JP2002231229A - 二次電池用電極ウエブの歪み矯正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池用の電極ウエブに生じた厚み方向の
歪みを、その搬送過程にて簡単に除去することができる
歪み矯正装置を提供する。 【解決手段】 二次電池用電極ウエブの歪み矯正装置
は、電極ウエブＷを搬送する搬送経路に沿って所定の離
間間隔を存し、かつ電極ウエブＷを挟み付けるように搬
送経路の上下に交互に配置され、電極ウエブＷの搬送を
案内する複数の太鼓状ローラ２２を備え、これら太鼓状
ローラ２２のクラウニング（膨らみ）を規定する曲率半
径は、その太鼓状ローラ２２が電極ウエブＷの搬送方向
に並ぶ順番で大きくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の渦巻き
型電極群の電極に使用される電極ウエブの製造装置、よ
り詳しくは、電極ウエブの歪み矯正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器のコードレス化に伴い、
その電源となる二次電池の高容量化がますます要求され
ており、このためには、二次電池の正負の電極シートを
長し、これら正負の電極シートからなる大径の渦巻き型
電極群を得る必要がある。ここで、渦巻き型電極群は、
巻芯にセパレータを介在させながら、正負の電極シート
を交互に螺旋状に捲回して製造され、また、正負の電極
シートは、基板の外面に活性物質を層状に塗布した電極
ウエブを所定の長さに切断して得られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の電極
ウエブはその製造の際、活性物質層の層厚が一様ではな
く、また、基板表裏の活性物質層の層厚もまた不均一で
あると、電極ウエブがその横断面でみて波打つように変
形し、この変形は電極ウエブの厚み方向の歪みとなる。

【０００４】このような歪みを有する電極ウエブから電
極シートが形成されると、この電極シートは前記歪を有
し、しかも長尺であることから渦巻き型電極群の捲回成
形時、電極シートに巻ずれを生じ易く、渦巻き電極群の
捲回品質が悪化する。本発明は上述の事情に基づいてな
されたもので、その目的とするところは、電極ウエブの
歪みを除去し、この電極ウエブから得られる電極シート
の捲回性を良好にする二次電池用電極ウエブの歪み矯正
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の二次電池用電極ウエブの歪み矯正装置（請
求項１）は、外面に活性物質が層状に塗布された電極ウ
エブに所定の張力を付与しながら、電極ウエブを所定の
搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、搬送経路に沿っ
て所定の離間間隔を存するとともに電極ウエブを挟むよ
うに交互に配置され、電極ウエブの搬送を案内する複数
のクラウニング付き太鼓状ローラとを備えており、そし
て、各太鼓状ローラのクラウニングを規定する曲率半径
はその太鼓状ローラが下流に位置するものほど、大とな
っている。

【０００６】上述の歪み矯正装置によれば、電極ウエブ
が搬送経路に沿って搬送され、そして、各太鼓状ローラ
を通過する際、電極ウエブは太鼓状ローラのクラウニン
グに沿い、搬送経路に対して交差する両方向に繰り返し
て反り返り、その反り返りの程度はその太鼓状ローラが
下流に位置するものである程、徐々に減少される。この
ように電極ウエブが互いに逆向きに繰り返して反り返さ
れると、電極ウエブの厚み方向の歪みが除去され、電極
ウエブは横断面でみて平坦となるように矯正される。

【０００７】本発明の歪み矯正装置は、各太鼓状ローラ
を搬送経路と交差する交差方向に移動可能に支持する支
持手段と、隣接した太鼓状ローラに関して、少なくとも
一方の太鼓状ローラを前記交差方向に移動させ、隣接し
た太鼓状ローラ間での前記交差方向のオーバラップ量を
可変する調整手段と、電極ウエブの厚さ方向の歪みを計
測する計測手段とをさらに備えることができる（請求項
２）。

【０００８】このような歪み矯正装置によれば、計測手
段による計測結果、つまり、電極ウエブの歪みの程度に
基づき、隣接した太鼓状ローラ間の前記オーバラップ量
が可変される。このようにしてオーバラップ量が可変さ
れると、太鼓状ローラに対する電極ウエブの巻き付き角
が変化し、その太鼓状ローラによる電極ウエブの矯正力
が調整される。

【０００９】好ましくは、計測手段は光透過型センサを
含むことができ、たとえば、光透過型センサは搬送経路
を横断し、かつ前記交差方向に所定の幅を有した帯状光
を出射する一方、電極ウエブにより遮光された後の帯状
光を受取り、この受取った帯状光の遮光幅から電極ウエ
ブの厚み方向の歪み量を計測する。また、上述の光透過
型センサは、太鼓状ローラ列の上流側及び下流側のそれ
ぞれに配置されているのが望ましい。

【００１０】さらに、隣接する太鼓状ローラ間にてそれ
ぞれ規定される離間間隔は、その離間間隔が搬送経路の
下流に位置するものであるほど、段階的に減少され、そ
して、収束するのが好ましく、この場合、電極ウエブが
反り返される時間間隔は徐々に短くなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、二次電池用電
極ウエブの歪み矯正装置は、電極ウエブＷの搬送経路２
を備えている。搬送経路２はその上流端が電極ウエブＷ
のための製造ラインに連なり、この製造ラインの終端に
配置されたローラプレスから水平方向に延びている。

【００１２】なお、製造ラインにて、電極ウエブＷは、
その基板の表裏に活性物質がそれぞれ層状に塗布され、
この後、ローラプレスを通過することで成形される。搬
送経路２の下流端には、搬送経路２を上下に挟み、駆動
源に連結されたフィードローラ４及びニップローラ６が
回転可能に配置されており、これらフィードローラ４及
びニップローラ６間を通じて電極ウエブＷが延びてい
る。なお、搬送経路の下流端からは、電極ウエブＷの供
給ラインが延び、この供給ラインに電極ウエブＷの切断
装置が介挿されている。

【００１３】一方、搬送経路２の上流端にも搬送経路２
の上下に一対のブレーキローラ８，１０が回転自在に配
置され、これらブレーキローラ８，１０は電極ウエブＷ
を上下から挟持している。上側のブレーキローラ８には
パウダブレーキ１２が連結され、このパウダブレーキ１
２は所定の制動力でブレーキローラ８を制動した状態に
ある。

【００１４】フィードローラ４が一方向に回転される
と、フィードローラ４はブレーキローラ８の制動力に抗
して電極ウエブＷを搬送し、この搬送中、電極ウエブＷ
には所定の張力が付与される。フィードローラ４とブレ
ーキローラ１０との間にはローラフレーム１４が配置さ
れており、ローラフレーム１４は一対のサイドプレート
１６を有する。これらサイドプレート１６は搬送経路２
の左右両側に配置され、搬送経路２に沿って互いに平行
に延びている。

【００１５】ローラフレーム１４の上流端及び下流端に
は入口ローラ１８及び出口ローラ２０がそれぞれ配置さ
れており、入口ローラ１８及び出口ローラ２０は左右の
サイドプレート１６にそれぞれ軸受を介して回転自在に
軸支されている。ここで、入口ローラ１８及び出口ロー
ラ２０は前述のフィードローラ４及びブレーキローラ１
０と協働して搬送経路２の規定する。

【００１６】入口ローラ１８と出口ローラ２０との間に
は、たとえば１０個のクラウニング付きの太鼓状ローラ
２２ａ〜２２ｊが配置されており、これら太鼓状ローラ
２２は搬送経路２に沿って所定の離間間隔を存し、そし
て、電極ウエブＷを上下から交互に挟むように配置され
ている。具体的には、電極ウエブＷの搬送方向に隣接す
る太鼓状ローラ２２間には図２に示されるように、その
上流側から離間間隔Ｐab，Ｐbc，Ｐcd…が確保されてお
り、これら離間間隔Ｐはその離間間隔が下流に位置する
ものである程減少され、そして一定となる。すなわち、
Ｐab＞Ｐbc＞Ｐcd…の関係にある。

【００１７】各太鼓状ローラ２２はその軸線方向中央部
が最大外径となるような膨らみ、つまり、クラウニング
を有しており、このクラウニングを規定する曲率半径は
その太鼓状ローラ２２が下流に位置するものである程、
徐々に減少されている。すなわち、太鼓状ローラ２２ａ
〜２２ｊのクラウニングの曲率半径がＲa〜Ｒjで示され
るとき、曲率半径Ｒは、Ｒａ＞Ｒｂ＞Ｒｃ…の関係にあ
る。

【００１８】さらに、最も下流に位置する太鼓状ローラ
２２ｊのクラウニングはその曲率半径Ｒｊが無限大とな
り、太鼓状ローラ２２ｊは実質的に円筒状ローラとな
る。なお、太鼓状ローラ２２の個数は１０個に限らず、
１０個よりも少なくてもよいし、または１０個よりも多
くてもよい。各太鼓状ローラ２２はそのローラ軸の両端
が左右の昇降機構２４を介してサイドプレート１６にそ
れぞれ支持されている。

【００１９】左右の昇降機構２４は実質的に同様な構成
を有するものであり、それゆえ、以下には片側の昇降機
構２４について説明する。昇降機構２４はサイドプレー
ト１６の外側面に対して昇降自在に取り付けられた昇降
板２６を備えている。より詳しくは、昇降板２６はその
両端縁に上下一対ずつのスロット２８が形成され、これ
らスロット２８にサイドプレート１６の外側面から突出
したガイドピン３０がそれぞれ嵌合されている。したが
って、昇降板２６はガイドピン３０に案内されながら昇
降することができる。

【００２０】昇降板２６の上部には軸受３２が昇降板２
６の内面に露出するようにして取り付けられ、そして、
この軸受３２に太鼓状ローラ２２におけるローラ軸の一
端が回転自在に支持する。具体的には、太鼓状ローラ２
２のローラ軸はサイドプレート１６に形成した垂直なス
ロット（図示しない）を上下方向に摺動自在に貫通して
いる。

【００２１】一方、昇降板２６の下部には、ねじ孔を有
したブロック３４が固定され、このブロック３４のねじ
孔に送りねじ３６がねじ込まれ、送りねじ３６はブロッ
ク３４を上下方向に貫通している。送りねじ３６の下端
はベベルギヤ３８，４０の噛み合いを介して調整軸４２
に接続されており、この調整軸４２はローラフレーム１
４の下部を横断する方向に貫通して、左右のサイドプレ
ート１６に回転自在に支持され、そして、その一端にハ
ンドルホイール４４が取り付けられている。

【００２２】なお、左右の昇降機構２４に関し、その送
りねじ３６の向きが互いに異なっていることは言うまで
もない。各太鼓状ローラ２２が上述した左右の昇降機構
２４により支持されていると、そのハンドルホイール４
４を回転操作し、調整軸４２を回転させることで、ベベ
ルギヤ３８，４０を介して送りねじ３６が回転し、左右
の昇降板２６，つまり、太鼓状ローラ２２をその水平姿
勢を保ちつつ、昇降させることができる。

【００２３】このように各太鼓状ローラ２２が独立して
昇降可能であるので、電極ウエブＷの搬送方向と交差す
る交差方向でみて、隣接する太鼓状ローラ２２のオーバ
ラップ量をそれぞれ独立して調整することができる。こ
こで、図２に示されているように太鼓状ローラ２２間の
オーバラップ量が上流側からＤab，Ｄbc，Ｄcd…で示さ
れる場合、これらオーバラップ量はＤab＞Ｄbc＞Ｄcd…
の関係にあり、電極ウエブＷの搬送方向でみて、上流側
にて規定されるオーバラップ量Ｄに比べ、その下流側に
て規定されるオーバラップ量Ｄは小さくなっている。

【００２４】なお、オーバラップ量Ｄを正確に調整する
ため、前述した昇降機構２４は、昇降板１６の昇降量を
測定するダイヤルゲージ４５を備え、このダイヤルゲー
ジ４５はサイドプレート１６の所定位置に取り付けられ
ている。そして、図１に示されているように、前述した
入口ローラ１８の上流側及び出口ローラ２０の下流側に
は光透過型センサ４６，４８がそれぞれ配置されてい
る。これら光透過型センサ４６，４８は図３に示される
ように、搬送される電極ウエブＷをその左右両側から挟
むようにして対向して配置された投光器５０及び受光器
５２を有し、これら投光器５０及び受光器５２はブラケ
ット５４（図１）を介してサイドプレート１６に取り付
けられている。

【００２５】投光器５０は垂直な帯状光を電極ウエブＷ
の横断方向に出射し、ここで、帯状光は、電極ウエブＷ
の厚みよりも十分に広い既知の幅を有している。一方、
受光器５２は電極ウエブＷにより遮光された帯状光を受
光し、その遮光幅に対応した計測信号、つまり、電極ウ
エブＷにおける厚み方向の歪み量を出力する。上述した
歪み矯正装置によれば、電極ウエブＷの搬送に伴い、電
極ウエブＷが太鼓状ローラ２２を順次通過する際、電極
ウエブＷは所定の張力を受けていることから、図４に示
されるように、その太鼓状ローラ２２の外周面、つま
り、そのクラウニングに沿い密着して湾曲し、各太鼓状
ローラ２２を通過する度に上下方向に繰り返して反り返
ることになる。そして、隣接する太鼓状ローラ２２のク
ラウニングの程度を比べた場合、上流側の太鼓状ローラ
２２のクラウニングに対し、下流側の太鼓状ローラ２２
のクラウニングが減少されているので、太鼓状ローラ２
２を通過する際の電極ウエブＷの反り返りは、電極ウエ
ブＷの搬送が進むにつれて少なくなる。

【００２６】したがって、電極ウエブＷに前述した歪み
が発生していても、この歪みは電極ウエブＷが繰り返し
て反り返ることで除去され、電極ウエブＷはその横断面
形状が平坦となるように最終的に矯正される。また、隣
接する太鼓状ローラ２２間のオーバラップ量Ｄab〜Ｄij
は、電極ウエブＷの搬送方向でみて、その上流側にて大
となっているので、上流側の太鼓状ローラ２２ａ，２２
ｂ等に対し、電極ウエブＷが大きな巻き付け角で密着す
ることから、太鼓状ローラ２２ａ，２２ｂ等は電極ウエ
ブＷに大きな矯正力を加えることができ、その歪みを初
期段階で大きく減少させることができる。

【００２７】一方、隣接する太鼓状ローラ２２間の離間
間隔Ｐab〜Ｐijは、電極ウエブＷの搬送方向の並びの順
番で短くなっているので、その搬送方向下流側では、電
極ウエブＷが反り返される時間間隔もまた短くなる。こ
のことは、電極ウエブＷが連続的に反り返されることを
意味し、その歪みの除去を効果的に発揮することができ
る。

【００２８】前述したように搬送経路２の入口ローラ１
８側及び出口ローラ２０側には光透過型センサ４６，４
８がそれぞれ配置されているので、光透過型センサ４
６，４８からの出力、つまり、電極ウエブＷの歪み量を
比較することで、太鼓状ローラ２２による歪み除去効果
を確認することができる。そして、出口側の光透過型セ
ンサ４８からの出力に基づき、電極ウエブＷの歪みが許
容範囲外にある場合には、隣接する太鼓状ローラ２２の
各オーバラップ量Ｄを調整することで、電極ウエブＷの
歪み量を許容範囲内に収めることができる。ここで、各
オーバラップ量Ｄを調整するにあたり、入口側の光透過
型センサ４６からの出力を考慮することができるので、
その調整を最適且つ短時間で行うことも可能となる。

【００２９】歪み矯正装置を通過した後、電極ウエブＷ
は前述した切断装置により所定の長さに切断されて電極
シートとなり、この電極シートが二次電池の渦巻き電極
群の捲回成形に使用される。ここで、電極シートはその
歪みの除去処理を受けた電極ウエブＷから得られている
ので、電極シートの横断面もまた平坦なものとなってお
り、渦巻き型電極群の捲回成形時、電極シートに巻ずれ
が生じることはない。したがって、渦巻き型電極群の安
定した捲回成形が可能となり、渦巻き型電極群の品質を
向上させることができる。

【００３０】本発明は上述の一実施態様に制約されるも
のではなく、種々の変形が可能である。たとえば、一実
施態様では、隣接する太鼓状ローラ２２の離間間隔Ｐを
その並びに順番で減少させているが、離間間隔Ｐは一定
であってよい。また、各昇降機構２４の調整軸４２にサ
ーボモータをそれぞれ直結し、光透過型センサ４６，４
８からの出力に基づき各サーボモータの回転を制御する
ことで、各オーバラップ量Ｄを自動的に調整可能として
もよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の二次電池
用電極ウエブの歪み矯正装置（請求項１）によれば、電
極ウエブはその搬送に伴い、各太鼓状ローラを通過する
度に繰り返して反り返され、その厚み方向の歪みが効果
的に除去される。この結果、電極ウエブを切断して得ら
れる電極シートを使用して、渦巻き型電極群が捲回成形
される際、その電極シートの巻ずれが防止され、渦巻き
型電極群の品質を大幅に向上することができる。

【００３２】また、隣接した太鼓状ローラ間のオーバラ
ップ量を可変する調整手段及び電極ウエブの歪みを計測
する計測手段を備えていれば（請求項２）、電極ウエブ
の歪みの程度に応じてオーバラップ量を調整でき、電極
群の歪みを効果的に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電極ウエブの歪み矯正装置を示した概略斜視図
である。

【図２】太鼓状ローラのレイアウトを示した図である。

【図３】透過型センサの計測原理を示した図である。

【図４】電極ウエブが太鼓状ローラにて反り返された状
態を示す図である。

【符号の説明】

２ 搬送経路 ４ フィードローラ（搬送手段） ６ ニップローラ（搬送手段） ８，１０ ブレーキローラ（搬送手段） １２ パウダブレーキ（搬送手段） ２２ 太鼓状ローラ ２４ 昇降機構（支持手段及び調整手段） ４６，４８ 光透過型センサ（計測手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外面に活性物質が層状に塗布された電極
   ウエブに所定の張力を付与しながら、前記電極ウエブを
   所定の搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、 前記搬送経路に沿って所定の離間間隔を存するとともに
   前記電極ウエブを挟むように交互に配置され、前記電極
   ウエブの搬送を案内する複数のクラウニング付き太鼓状
   ローラとを備え、 各太鼓状ローラのクラウニングを規定する曲率半径はそ
   の太鼓状ローラが下流に位置するものほど、大きいこと
   を特徴とする二次電池用電極ウエブの歪み矯正装置。
2. 【請求項２】 前記各太鼓状ローラを前記搬送経路と交
   差する交差方向に移動可能に支持する支持手段と、 前記隣接した太鼓状ローラに関して、少なくとも一方の
   太鼓状ローラを前記交差方向に移動させ、前記隣接した
   太鼓状ローラ間での前記交差方向のオーバラップ量を可
   変する調整手段と、 前記電極ウエブの厚さ方向の歪みを計測する計測手段と
   をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の二
   次電池用電極ウエブの歪み矯正装置。