
１１及び第２ローラ１２を含む各ローラが回転されて、
第１繰出しローラ１３から繰り出される電極膜１７を有
する帯状の基材フィルム１８が、第１ローラ１１を周回
して連続的に移送される。これとともに、第２繰出しロ
ーラ１５から繰り出される帯状の電解質膜１９が、第２
ローラ１２を周回して連続的に移送される。
装置の接合動作について説明する。この電極体製造装置
では、制御装置２６からの作動信号により、第１ローラ
１１及び第２ローラ１２を含む各ローラが回転されて、
第１繰出しローラ１３から繰り出される電極膜１７を有
する帯状の基材フィルム１８が、第１ローラ１１を周回
して連続的に移送される。これとともに、第２繰出しロ
ーラ１５から繰り出される帯状の電解質膜１９が、第２
ローラ１２を周回して連続的に移送される。
【００２８】そして、電極膜１７及び電解質膜１９所定
の接合領域が両ローラ１１，１２間を通過するとき、制
御装置２６からの作動信号により移動用シリンダ２０が
作動されて、図２に示すように、第１ローラ１１が第２
ローラ１２に対して接近位置に移動配置され、電極膜１
７が電解質膜１９に密着重合される。この状態で、制御
装置２６の制御によりレーザ光照射装置２１から電極膜
１７及び電解質膜１９にレーザ光ＬＢが両ローラ１１，
１２の軸方向への走査を伴いながら照射される。これに
より、電極膜１７の表面が溶融されるとともに、電解質
膜１９の表面が溶融され、電極膜１７が基材フィルム１
８上から電解質膜１９に接合される。
の接合領域が両ローラ１１，１２間を通過するとき、制
御装置２６からの作動信号により移動用シリンダ２０が
作動されて、図２に示すように、第１ローラ１１が第２
ローラ１２に対して接近位置に移動配置され、電極膜１
７が電解質膜１９に密着重合される。この状態で、制御
装置２６の制御によりレーザ光照射装置２１から電極膜
１７及び電解質膜１９にレーザ光ＬＢが両ローラ１１，
１２の軸方向への走査を伴いながら照射される。これに
より、電極膜１７の表面が溶融されるとともに、電解質
膜１９の表面が溶融され、電極膜１７が基材フィルム１
８上から電解質膜１９に接合される。
【００２９】一方、電極膜１７及び電解質膜１９を接合
しないときには、制御装置２６の制御により移動用シリ
ンダ２０が作動されて、図３に示すように、第１ローラ
１１が第２ローラ１２に対して離間位置に移動され、電
極膜１７が電解質膜１９に密着しない状態に配置され
る。これとともに、制御装置２６の制御によりレーザ光
照射装置２１からのレーザ光ＬＢの照射が停止され、基
材フィルム１８上から電解質膜１９への電極膜１７の接
合が中断される。
しないときには、制御装置２６の制御により移動用シリ
ンダ２０が作動されて、図３に示すように、第１ローラ
１１が第２ローラ１２に対して離間位置に移動され、電
極膜１７が電解質膜１９に密着しない状態に配置され
る。これとともに、制御装置２６の制御によりレーザ光
照射装置２１からのレーザ光ＬＢの照射が停止され、基
材フィルム１８上から電解質膜１９への電極膜１７の接
合が中断される。
【００３０】このように、両ローラ１１，１２が接近位
置と離間位置とに選択的に移動配置されるとともに、レ
ーザ光ＬＢの照射が間欠的に行われ、電解質膜１９上の
所定領域のみに電極膜１７が接合されて、電極膜１７と
電解質膜１９の接合体が形成される。そして、電極膜１
７が接合された電解質膜１９は、第３繰出しローラ２８
から繰り出される保護フィルム２９を介装した状態で、
第２巻取りローラ１６に巻き取られる。また、接合され
ることなく残った電極膜１７を有する基材フィルム１８
は、第１巻取りローラ１４に巻き取られる。
置と離間位置とに選択的に移動配置されるとともに、レ
ーザ光ＬＢの照射が間欠的に行われ、電解質膜１９上の
所定領域のみに電極膜１７が接合されて、電極膜１７と
電解質膜１９の接合体が形成される。そして、電極膜１
７が接合された電解質膜１９は、第３繰出しローラ２８
から繰り出される保護フィルム２９を介装した状態で、
第２巻取りローラ１６に巻き取られる。また、接合され
ることなく残った電極膜１７を有する基材フィルム１８
は、第１巻取りローラ１４に巻き取られる。
【００３１】そして、電解質膜１９の表面側に対する電
極膜１７の接合が終了した後、もう一方の電解質膜に電
極膜を接合するために、それを巻き取った第２巻取りロ
ーラ１６が第２繰出しローラ１５の位置に装着される。
この状態で、図１に鎖線で示すように、ローラ１６から
電解質膜１９が繰り出されて、電解質膜１９の裏面側に
も前記表面側の場合と同様に、電極膜１７が所定のパタ
ーンで接合される。このように、電解質膜１９の表面側
及び裏面側に所定パターンの電極膜１７が接合形成され
て、例えば、図４に示すようなＭＥＡを得ることができ
る。
極膜１７の接合が終了した後、もう一方の電解質膜に電
極膜を接合するために、それを巻き取った第２巻取りロ
ーラ１６が第２繰出しローラ１５の位置に装着される。
この状態で、図１に鎖線で示すように、ローラ１６から
電解質膜１９が繰り出されて、電解質膜１９の裏面側に
も前記表面側の場合と同様に、電極膜１７が所定のパタ
ーンで接合される。このように、電解質膜１９の表面側
及び裏面側に所定パターンの電極膜１７が接合形成され
て、例えば、図４に示すようなＭＥＡを得ることができ
る。
【００３２】従って、この実施形態によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）この実施形態のＭＥＡ製造装置においては、電極
膜１７を有する帯状の基材フィルム１８が周回される第
１ローラ１１と、同じく帯状の電解質膜１９が周回され
る第２ローラ１２とが近接配置され、両ローラ１１，１
２の回転に伴って電極膜１７と電解質膜１９とが両ロー
ラ１１，１２間を重合状態で通過移動されるようになっ
ている。電極膜１７及び電解質膜１９には走査を伴いな
がら、レーザ光照射装置２１からレーザ光ＬＢが照射さ
れ、そのレーザ光ＬＢの照射により、電極膜１７が基材
フィルム１８上から電解質膜１９に接合されるようにな
っている。
うな効果を得ることができる。 （１）この実施形態のＭＥＡ製造装置においては、電極
膜１７を有する帯状の基材フィルム１８が周回される第
１ローラ１１と、同じく帯状の電解質膜１９が周回され
る第２ローラ１２とが近接配置され、両ローラ１１，１
２の回転に伴って電極膜１７と電解質膜１９とが両ロー
ラ１１，１２間を重合状態で通過移動されるようになっ
ている。電極膜１７及び電解質膜１９には走査を伴いな
がら、レーザ光照射装置２１からレーザ光ＬＢが照射さ
れ、そのレーザ光ＬＢの照射により、電極膜１７が基材
フィルム１８上から電解質膜１９に接合されるようにな
っている。
【００３３】このため、熱圧着するためのホットプレス
を備えた従来装置に比較して、接合部の大きさの異なる
ＭＥＡを製造する場合、多様な形状のホットプレスを準
備する必要がなく、製造の自由度が高い。また、基材フ
ィルム１８及び電解質膜１９の移送を停止させることな
く、それらを連続的に移送しながら、電極膜１７の接合
を能率的に行うことができて、生産性を向上させること
ができる。さらに、ホットプレスにて熱圧着する従来装
置とは異なって、電解質膜１９の伸張を生じることな
く、電極膜１７の接合を正確に行うことができる。しか
も、電極膜１７の接合パターンが変更された場合には、
レーザ光ＬＢの照射領域が変化されるように、制御装置
２６のデータを書き換えるのみでよく、容易に対応する
ことができる。
を備えた従来装置に比較して、接合部の大きさの異なる
ＭＥＡを製造する場合、多様な形状のホットプレスを準
備する必要がなく、製造の自由度が高い。また、基材フ
ィルム１８及び電解質膜１９の移送を停止させることな
く、それらを連続的に移送しながら、電極膜１７の接合
を能率的に行うことができて、生産性を向上させること
ができる。さらに、ホットプレスにて熱圧着する従来装
置とは異なって、電解質膜１９の伸張を生じることな
く、電極膜１７の接合を正確に行うことができる。しか
も、電極膜１７の接合パターンが変更された場合には、
レーザ光ＬＢの照射領域が変化されるように、制御装置
２６のデータを書き換えるのみでよく、容易に対応する
ことができる。
【００３４】（２）この実施形態のＭＥＡ製造装置にお
いては、前記電極膜１７が電解質膜１９に対して密着す
る状態と密着しない状態とに配置されるように、第１ロ
ーラ１１が移動用シリンダ２０により第２ローラ１２に
対して接近位置と離間位置とに移動配置されるようにな
っている。このため、電極膜１７を接合しない領域で
は、ローラ１１，１２の離間配置により電極膜１７を電
解質膜１９に対して密着しない状態に配置することがで
きて、電極膜１７の接合を所定領域のみに正確に行うこ
とができる。
いては、前記電極膜１７が電解質膜１９に対して密着す
る状態と密着しない状態とに配置されるように、第１ロ
ーラ１１が移動用シリンダ２０により第２ローラ１２に
対して接近位置と離間位置とに移動配置されるようにな
っている。このため、電極膜１７を接合しない領域で
は、ローラ１１，１２の離間配置により電極膜１７を電
解質膜１９に対して密着しない状態に配置することがで
きて、電極膜１７の接合を所定領域のみに正確に行うこ
とができる。
【００３５】（３）この実施形態のＭＥＡ製造装置にお
いては、第１ローラ１１及び第２ローラ１２を冷却する
ための冷却装置２７が設けられている。このため、電解
質膜１９の裏面側や接合が不要な部位が冷却される。し
かも、電極膜１７及び電解質膜１９の軟化に基づく両膜
１７，１９の延びを防止できる。従って、電極膜１７の
接合を、両膜１７，１９の延びをともなうことなく、所
要の領域のみに行うことができ、パターニングを正確か
つ確実に行うことができる。
いては、第１ローラ１１及び第２ローラ１２を冷却する
ための冷却装置２７が設けられている。このため、電解
質膜１９の裏面側や接合が不要な部位が冷却される。し
かも、電極膜１７及び電解質膜１９の軟化に基づく両膜
１７，１９の延びを防止できる。従って、電極膜１７の
接合を、両膜１７，１９の延びをともなうことなく、所
要の領域のみに行うことができ、パターニングを正確か
つ確実に行うことができる。
【００３６】（４）この実施形態のＭＥＡ製造装置にお
いては、接合に際して、レーザ光照射装置２１から電解
質膜１９にレーザ光ＬＢが照射されるようになってい
る。このため、電解質膜１９の表面が溶融され、電極膜
１７の接合が確実に行われる。
いては、接合に際して、レーザ光照射装置２１から電解
質膜１９にレーザ光ＬＢが照射されるようになってい
る。このため、電解質膜１９の表面が溶融され、電極膜
１７の接合が確実に行われる。
【００３７】（第２実施形態）次に、この発明の第２実
施形態を、図５及び図６を参照して、前記第１実施形態
と異なる部分を中心に説明する。
施形態を、図５及び図６を参照して、前記第１実施形態
と異なる部分を中心に説明する。
【００３８】さて、この第２実施形態においては、前記
第１実施形態における第１シートとしての基材フィルム
１８に代えて、第１シートとしての１００μｍ〜２００
μｍの厚さのガス拡散膜３３を使用するものとして説明
する。このガス拡散膜３３はカーボンペーパ等よりな
り、その表面に塗膜としての電極膜１７が塗布されてい
る。
第１実施形態における第１シートとしての基材フィルム
１８に代えて、第１シートとしての１００μｍ〜２００
μｍの厚さのガス拡散膜３３を使用するものとして説明
する。このガス拡散膜３３はカーボンペーパ等よりな
り、その表面に塗膜としての電極膜１７が塗布されてい
る。
【００３９】そして、図５に示すように、第１ローラ１
１及び第２ローラ１２が接近位置に配置された状態で、
それらのローラ１１，１２が矢印方向に回転されること
により、電極膜１７が電解質膜１９に密着重合される。
この状態で、電極膜１７及び電解質膜１９にレーザ光照
射装置２１からレーザ光ＬＢが照射されることにより、
電極膜１７がガス拡散膜３３とともに電解質膜１９上に
連続的に接合される。
１及び第２ローラ１２が接近位置に配置された状態で、
それらのローラ１１，１２が矢印方向に回転されること
により、電極膜１７が電解質膜１９に密着重合される。
この状態で、電極膜１７及び電解質膜１９にレーザ光照
射装置２１からレーザ光ＬＢが照射されることにより、
電極膜１７がガス拡散膜３３とともに電解質膜１９上に
連続的に接合される。
【００４０】また、この第２実施形態では、前記第１実
施形態における第１巻取りローラ１４が省略されてい
る。従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施
形態における（１）〜（４）に記載の効果とほぼ同様な
効果を得ることができる。
施形態における第１巻取りローラ１４が省略されてい
る。従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施
形態における（１）〜（４）に記載の効果とほぼ同様な
効果を得ることができる。
【００４１】（第３実施形態）次に、この発明の第３実
施形態を、図７〜図９を参照して、記第１実施形態と異
なる部分を中心に説明する。この実施形態は、塗膜を部
分的に他のシートに接合するもので、リチウム二次電池
の製造において具体化される。
施形態を、図７〜図９を参照して、記第１実施形態と異
なる部分を中心に説明する。この実施形態は、塗膜を部
分的に他のシートに接合するもので、リチウム二次電池
の製造において具体化される。
【００４２】さて、この第３実施形態においては、前記
第１実施形態における第１シートとしての基材フィルム
１８に代えて、第１シートとしての金属箔３４を使用す
るものとして説明する。この金属箔３４はアルミニウ
ム、銅等よりなり、その表面に塗膜としての電極膜１７
が塗布されている。また、前記第１実施形態における第
２シートとしての電解質膜１９に代えて、第２シートと
しての剥離フィルム３５を使用するものとして説明す
る。この剥離フィルム３５は図８及び図９に示すよう
に、ＰＥＴシート等の耐熱性シート３６上にＰＥ（ポリ
エステル）シート等の熱可塑性樹脂シート３７をラミネ
ートして構成されている。
第１実施形態における第１シートとしての基材フィルム
１８に代えて、第１シートとしての金属箔３４を使用す
るものとして説明する。この金属箔３４はアルミニウ
ム、銅等よりなり、その表面に塗膜としての電極膜１７
が塗布されている。また、前記第１実施形態における第
２シートとしての電解質膜１９に代えて、第２シートと
しての剥離フィルム３５を使用するものとして説明す
る。この剥離フィルム３５は図８及び図９に示すよう
に、ＰＥＴシート等の耐熱性シート３６上にＰＥ（ポリ
エステル）シート等の熱可塑性樹脂シート３７をラミネ
ートして構成されている。
【００４３】そして、不要領域の電極膜１７が第１ロー
ラ１１と第２ローラ１２との間を通過する際には、図８
に示すように、両ローラ１１，１２が接近位置に配置さ
れるとともに、レーザ光照射装置２１から剥離フィルム
３５のみにレーザ光ＬＢが照射される。これにより、剥
離フィルム３５の熱可塑性樹脂シート３７が溶融され、
電極膜１７が金属箔３４上から熱可塑性樹脂シート３７
に剥離接合して除去されるようになっている。
ラ１１と第２ローラ１２との間を通過する際には、図８
に示すように、両ローラ１１，１２が接近位置に配置さ
れるとともに、レーザ光照射装置２１から剥離フィルム
３５のみにレーザ光ＬＢが照射される。これにより、剥
離フィルム３５の熱可塑性樹脂シート３７が溶融され、
電極膜１７が金属箔３４上から熱可塑性樹脂シート３７
に剥離接合して除去されるようになっている。
【００４４】これに対して、必要領域の電極膜１７が第
１ローラ１１と第２ローラ１２との間を通過する際に
は、図９に示すように、両ローラ１１，１２が離間位置
に配置されるとともに、レーザ光照射装置２１からのレ
ーザ光ＬＢの照射が停止される。これにより、電極膜１
７が熱可塑性樹脂シート３７側に剥離接合されることな
く、金属箔３４上に残されるようになっている。
１ローラ１１と第２ローラ１２との間を通過する際に
は、図９に示すように、両ローラ１１，１２が離間位置
に配置されるとともに、レーザ光照射装置２１からのレ
ーザ光ＬＢの照射が停止される。これにより、電極膜１
７が熱可塑性樹脂シート３７側に剥離接合されることな
く、金属箔３４上に残されるようになっている。
【００４５】なお、この実施形態では、不要領域の電極
膜１７の剥離接合を終了した金属箔３４が製品として第
１巻取りローラ１４に巻き取られるため、その金属箔３
４上に第３繰出しローラ２８から保護フィルム２９が繰
り出されて積層巻取りされるようになっている。
膜１７の剥離接合を終了した金属箔３４が製品として第
１巻取りローラ１４に巻き取られるため、その金属箔３
４上に第３繰出しローラ２８から保護フィルム２９が繰
り出されて積層巻取りされるようになっている。
【００４６】従って、この第３実施形態によれば、前記
第１実施形態における（１）〜（４）に記載の効果とほ
ぼ同様の効果を得ることができる。 （変更例）なお、この実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。
第１実施形態における（１）〜（４）に記載の効果とほ
ぼ同様の効果を得ることができる。 （変更例）なお、この実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。
【００４７】・前記各実施形態において、第２ローラ１
２側を第１ローラ１１に対して接近離間させるように構
成し、または両ローラ１１，１２を互いに接近離間させ
るように構成してもよい。
２側を第１ローラ１１に対して接近離間させるように構
成し、または両ローラ１１，１２を互いに接近離間させ
るように構成してもよい。
【００４８】・前記各実施形態において、第１ローラ１
１と第２ローラ１２とのいずれか一方のみを、冷却装置
２７により冷却するように構成してもよい。・前記各実
施形態において、第１ローラ１１と第２ローラ１２との
少なくともいずれか一方をゴム被覆ローラで構成して、
接合及び非接合時におけるローラ１１，１２間の圧力の
偏在を吸収するように構成してもよい。
１と第２ローラ１２とのいずれか一方のみを、冷却装置
２７により冷却するように構成してもよい。・前記各実
施形態において、第１ローラ１１と第２ローラ１２との
少なくともいずれか一方をゴム被覆ローラで構成して、
接合及び非接合時におけるローラ１１，１２間の圧力の
偏在を吸収するように構成してもよい。
【００４９】・前記各実施形態において、レーザ光照射
装置２１のスキャンミラー２４を含む走査光学系に代え
て、シリンドリカルレンズ等を含む固定光学系を使用し
てもよい。
装置２１のスキャンミラー２４を含む走査光学系に代え
て、シリンドリカルレンズ等を含む固定光学系を使用し
てもよい。
【００５０】・前記第３実施形態において、第１シート
としての金属箔３４の表裏両面に塗膜としての電極膜１
７を塗布しておき、その金属箔３４の両面に電極膜１７
の剥離接合を行って、第１実施形態及び第２実施形態と
同様の電極板を形成するようにしてもよい。
としての金属箔３４の表裏両面に塗膜としての電極膜１
７を塗布しておき、その金属箔３４の両面に電極膜１７
の剥離接合を行って、第１実施形態及び第２実施形態と
同様の電極板を形成するようにしてもよい。
【００５１】・レーザ光照射装置２１として、レーザ光
が照射対象をライン状に照射する構成のものを用いても
よい。このように構成すれば、レーザ光を走査させるた
めの構成が不要になる。
が照射対象をライン状に照射する構成のものを用いても
よい。このように構成すれば、レーザ光を走査させるた
めの構成が不要になる。
【図１】 第１実施形態の電極体製造装置を示す概略構
成図。
成図。
【図２】 図１の電極体製造装置の接合状態を示す部分
拡大断面図。
拡大断面図。
【図３】 図２に対応して塗膜の非接合状態を示す部分
断面図。
断面図。
【図４】 シートの表裏両面に塗膜が形成された製品を
示す部分断面図。
示す部分断面図。
【図５】 第２実施形態の電極体製造装置の接合状態を
示す部分拡大断面図。
示す部分拡大断面図。
【図６】 図５の電極体製造装置を示す概略構成図。
【図７】 第３実施形態の電極体製造装置を示す概略構
成図。
成図。
【図８】 図７の電極体製造装置の接合状態を示す部分
拡大断面図。
拡大断面図。
【図９】 図８に対応して塗膜の非接合状態を示す部分
断面図。
断面図。
１１…第１ローラ、１２…第２ローラ、１７…塗膜とし
ての電極膜、１８…第１シートとしての基材フィルム、
１９…第２シートとしての電解質膜、２０…移動用シリ
ンダ、２１…レーザ光照射手段としてのレーザ光照射装
置、２２…レーザ発振器、２７…冷却手段としての冷却
装置、３３…第１シートとしてのガス拡散膜、３４…第
１シートとしての金属箔、３５…第２シートとしての剥
離フィルム、ＬＢ…レーザ光。
ての電極膜、１８…第１シートとしての基材フィルム、
１９…第２シートとしての電解質膜、２０…移動用シリ
ンダ、２１…レーザ光照射手段としてのレーザ光照射装
置、２２…レーザ発振器、２７…冷却手段としての冷却
装置、３３…第１シートとしてのガス拡散膜、３４…第
１シートとしての金属箔、３５…第２シートとしての剥
離フィルム、ＬＢ…レーザ光。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ Ｆターム(参考） 4D075 AC43 AC72 BB48Y CA47 DA04 DC18 EA60 5H026 AA06 BB01 BB04 5H028 BB05 BB15 BB17 CC12 5H029 AJ14 CJ02 CJ05 CJ07 CJ21 CJ28 CJ30 5H050 AA19 BA17 FA05 GA02 GA07 GA21 GA22 GA29
Claims (6)
- 【請求項１】 帯状の第１シート上の塗膜を、同じく帯
状の第２シートに接合するための電極体製造装置におい
て、 前記第１シートが周回される第１ローラと、前記第２シ
ートが周回される第２ローラとを近接配置し、両ローラ
の回転に伴って前記塗膜と第２シートとが両ローラ間を
重合状態で通過移動されるように構成し、 前記塗膜と第２シートとの少なくとも一方に走査を伴い
ながらレーザ光を照射するためのレーザ光照射手段を設
けて、そのレーザ光の照射により塗膜の接合が行われる
ように構成したことを特徴とする電極体製造装置。 - 【請求項２】 前記塗膜が第２シートに対して密着する
状態と密着しない状態とに配置されるように、前記第１
ローラ及び第２ローラのうち、少なくとも一方のローラ
を他方のローラに対して接近離間可能にしたことを特徴
とする請求項１に記載の電極体製造装置。 - 【請求項３】 前記第１ローラ及び第２ローラのうち、
少なくとも一方のローラを冷却するための冷却手段を設
けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
電極体製造装置。 - 【請求項４】 前記レーザ光照射手段は、第１ローラと
第２ローラとが接近した状態で、塗膜と第２シートとの
少なくとも一方にレーザ光を照射することを特徴とする
請求項２または請求項３に記載の電極体製造装置。 - 【請求項５】 塗膜を有する帯状の第１シートを第１ロ
ーラに周回させるとともに、同じく帯状の第２シートを
前記第１ローラと近接配置された第２ローラに周回さ
せ、両ローラの回転により前記塗膜と第２シートとが両
ローラ間で重合した状態にて両シートを長手方向に移動
させ、その重合に先立って、塗膜と第２シートとの少な
くとも一方にレーザ光を照射して、その後の重合により
塗膜の付着した第１シートと第２シートとを接合するこ
とを特徴とする電極膜製造方法。 - 【請求項６】 前記塗膜の接合を行わないときには、両
ローラの少なくとも一方を移動させて、塗膜と第２シー
トとを離隔させることを特徴とする請求項５に記載の電
極膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236049A JP2002050347A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 電極体製造装置及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236049A JP2002050347A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 電極体製造装置及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002050347A true JP2002050347A (ja) | 2002-02-15 |
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