JP2003142081A - 帯状電極の製造方法と製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活物質層の塗工位置を金属箔の巾中央位置に
精度良く維持することができ、金属箔の切断位置を金属
箔の巾中央位置に精度良く維持することができる帯状電
極の製造装置と製造方法を提供する。 【解決手段】 帯状電極の製造方法では、長尺な金属箔
１２の巾方向の一部に活物質１４を長尺方向に連続的に
塗工して帯状電極１１を製造する。この場合、金属箔１
２の巾方向の両端（１２ａ、１２ｂ）位置を検出し、検
出された両端（１２ａ、１２ｂ）位置から金属箔１２の
巾中央位置を算出し、算出された金属箔１２の巾中央位
置を基準にして活物質１４の巾方向での塗工位置を調整
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、帯状電極の製造
方法と製造装置に関するものである。特に、金属箔と塗
工部と未塗工部との巾方向での相対的位置関係が位置精
度良く管理された帯状電極を製造する技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】 帯状電極を巻紙状に巻いた電極がリチ
ウム電池等に用いられている。巻かれることによって電
極を形成する帯状電極１００は、図４に示されているよ
うに、長尺な金属箔１０２の両面の巾方向の一部に活物
質が長尺方向に連続的に塗工されて活物質層１０４が形
成され、巾方向の残部（図４に示されている帯状電極１
００の場合には両端部）は未塗工部（１０５ａ、１０５
ｂ）とされる。未塗工部（１０５ａ、１０５ｂ）は、リ
チウム電池等の電極として用いる際に、電気接続端子の
取付部位として利用される。金属箔１０２の両端部に未
塗工部（１０５ａ、１０５ｂ）を有する帯状電極１００
を製造する過程を説明する。図５に示されているよう
に、金属箔１０２は、軸方向に位置調整可能な調整ロー
ル１１５に当接した状態で図示しない巻取りロールに巻
取られることによって矢印１１４の方向に走行する。調
整ロール１１５が軸方向に位置調整されると、金属箔１
０２も巾方向に位置調整される。また、走行する金属箔
１０２の上面上に、金属箔１０２に活物質層１０４を塗
工する塗工機１１２が配置されている。塗工機１１２の
位置は固定されている。このように構成されているの
で、調整ロール１１５の軸方向位置を調整することによ
り金属箔１０２に塗工される活物質層１０４の巾方向で
の位置を調整することができる。

【０００３】金属箔１０２の片端１０２ａの位置を検出
する位置検出センサ１１８が設けられている。位置検出
センサ１１８が検出した金属箔１０２の片端位置は図示
しないコントローラに入力される。コントローラは、位
置検出センサ１１８が検出した金属箔１０２の片端１０
２ａの位置を基準に調整ロール１１５の軸方向位置を調
整し、金属箔１０２の片端１０２ａから活且物質層１０
４までの間の未塗工部１０５ａの巾が一定となるように
調整する。この場合、未塗工部１０５ａの巾が、反対側
に残る未塗工部１０５ｂの巾に等しくなるはずの巾に調
整する。

【０００４】上記のようにして製造された帯状電極１０
０を巾中央位置で長尺方向に連続的に切断して２条の帯
状電極を製造する場合を説明する。図６に示されている
ように、上述した活物質層１０４の塗工装置と同様に、
帯状素材１００（ここでは２条に切り分けられて帯状電
極となるので、切り分けられる前のものを帯状素材とい
う）は調整ロール１２５に当接した状態で巻取りロール
に巻取られながら矢印１２３の方向に走行する。また、
帯状素材１００の上面上に巾方向位置が固定されている
スリッター１２２が設けられている。スリッター１２２
は帯状素材１００を長尺方向に連続的に切断する。位置
検出センサ１２８が金属箔１０２の片端１０２ａを検出
する。この検出値を基準にして図示しないコントローラ
が調整ロール１２５の軸方向位置を調整し、片端１０２
ａから切断位置までの距離が一定となるように調整す
る。この場合、片端１０２ａから切断位置までの距離
を、金属箔１０２の半巾に設定しておく。このようにし
て、点線１２９で示されているように、帯状素材１００
の中央が長尺方向に連続的に切断され、２条の帯状電極
に切り分けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 金属箔１０２の巾寸
法にバラツキがなければ、図５の塗工装置によって金属
箔の中央に塗工部１０４を形成することができ、未塗工
部１０５ａと未塗工部１０５ｂの巾が等しくなるはずで
ある。また、図６の切断装置によって巾中央位置で切断
でき、左右対称の２条の帯状電極に切り分けられるはず
である。しかしながら、実際には、金属箔の巾は長尺方
向に一様でなく、バラツキが存在する。このバラツキが
存在すると、図５の塗工装置によって、金属箔１０２の
片端１０２ａの位置に基づいて活物質層１０４の塗工を
行うと、両端部の未塗工部（１０５ａ、１０５ｂ）の巾
が等しくならない。例えば、図７に示されているよう
に、正規の寸法Ａよりも巾が狭い金属箔１０２に活物質
層１０４が塗工されると、寸法Ｂは所望の未塗工の部の
巾となるが、反対側の未塗工部の巾（寸法Ｃ）は寸法Ｂ
よりも小さくなってしまう。同様に、片端１０２ａの位
置を基準にして帯状素材１００の巾方向の切断位置が調
整されると、その切断位置が巾中央位置からズレてしま
い、巾が異なる２条の帯状電極に切り分けられてしま
う。２条に切り分けられた帯状素材が左右非対称である
と、帯状電極の特性がばらつき、切り分けらた帯状電極
の一方又は双方が不合格品となりやすい。金属箔１０２
の片端１０２ａを基準にすると、活物質層１０４の塗工
位置を金属箔の巾中央位置に精度良く維持することや、
帯状素材１００の切断位置を巾中央位置に精度良く維持
することができない。

【０００６】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであり、活物質層の塗工位置を金属箔の巾中
央位置に精度良く維持することができ、金属箔の切断位
置を金属箔の巾中央位置に精度良く維持することができ
る装置と方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用と効果】 請求
項１に記載の製造方法では、長尺な金属箔の巾方向の一
部に活物質を長尺方向に連続的に塗工して帯状電極を製
造する。この場合、金属箔の巾方向の両端位置を検出
し、検出された両端位置から金属箔の巾中央位置を算出
し、算出された金属箔の巾中央位置を基準にして活物質
の巾方向での塗工位置を調整する。上記の製造方法で
は、金属箔の巾方向の両端位置を検出しているので、金
属箔の巾寸法にバラツキが存在しても、金属箔の巾中央
位置を算出することができる。そして、算出された金属
箔の巾中央位置を基準にして活物質の塗工位置が調整さ
れるために、巾中央位置に対する活物質の塗工位置の精
度を高く維持することができる。

【０００８】請求項２に記載の製造方法では、長尺な金
属箔の巾方向の一部に活物質が長尺方向に連続的に塗工
された帯状素材を長尺方向に連続的に切断して帯状電極
を製造する。この場合、金属箔の巾方向の両端位置を検
出し、検出された両端位置から金属箔の巾中央位置を算
出し、算出された巾中央位置を基準にして巾方向での切
断位置を調整する。上記の製造方法では、金属箔の巾方
向の両端位置を検出しているので、金属箔の巾寸法にバ
ラツキが存在しても、金属箔の巾中央位置を算出するこ
とができる。そして、算出された金属箔の巾中央位置を
基準に切断位置が調整されるために、巾中央位置に対す
る切断位置の精度を高く維持することができる。

【０００９】請求項３に記載の製造方法では、長尺な金
属箔の巾方向の一部に活物質を長尺方向に連続的に塗工
し、活物質が塗工された金属箔を長尺方向に連続的に切
断して帯状電極を製造する。この場合、金属箔の巾方向
の両端位置を検出し、検出された両端位置から金属箔の
中央位置を算出し、算出された金属箔の巾中央位置を基
準にして巾方向での塗工位置と切断位置を調整する。上
記の方法によれば、巾方向での塗工位置と切断位置が共
に金属箔の巾中央位置を基準にして調整される。このた
め、巾中央位置に対する塗工位置と切断位置の精度が高
い帯状電極が製造される。

【００１０】請求項４に記載の製造装置は、長尺な金属
箔の巾方向の一部に活物質を長尺方向に連続的に塗工し
て帯状電極を製造する。この装置は、金属箔の巾方向の
両端位置を検出する手段と、この検出手段が検出した両
端位置から金属箔の巾中央位置を算出する手段と、算出
された金属箔の巾中央位置を基準にして塗工機と金属箔
の巾方向での相対位置関係を調整する手段とを備えてい
る。上記の製造装置によれば、巾中央位置に対する塗工
位置の精度が高い帯状電極を製造することができる。

【００１１】請求項５に記載の製造装置は、長尺な金属
箔の巾方向の一部に活物質が長尺方向に連続的に塗工さ
れた帯状素材を長尺方向に連続して切断して帯状電極を
製造する。この装置は、金属箔の巾方向の両端位置を検
出する手段と、この検出手段が検出した両端位置から金
属箔の巾中央位置を算出する手段と、算出された金属箔
の巾中央位置を基準にして切断機と金属箔の巾方向での
相対位置関係を調整する手段とを備えている。上記の製
造装置によれば、巾中央位置に対する切断位置の精度が
高く、左右対称の２条の帯状電極に切り分けることがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】 本発明のいくつかの好ましい実
施の形態を例示する。 （形態１） 長尺な金属箔の巾方向の一部に活物質を長
尺方向に連続的に塗工し、活物質が塗工された金属箔を
長尺方向に連続的に切断して帯状電極を製造する装置で
あり、金属箔の巾方向の両端位置を検出する手段と、検
出された両端位置から金属箔の巾中央位置を算出する手
段と、算出された金属箔の巾中央位置を基準にして、塗
工機と金属箔の巾方向での相対位置関係、並びに、切断
機と金属箔の巾方向での相対位置関係を調整する手段と
を備えている。上記の製造装置によれば、巾中央位置に
対する塗工位置と切断位置の精度が高く、左右対称の２
条の帯状電極に切り分けることができる。

【００１３】（形態２） 長尺な金属箔の巾方向の一部
に活物質を長尺方向に連続的に塗工して帯状電極を製造
する方法であり、金属箔の巾方向の両端位置を検出し、
検出された両端位置から計算される金属箔の巾中央位置
と活物質の塗工巾の巾中央位置を一致させながら帯状電
極を製造する方法。上記の方法では、金属箔の巾中央位
置に対して左右対称に塗工部と未塗工部が形成される。

【００１４】（形態３） 長尺な金属箔の巾方向の一部
に活物質が長尺方向に連続的に塗工された帯状素材を長
尺方向に連続的に切断して帯状電極を製造する方法であ
り、金属箔の巾方向の両端位置を検出し、検出された両
端位置から計算される金属箔の巾中央位置と金属箔の切
断位置を一致させながら帯状電極を製造する方法。上記
の方法では、金属箔の巾方向中央位置に沿って切断で
き、左右対称の２条の帯状電極に切り分けることができ
る。

【００１５】

【実施例】 本発明の実施例に係る帯状電極の製造装置
と製造方法について、図１〜図３を参照しながら説明す
る。図１に示されているように、帯状電極製造装置１０
は、上流側から、送出しロール２４、調整ロール１６、
塗工機２２、位置検出センサ（１８、１９）、中間ロー
ル１３、巻取りロール２６、並びに、コントローラ２７
等から構成されている。送出しロール２４に巻き付けら
れて収容されている帯状の金属箔１２は、調整ロール１
６と中間ロール１３に当接した状態で巻取りロール２６
との間に張り渡されている。巻取りロール２６は、駆動
機構（図示省略）によって駆動されて矢印２６ａの方向
に回転する。調整ロール１６は、調整機構（図示省略）
によって、軸方向の位置が調整される。調整ロール１６
の軸方向位置が調整されると、これにともなって調整ロ
ール１６に当接している金属箔１２の巾方向の位置が調
整される。

【００１６】図２に示されているように、金属箔１２の
両端近傍に配置されている位置検出センサ（１８、１
９）は、金属箔１２の両端（１２ａ、１２ｂ）の位置を
検出する機能を有している。この位置検出センサ（１
８、１９）は、レーザや赤外線等を照射して対象物の位
置を検出する非接触タイプのものを用いるのが好まし
い。位置検出センサ（１８、１９）が検出した金属箔１
２の両端（１２ａ、１２ｂ）の位置は、コントローラ２
７に入力される。コントローラ２７は、位置検出センサ
（１８、１９）が検出した金属箔１２の両端（１２ａ、
１２ｂ）の位置に基づいて、金属箔１２の巾方向中央１
２ｃの位置を算出し、算出結果に基づいて調整ロール１
６の調整機構に制御信号を出力する。調整ロール１６と
位置検出センサ（１８、１９）との間に、金属箔１２に
所定巾の活物質層１４を塗工する塗工機２２が設けられ
ている。塗工機２２の巾方向の中央位置２２ａは、位置
検出センサ（１８、１９）の中間に位置するように配置
されている。

【００１７】帯状電極製造装置１０が運転されると、巻
取りロール２６が回転し、金属箔１２は送出しロール２
４から引出されて巻取りロール２６に巻取られる。巻取
りロール２６に巻取られる金属箔１２は、調整ロール１
６と中間ロール１３に当接しながら走行し、その両端
（１２ａ、１２ｂ）の位置が位置検出センサ（１８、１
９）によって検出される。コントローラ２７は、位置検
出センサ（１８、１９）が検出した金属箔１２の両端
（１２ａ、１２ｂ）位置から金属箔１２の巾中央位置１
２ｃを算出する。そして、コントローラ２７は、金属箔
１２の巾中央位置１２ｃと塗工機２２の中央位置２２ａ
が一致するように調整機構を介して調整ロール１６の軸
方向位置を制御する。このようにして、金属箔１２の巾
中央位置１２ｃと塗工機２２の中央位置２２ａが一致し
た状態で金属箔１２が走行し、塗工機２２が活物質層１
４を塗工すると、金属箔１２の両端部に未塗工部１５が
残された帯状電極１１が形成される。

【００１８】金属箔１２の両端（１２ａ、１２ｂ）位置
から算出される金属箔１２の巾中央位置１２ｃは、金属
箔１２の巾にバラツキが存在しても、巾方向での中央位
置である。このため、活物質層１４は、金属箔の巾中央
位置を基準に左右対称に塗工され、この結果、金属箔１
２の両端部には巾の等しい未塗工部１５が残される。な
お、上述したのは金属箔１２の片面に活物質層１４が塗
工される工程であるが、他の片面についても同様の工程
が行われて、金属箔１２の両面に活物質層１４が塗工さ
れる。また、詳細な説明は省略するが、帯状電極１１に
は、金属箔１２に活物質層１４が塗工された後に、活物
質層１４を両面から圧縮する工程と、さらに高温炉中で
の乾燥する工程とが施される。

【００１９】上記のようにして製造される帯状電極１１
はそのまま電極として利用することもできる。それに代
わって巾中央線に沿って切断して２条の帯状素材に切り
分けることもできる。以下では後者の工程を説明する。
なおこの説明では切り分けられる前の素材を帯状素材１
１という。帯状素材１１を巾中央線に沿って長尺方向に
連続的に切断して２条の帯状電極を同時に製造する装置
３０について図３を参照しながら説明する。なお、帯状
電極製造装置３０は、上述した帯状電極製造装置１０の
塗工機２２の代わりにスリッター３２が設けられている
以外については、その構成が同様であるので、帯状電極
製造装置１０と重複する説明は省略する。スリッター３
２は、その巾方向の中央位置３２ａに切断刃（図示省
略）を有しており、帯状素材１１を長尺方向に連続的に
切断する機能を備えている。また、スリッター３２の巾
方向の中央位置３２ａは、位置検出センサ（３８、３
９）の中間に位置するように配置されている。

【００２０】帯状電極製造装置３０が運転されると、帯
状素材１１は、調整ロール３５と中間ロール１３に当接
しながら走行し、コントローラ２７は、位置検出センサ
（３８、３９）が検出した金属箔１２の両端（１２ａ、
１２ｂ）位置から金属箔１２の巾中央位置１２ｃを算出
する。そして、コントローラ２７は、金属箔１２の巾中
央位置１２ｃとスリッター３２の中央位置３２ａが一致
するように調整機構を介して調整ロール３５の軸方向位
置を制御し、この状態でスリッター３２が帯状素材１１
を点線４１で示されているように切断する。このよう
に、金属箔１２の巾中央位置１２ｃとスリッター３２の
中央位置３２ａが一致した状態で金属箔１２が走行し、
スリッター３２で帯状素材１１を切断すると、金属箔１
２の中央線に沿って切断される。この結果、左右対称の
２条の帯状電極に切り分けられる。左右対称の２条の帯
状電極に切り分けられと、両者の特性は良く一致し、バ
ラツキが押さえられる。このために、２本ともが適正品
となる確率が高い。それに対して従来のように金属箔の
片端を基準にして塗布範囲や切断位置を調整すると、他
の片端側の帯状電極の特性が標準値から大きく外れて不
合格品となる確率が高い。本実施例の装置と方法によっ
て歩留まりが向上した。

【００２１】以上説明した帯状電極の歩留向上の効果を
具体的に説明する。例えば、正規の巾が１００ミリの活
物質が塗工された金属箔（帯状素材）を左右対称（巾５
０ミリづつ）な２本の帯状電極に切断する場合で、帯状
電極の許容巾は４９〜５１ミリであるとする。そして、
帯状素材の巾にバラツキが生じて１０２ミリである場
合、片端を基準にすると、基準とした片端側の帯状電極
は巾５０ミリに切断されて許容巾（４９〜５１ミリ）以
内で合格であるが、反対側のそれは巾５２ミリで不合格
となってしまう。これに対して、金属箔の両端位置を検
出し、その中央位置を算出して切断を行うと、切断され
た２本の帯状電極の巾はそれぞれ５１ミリとなり、２本
とも許容巾以内で合格とすることができる。

【００２２】以上、本発明の具体例を詳細に説明した
が、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定する
ものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上
に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれ
る。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、
単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性
を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組み合わ
せに限定されるものではない。また、本明細書または図
面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであ
り、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的
有用性を持つものである。従って、例えば、以下に記載
するように構成することもできる。

【００２３】（１）金属箔への活物質層の塗工パターン
は、金属箔の両端部に未塗工部を残すパターンに限られ
ない。金属箔の両端位置から算出された巾中央位置を基
準にして、例えばストライプ状に複数の活物質層を長尺
方向に連続的に塗工してもよい。

【００２４】（２）スリッターによる帯状電極の巾方向
での切断位置は、巾中央位置には限られない。帯状電極
の両端位置から算出された巾中央位置を基準として、帯
状電極を例えば３枚に切断してもよい。

【００２５】（３）塗工機やスリッターの巾方向の中央
位置は、必ずしも２つの位置検出センサの中間に配置さ
れなくてもよい。塗工機やスリッターと位置検出センサ
との位置関係が定められていれば、コントローラは、こ
の位置関係から金属箔や帯状素材を所望の位置に配置す
ることができる。

【００２６】（４）帯状電極製造装置は、金属箔への活
物質の塗工と、その切断を連続して行う構成とすること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る、活物質を塗工して帯状
電極を製造する装置の模式図。

【図２】本発明の実施例に係る、帯状電極製造装置の平
面図。

【図３】本発明の実施例に係る、帯状素材を切断して帯
状電極を製造する装置の平面図。

【図４】従来技術に係る帯状電極の斜視図。

【図５】従来技術に係る、活物質を塗工して帯状電極を
製造する装置の平面図。

【図６】従来技術に係る、帯状素材を切断して帯状電極
を製造する装置の平面図。

【図７】従来技術に係る問題点を説明する図。

【符号の説明】

１０：帯状電極製造装置 １１：帯状電極 １２：金属箔、１２ａ：片端、１２ｂ：片端、１２ｃ：
巾中央位置 １３：中間ロール １４：活物質層 １５：未塗工部 １６：調整ロール １８、１９：位置検出センサ ２２：塗工機、２２ａ：中央位置 ２４：送出しロール ２６：巻取りロール ２７：コントローラ ３０：帯状電極製造装置 ３２：スリッター、３２ａ：中央位置 ３５：調整ロール ３８、３９：位置検出センサ ４１：切断線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺な金属箔の巾方向の一部に活物質を
   長尺方向に連続的に塗工して帯状電極を製造する方法で
   あり、 金属箔の巾方向の両端位置を検出し、検出された両端位
   置から金属箔の巾中央位置を算出し、算出された巾中央
   位置を基準にして活物質の巾方向での塗工位置を調整し
   て帯状電極を製造する方法。
2. 【請求項２】 長尺な金属箔の巾方向の一部に活物質が
   長尺方向に連続的に塗工された帯状素材を長尺方向に連
   続的に切断して帯状電極を製造する方法であり、 金属箔の巾方向の両端位置を検出し、検出された両端位
   置から金属箔の巾中央位置を算出し、算出された巾中央
   位置を基準にして巾方向での切断位置を調整して帯状電
   極を製造する方法。
3. 【請求項３】 長尺な金属箔の巾方向の一部に活物質を
   長尺方向に連続的に塗工し、活物質が塗工された金属箔
   を長尺方向に連続的に切断して帯状電極を製造する方法
   であり、 金属箔の巾方向の両端位置を検出し、検出された両端位
   置から金属箔の巾中央位置を算出し、算出された巾中央
   位置を基準にして巾方向での塗工位置と切断位置を調整
   して帯状電極を製造する方法。
4. 【請求項４】 長尺な金属箔の巾方向の一部に活物質を
   長尺方向に連続的に塗工して帯状電極を製造する装置で
   あり、 金属箔の巾方向の両端位置を検出する手段と、この検出
   手段が検出した両端位置から金属箔の巾中央位置を算出
   する手段と、算出された金属箔の巾中央位置を基準にし
   て塗工機と金属箔の巾方向の相対位置関係を調整する手
   段とを備えた帯状電極製造装置。
5. 【請求項５】 長尺な金属箔の巾方向の一部に活物質が
   長尺方向に連続的に塗工された帯状素材を長尺方向に連
   続的に切断して帯状電極を製造する装置であり、 金属箔の巾方向の両端位置を検出する手段と、この検出
   手段が検出した両端位置から金属箔の巾中央位置を算出
   する手段と、算出された金属箔の巾中央位置を基準にし
   て切断機と金属箔の巾方向の相対位置関係を調整する手
   段とを備えた帯状電極製造装置。