JP2014220113A - 電極材料のロールプレス方法及びロールプレス設備 - Google Patents

Abstract

【課題】
電極材料の未塗工部の延伸量の調整を容易に行うことができ、電極材料に皺が発生することを抑制することが可能な電極材料のロールプレス方法及びロールプレス設備を提供する。
【解決手段】
ガイドロール間で張力がかかった電極材料の未塗工部のみを未塗工部延伸機構を用いて延伸させ、その後、電極材料をロールプレスする。未塗工部延伸機構は二つのガイドロール間で電極材料に張力を発生するように構成し、ガイドロール間において電極材料に対して所定の押込み量で押し付ける押付けロールを備える。
【選択図】 図４(ａ)

Description

本発明は、電極材料のロールプレス方法及びロールプレス設備に関する。

リチウムイオン電池、キャパシタ等の正極や負極の電極材料は、アルミ箔、銅箔など（金属箔集電体）の帯状の基材の両面に電極活物質を塗工したものであり、また、活物質の密度を上げ且つ均一の厚みとなるようにロールプレス設備を通してロールプレス（圧縮加工）される。このロールプレス後に、電極材料はコイル状に巻取られ、巻取りコイルが電極材料製品として出荷または次工程に移送される。

ロールプレス加工は、理想的には、基材となる箔が圧延されないようにして活物質のみ圧縮加工するものである。しかし、実際には、ロールプレス設備にて圧縮加工する際、基材となる箔が若干圧延される。一方、電極材料は、基材となる箔の幅方向の両側部分には、電力を入出力するタブを溶接する部分を確保するために活物質が塗工されていない。このため、活物質の塗工部と未塗工部を有する電極材料をロールプレスすることになる。このような電極材料をロールプレスすると、塗工部のみ荷重がかかり塗工部の箔のみ圧延（延伸）されることになる。このとき、未塗工部の箔は圧延（延伸）されないので、塗工部と未塗工部に電極材料の長手方向に長さの差が生じる。このような長さの差が生じると、電極材料に皺が発生する要因となる。すなわち、ロールプレスにより箔が伸びた塗工領域と箔が伸びない未塗工領域が存在する場合には、未塗工領域にのみ搬送張力がかかり塗工領域に張力がかからないため、両者の張力のアンバランスにより皺が発生する。発生した皺は、搬送、巻き取りの過程において、深い皺や割れに発展し、搬送・巻き取りできなくなる可能性がある。

特に、塗工部と未塗工部の伸びの差に起因する皺は、基材となる箔の幅方向に塗工部と未塗工部とを交互に形成、すなわち、ストライプ状に塗工部を形成した電極材料をロールプレスする場合に大きな課題となる。

電極材料の塗工部と未塗工部の伸びの差をなくす方法として、例えば、特許文献１〜３に記載されたものがある。

特許文献１には、プレス後の電極箔に歪みが生じるのを防いでプレス速度を向上させるために、長尺の集電箔の長手方向に連続的に電極活物質が塗布された塗工部分と、集電箔の長手方向に電極活物質が塗布されていない未塗工部分とを有する電池用電極箔を厚さ方向にプレスする際に、未塗工部分のプレスによる延伸量が塗工部分のプレスによる延伸量と同等になるように、塗工部分と未塗工部分をそれぞれ別々にプレスする方法が提案されている。

特許文献２には、電極箔の未塗工部に切り欠きを設けることなく、プレス後の塗工部の長さと未塗工部の長さをほぼ等しくするために、長尺の集電箔の長手方向に連続的に電極活物質が塗布された塗工部分と、集電箔の長手方向に連続的に電極活物質が塗布されていない未塗工部分とを有する電池用電極箔のプレス方法において、未塗工部分に凹凸の形状を転写して、未塗工部分を延伸した後、電池用電極箔を長手方向に連続してプレスする方法が提案されている。

特許文献３には、生産ラインの運転と停止によって電極の矯正度合いが箇所によってばらつくという問題を解消するため、電極合材が塗工された塗工部と、電極合材が塗工されていない未塗工部とを含む集電体を押圧する圧延ロールと、圧延ロールによる押圧の後、未塗工部を選択的に押圧するパンチプレスを備える電極製造装置が提案されている。

特開２０１２‐６９２６６号公報 特開２０１２‐７９５９２号公報 特開２０１３‐３０３６０号公報

特許文献１〜３に記載された方法は、いずれもロールまたはパンチ等で電極材料を直接挟み、部分的に未塗工部を圧延するものである。この場合、ロールまたはパンチなどのギャップは数μｍの極めて微妙な調整を要することになる。即ち、延伸量の調整は、一般的に１〜３％程度が想定されている。例えばリチウム電池の電極材料の箔の厚みは、最近では１０〜１５μｍ程度であり、箔の厚みを１０μｍとした場合、そして、延伸量を１％とすると、未塗工部を１０μｍから９.８μｍに圧延することが必要となる。これを例えば上下ロールのギャップ調整により実現することは困難である。

本発明の目的は、電極材料の未塗工部の延伸量の調整を容易に行うことができ、電極材料に皺が発生することを抑制することが可能な電極材料のロールプレス方法及びロールプレス設備を提供することにある。

本発明は、ガイドロール間で張力がかかった電極材料の未塗工部のみを押付けロールを用いて延伸させ、その後、電極材料をロールプレスするようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、電極材料の未塗工部の延伸量の調整を容易に行うことができ、電極材料に皺が発生することを抑制することが可能となる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１実施例に係る電極材料用のロールプレス設備の全体概要を示すシステム構成図。 本発明の一実施例においてロールプレスされる電極材料の幅方向断面を模式的に表した図。 本発明の一実施例においてロールプレスされる電極材料の平面の一部を模式的に表した図。 本発明の一実施例においてロールプレスされる他の電極材料（塗工部がストライプ状の電極材料）の幅方向断面を模式的に表した図。 本発明の一実施例においてロールプレスされる電極材料（塗工部がストライプ状の電極材料）の平面の一部を模式的に表した図。 本発明の一実施例の未塗工部延伸機構の側面図。 図４(ａ)のＦ４ｂ矢視図。 本発明の一実施例の押付けロールの要部の正面図。 本発明の効果を説明する図。 本発明の他の実施例の未塗工部延伸機構の側面図。 本発明の他の実施例の押付けロールの要部の正面図。 本発明の他の実施例の押付けロールの正面図。 本発明の他の実施例の未塗工部延伸機構の側面図。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の一実施例であるロールプレス設備の全体概要を示す。ロールプレス機本体の入り側にはリチウムイオン二次電池電極材などの電極材料３がコイル状に巻回されたプレス前コイル２を装着する巻出機１が設けられ、ロールプレス機本体の出側にはロールプレス後の電極材料５を巻回しプレス後コイル７とする巻取機６が設けられている。

ロールプレス機本体は、上プレスロール４ａと下プレスロール４ｂを備え、上プレスロール４ａと下プレスロール４ｂとの間に電極材料を通過させて圧縮加工を行う。ロールプレス機本体には、図示省略しているが、上下プレスロール４ａ，４ｂ間の間隙または圧縮荷重を調整する圧下装置と、上下プレスロール４ａ，４ｂを巻取機６と同期して回転速度制御可能に駆動する駆動機構と、ロールのたわみを補正するベンド機構などを備えている。

また、図示省略しているが、ロールプレス設備には、巻出機１とロールプレス機本体（上下プレスロール４ａ，４ｂ）との間、及び、ロールプレス機本体と巻取機６との間には、電極材料３に対する張力制御機構や、電極材料を搬送するための複数のガイドロールが設けられている。また、図示省略しているが、ロールプレス機本体の下流側には、ロールプレス後の電極材料５の厚みを計測する厚み計測システムが設けられ、厚み計測システムの計測値に基づき圧下装置やベンド機構を制御する制御装置が設けられている。

そして、本実施例では、巻出機１とロールプレス機本体との間、及び、ロールプレス機本体と巻取機６との間に、未塗工部延伸機構８ａ，８ｂがそれぞれ設置されている。未塗工部延伸機構の詳細については後述する。

電極材料３は、一例としてリチウムイオン電池のものを例示するが、帯状基材の両面に電極活物質を塗工したものであれば、その種類を問わず、その他の電池やキャパシタ等の電極材料であってもよい。図２(ａ)，図２(ｂ)に示すように、金属箔集電体の基材（例えば、アルミ箔、銅箔等）３０と、基材３０の両面に設けた活物質（塗工領域/塗工部）３１，３２とで構成される。電極材料自体は、正極用、負極用いずれも周知であるので、説明を省略する。帯状の基材３０の流れ方向の両側には、活物質が塗工されていない未塗工領域/未塗工部３３が設けられている。

図２(ａ)，図２(ｂ)では、活物質が略全幅に設けられているが、図３(ａ)，図３(ｂ)に示すように、基材３０の幅方向に塗工部（電極活物質）３１，３２と未塗工部３３とを交互に形成、すなわち、ストライプ状に塗工部３１，３２を形成した電極材料３が用いられる場合もある。未塗工部３３の幅は、例えば５〜２５ｍｍ程度となっている。本発明は、ストライプ状に塗工部３１，３２を形成した電極材料３をロールプレスする場合に特に有効であり、以下の説明では、ストライプ状に塗工部３１，３２を形成した電極材料３をロールプレスする場合について説明する。

塗工部と未塗工部を有する電極材料３を、プレスロール４ａ，４ｂにより圧縮加工した場合には、背景技術の欄でも既述したように、基材３０における活物質３１，３２の塗工部（領域）に集中的に圧縮荷重がかかり、基材３０における塗工部の箔が延伸し、未塗工部３３は延伸しない。ロールプレス後の電極材料３は、プレスロール・巻取機のコイル間で未塗工部３３にのみ搬送張力がかかり、塗工部３１，３２には伸びが生じるため内部張力がほとんどかからない。このため、両者のアンバランスにより皺が発生し易い。特に、基材が例えば１０〜１５μｍ程度のように薄箔化した場合には、発生した皺は、搬送、巻き取りの過程において、ガイドロール上などで深い皺や割れに発展し、搬送・巻き取りできなくなる要因となる。

本実施例では、以下に述べる未塗工部延伸機構８ａ，８ｂを設けることにより、容易に未塗工部を延伸させて皺の発生を抑制するようにしている。

図４(ａ)，図４(ｂ)，図５及び図６を用いて未塗工部延伸機構８ａ，８ｂを説明する。

本実施例の未塗工部延伸機構８ａ，８ｂは、主な構成要素として、入口ロール８１、ガイドロール８２、ニップロール８３、押付けロール８４、ガイドロール８５、ニップロール８６、出口ロール８７、ヒーター８８を備え、ガイドロール８２，８５間で張力のかかった電極材料の未塗工部のみを、電極材料の未塗工部３３の幅に対応した幅を有する押付けロール８４にて押付けることで、電極材料の未塗工部３３のみを延伸するものである。

そして、本実施例では、未塗工部延伸機構をロールプレス機本体の前後に設置し、ロールプレス前に、ロールプレス機本体で電極材料をロールプレスする際に塗工部が延伸する量の約半分を延伸させ、ロールプレス後に、ロールプレス機本体で電極材料をロールプレスする際に塗工部が延伸する量の約半分を延伸させるようにしている。

フリーロール８１，８８、ガイドロール８２，８５は、例えば母材が鉄、アルミニウム等であってその表面にハードクロム（ＨＣｒ）メッキを施したものが用いられている。ニップロール８３，８６には、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などのゴムロールが用いられている。押付けロール８４は、母材が鉄、アルミニウム等で構成された剛性ロールの表面にＨＣｒメッキやゴム、樹脂などを設けたものが用いられる。なお、これらのロールの材質は、上記の材質に限定されるものではない。

また、入口ロール８１、ニップロール８３、押付けロール８４、ニップロール８６、出口ロール８７は、フリーロールであり、ガイドロール８２，８５は駆動ロールである。

入口ロール８１と出口ロール８７は、押付けロール８４の前後のガイドロール８２，８５間において電極材料３に張力をかけることができる充分な抱きつけ角度がガイドロールに与えられるように配置されている。これによりガイドロールからの電極材料の浮きを防止し、他の箇所への皺等の発生無く、未塗工部のみを塑性変形(延伸)させることができる。

ニップロール８３，８６は、それぞれガイドロール８２，８５に向けて押付け荷重（押付け力）を与えるように配置されている。ニップロール８３，８６の押付け荷重をＦとし、ガイドロール８２，８５と電極材料３との間の摩擦力をμとすると、電極材料３に誘導される最大の張力Ｔｇは、Ｔｇ＝Ｆ・μにより表される。押付けロールの前後のガイドロール部で電極材料をニップすることで、電極材料のガイドロールからの浮きを防止し、他の箇所への皺等の発生無く、未塗工部のみを塑性変形(延伸)させることができる。

ロールプレス前の未塗工部の延伸の場合（未塗工部延伸機構８ａの場合）、下流側（プレスロール側）のガイドロール８５は、ロールプレス機本体の駆動速度、すなわち、ラインの搬送速度に対し同調するように駆動される。上流側（反プレスロール側）のガイドロール８２を下流側のガイドロール８５よりも若干（０〜２％程度）遅く回転させて、ガイドロール８２，８５間において電極材料に十分な張力を生じさせるようにテンションコントロールを行っている。

また、ロールプレス後の未塗工部の延伸の場合（未塗工部延伸機構８ｂの場合）は、上流側（プレスロール側）のガイドロール８２は、ロールプレス機本体の駆動速度、すなわち、ラインの搬送速度に対し同調するように駆動される。下流側（反プレスロール側）のガイドロール８５を上流側のガイドロール８２よりも若干（０〜２％程度）早く回転させて、ガイドロール８２，８５間において電極材料に十分な張力を生じさせるようにテンションコントロールを行っている。

ロールプレス設備の張力制御機構などによりガイドロール８２，８５間の電極材料に十分な張力を生じさせることができる場合には、ガイドロール８２，８５はフリーロールであっても良い。但し、ガイドロール８２，８５を駆動し、下流側のガイドロールの駆動速度を若干早くすることで、ガイドロール間の張力を上げることができ、電極材料（基材）に対して塑性変形(延伸)が与えやすくなる。

図４(ｂ)や図５に示すように、押付けロール８４は、未塗工部３３の幅に対応した幅を有し、前後のガイドロール８２，８５などのその他のロールは、電極材料３の材料幅以上の幅を有する。電極材料の幅以上の幅を有するガイドロールに電極材料を沿わせることで、電極材料のガイドロールからの浮きを防止し、他の箇所への皺等の発生無く、未塗工部のみ塑性変形(延伸)させることができる。

押付けロール８４を電極材料へ押付ける機構は、一定荷重または一定位置で押付ける機構が用いられる。一定位置による押付けの方が設定を行いやすい。

未塗工部を常温で延伸させる場合、ある延伸量以上の延伸を行おうとした場合、電極材料（基材）が破断する可能性がある。常温で延伸を行う場合は、基材（アルミ箔等）の特性によるが、延伸量は１%程度が限界である。そこで、本実施例では、ヒーター８８により電極材料（基材）を加熱することで、基材の耐力を低下させて、低押付け力または低張力にて材料破断させることなく、未塗工部をより多く延伸させることができる。ヒーター８８としては、レーザー、ハロゲンヒーター、赤外線ヒーターなどが用いられる。そして、押付けロール８４の直前にて未塗工部３３を局所的に急加熱する。基材に使用されている熱伝導の高いアルミでは、延伸したくない塗工部にも熟が伝わりやすいので、ピンポイント、そして、押付けロールの直前での加熱を行い、基材の耐力またに降伏点を下げ、未塗工部のみの塑性変形(延伸)を行いやすくすることが望ましい。例えば、基材の材料にもよるが、５０〜２００℃に加熱することにより、１〜３割程度耐力が低下する。

なお、未塗工部を常温で破断させることなく十分に延伸させることができる場合には、ヒーター８８の設置を省略することができる。また、ヒーター８８に変えて、または、ヒーター８８に加えて、押付けロール８４を加熱して、加熱した押付けロール８４により電極材料（基材）を延伸させるようにしても良い。

図５に、押付けロール８４の構成を示す。上述したように、押付けロール８４未塗工部３３の幅に対応した幅を有する。また、軸８４ｓから突出するように設けられている。軸８４ｓは軸受により保持されている。軸受の位置を移動させて押し込み量を調整するように構成されている。押付けロール８４、軸８４ｓは剛性ロールにて構成される。押付けロール８４は、表面にゴム９０を施工が施工されている。また、エッジ部９０ｒには円弧が設けられ、応力集中を緩和し、皺や材料破断を防止するようにしている。エッジ部９０ｒの円弧は、押付けロールの表面にＨＣｒメッキを施工した押付けロールの場合にも形成するのが望ましい。

押付けロール８４は、比較的硬い樹脂で滑り性が良いもので構成しても良い。このような樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂等が用いられる。このような材料を用いることにより、皺や材料破断が効果的に防止することができる。

押付けロール８４は、小径の方が延伸を生じさせやすいが、破断の可能性が高くなるので、適宜、事前に実験などで確認を行い、破断の可能性が高くならない程度の小径ロールを用いる。

また、押付けロール８４の位置は、上流側のガイドロール８２に近い方が、安定して延伸を行うことができるので、可能な範囲で押付けロール８４の位置を上流側のガイドロール８２に近づけるのが好ましい。

図６を用いて本発明の効果を説明する。

押込みロールの半径をｒ、押し込み量をαとすると、延伸率は、大凡、Ｌ２/Ｌ１で表される。なお、Ｌ１とＬ２は次式で求められる。
Ｌ１＝√（ｒ^２−（ｒ−α）^２）
Ｌ２＝ｒ×ｃｏｓ^−１（（ｒ―α）/ｒ）
例えば、ｒを４０ｍｍとし、延伸率を１％とした場合には、押込み量αは０．１ｍｍ程度となる。なお、ガイドロール間距離は例えば９０ｍｍ程度としている。

電極材料を挟んで未塗工部のみを部分的に圧延する場合には、例えば、基材の厚みを10μｍとした場合、そして、延伸量を１％とすると、未塗工部を10μｍから9.8μｍに圧延することが必要となる。言い換えれば、0.2μｍオーダーでロール間ギャップの調整が必要である。これに対して、本実施例では、基材の厚みにかかわらず、押込み量を０．１ｍｍ（１００μｍ）程度に設定・調整すればよい。したがって、本実施例では、圧延する場合のオーダー（0.2μｍ）に比して調整が極めて容易なオーダー（０．１ｍｍ）の押し込み量を設定・調整することにより所望の延伸率で未塗工部を延伸させることができる。

上述の実施例では、未塗工部延伸機構をロールプレス機本体の前後に設置し、ロールプレス前に、ロールプレス機本体で電極材料をロールプレスする際に塗工部が延伸する量（延伸量（率）は事前に実験などにより確認しておく）の約半分を延伸させ、ロールプレス後に、ロールプレス機本体で電極材料をロールプレスする際に塗工部が延伸する量の約半分を延伸させるようにしている。しかしながら、未塗工部延伸機構８ａ，８ｂにおいて延伸する量の比率は適宜設定することができる。ただし、未塗工部延伸機構がない場合に発生する未塗工部と塗工部の延伸量の差を１とすると、未塗工部延伸機構８ａ，８ｂにおいて半分ずつ延伸させることにより、ロールプレス設備において発生する未塗工部と塗工部の延伸量の差は最大０．５に低減でき、皺の発生を効果的に抑制することができる。

また、上述の実施例では、未塗工部延伸機構をロールプレス機本体の前後に設置したが、ロールプレス機本体の上流側にのみ未塗工部延伸機構８ａを設置し、ロールプレス前に、ロールプレス機本体で電極材料をロールプレスする際に塗工部が延伸する量を延伸させるようにしても良い。ロールプレス前の塗工部と未塗工部の伸びの差よりも、ロールプレス後に発生する塗工部と未塗工部の伸びの差によって皺の発生しやすく、また、搬送過程で皺が深くなりやすいからである。ロールプレス機本体の上流側にのみ未塗工部延伸機構８ａを設置する場合にはこの可能性が小さい。

また、上述の実施例では、押付けロ-ル前後のガイドロールなどのロール幅（軸方向長さ）を電極材料幅以上としたが、押付けロール前後のガイドロールを押付けロールと同幅から数倍の幅程度で設置し、未塗工部に押付けロールを押付けて未塗工部のみを延伸させることも可能である。

本実施例によれば、ガイドロール間で十分に張力のかかった電極材料の未塗工部のみを、押付けロールにて押付けるだけで、電極材料の未塗工部のみを容易に延伸することができる。したがって、ロールプレス後の電極材料において、未塗工部と塗工部との間で伸びの差の発生を抑制できるので、電極材料に皺が発生するのを抑制することができる。これにより、ロールプレス後の電極材料の搬送・巻き取りが容易となる。

本発明の他の実施例を、図７を用いて説明する。本実施例は、押込みロール８４の直前で電極材料３を加熱する方法として、加熱ロール９２を用いている。過熱ロール９２の内部にはヒーターなどを内蔵させている。加熱ロール９２の幅も押込みロール８４と同様に未塗工部３３と同程度の幅を有する。また、加熱ロール９２は押込みロール８４と異なり、電極材料３に接触する程度の位置に配置されている。また、加熱ロール９２を設置することにより、ガイドロール８２とガイドロール８５の間が開きすぎるので、新たにガイドロール９１を設けている。本実施例でも上述の実施例と同様の効果を奏することができる。

本発明の他の実施例を、図８を用いて説明する。本実施例は、押込みロールを偏心押付けロール８４ｅとしたものである。すなわち、押込みロール８４の中心からｅだけ偏心した位置に回転中心８４ｅｃを有する。この偏心押込みロール８４ｅは、押込みロール８４と異なり駆動ロールである。その他は、上述の実施例と同様である。

偏心押付けロール８４ｅを用いて押込みすることにより、断続的な押付け延伸が行われる。これにより、張力が電極材料の面一様にかかった状態からの押付け延伸を繰り返すことで、所定の延伸を行える。特に、延伸量が小さい場合、押込み量が小さくなり、押込み量の調整・設定が難しくなる可能性がある。この場合、偏心押付けロールを用いることにより押し込み量をある程度大きくすることができ、そして、ある長さで見れば所定の延伸量（率）とすることができる。

本発明の他の実施例を、図９を用いて説明する。本実施例は、エアシリンダ８４ｃを用いて、押込みロールを断続的に電極材料に押し付けるようにしたものである。押付けロール８４は、未塗工部３３の位置に対応して軸８４ｓに設けられ、軸８４ｓの両端には軸受８４ｂが設けられている。エアシリンダ８４ｃを用いて軸受８４ｂを上下動させ、押付けロール８４を断続的に電極材料２に押し付ける。押付け機構としては、エアシリンダの他に、例えば、ボールネジ機構等が用いられる。本実施例でも上述の実施例と同様の効果を奏することができる。

本発明の他の実施例を、図１０を用いて説明する。本実施例は、ガイドロール８２，８５にニップロール８３，８６を押し付けることに代えて、比較的大径のニップロール９３〜９６を用いてガイドロール８２，８５間の電極材料３に張力を発生させるようにしている。このようにすることによりガイドロール８２，８５における抱きつけ角を小さくしても十分な張力を発生させることができ、また、ガイドロールの径を小さくできるので、ガイドロール８２，８５間の距離を短くすることができ、押込みロール８４による未塗工部の延伸を効果的に行うことができる。

本発明の他の実施例を説明する。本実施例では、電極材料の蛇行に追従し、未塗工部延伸機構を電極材料の幅方向に移動させて、押付けロールにて未塗工部を延伸させるものである。例えば、電極材料の蛇行を検知し、その蛇行に対応して押付けロールを幅方向に移動させる。電極材料の蛇行検知には既存の蛇行検知装置（図示省略）が用いられる。

電極材料の蛇行に追従するのは、押付けロール前後のガイドロールにニップロールを使用した場合、そのガイドロールの間にあるロール及び押付けロールのみ追従させる。押付けロール前後のガイドロールにニップロールを使用しない場合は、押付けロール以外の前後のガイドロール等も蛇行に追従させてもよい。

このように電極材料の蛇行に追従させて押込みロールを移動させることにより、未塗工部を確実に延伸させることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加，削除，置換をすることが可能である。

１…巻出機、２…プレス前コイル、３…電極材料、４ａ…上プレスロール、４ｂ…下プレスロール、５…電極材料、６…巻取機、７…プレス後コイル、８ａ，８ｂ…未塗工部延伸機構、３０…電極材料基材、３１，３２…電極活物質（塗工領域/塗工部）、３３…未塗工領域/未塗工部、８１…入口ロール、８２…ガイドロール、８３…ニップロール、８４…押付けロール、８４ｂ…軸受、８４ｃ…エアシリンダ、８４ｅ…偏心押付けロール、８４ｅｃ…回転中心、８４ｓ…軸、８５…ガイドロール、８６…ニップロール、８７…出口ロール、８８…ヒーター、９０…ゴム、９０ｒ…エッジ部、９１…ガイドロール、９２…加熱ロール、９３〜９６…ニップロール。

押付けロールの半径をｒ、押し込み量をαとすると、延伸率は、大凡、Ｌ２/Ｌ１で表される。なお、Ｌ１とＬ２は次式で求められる。
Ｌ１＝√（ｒ２−（ｒ−α）２）
Ｌ２＝ｒ×ｃｏｓ−１（（ｒ―α）/ｒ）
例えば、ｒを４０ｍｍとし、延伸率を１％とした場合には、押込み量αは０．１ｍｍ程度となる。なお、ガイドロール間距離は例えば９０ｍｍ程度としている。

本発明の他の実施例を、図７を用いて説明する。本実施例は、押付けロール８４の直前で電極材料３を加熱する方法として、加熱ロール９２を用いている。過熱ロール９２の内部にはヒーターなどを内蔵させている。加熱ロール９２の幅も押付けロール８４と同様に未塗工部３３と同程度の幅を有する。また、加熱ロール９２は押付けロール８４と異なり、電極材料３に接触する程度の位置に配置されている。また、加熱ロール９２を設置することにより、ガイドロール８２とガイドロール８５の間が開きすぎるので、新たにガイドロール９１を設けている。本実施例でも上述の実施例と同様の効果を奏することができる。

本発明の他の実施例を、図８を用いて説明する。本実施例は、押付けロールを偏心押付けロール８４ｅとしたものである。すなわち、押付けロール８４の中心からｅだけ偏心した位置に回転中心８４ｅｃを有する。この偏心押付けロール８４ｅは、押付けロール８４と異なり駆動ロールである。その他は、上述の実施例と同様である。

本発明の他の実施例を、図９を用いて説明する。本実施例は、エアシリンダ８４ｃを用いて、押付けロールを断続的に電極材料に押し付けるようにしたものである。押付けロール８４は、未塗工部３３の位置に対応して軸８４ｓに設けられ、軸８４ｓの両端には軸受８４ｂが設けられている。エアシリンダ８４ｃを用いて軸受８４ｂを上下動させ、押付けロール８４を断続的に電極材料２に押し付ける。押付け機構としては、エアシリンダの他に、例えば、ボールネジ機構等が用いられる。本実施例でも上述の実施例と同様の効果を奏することができる。

本発明の他の実施例を、図１０を用いて説明する。本実施例は、ガイドロール８２，８５にニップロール８３，８６を押し付けることに代えて、比較的大径のニップロール９３〜９６を用いてガイドロール８２，８５間の電極材料３に張力を発生させるようにしている。このようにすることによりガイドロール８２，８５における抱きつけ角を小さくしても十分な張力を発生させることができ、また、ガイドロールの径を小さくできるので、ガイドロール８２，８５間の距離を短くすることができ、押付けロール８４による未塗工部の延伸を効果的に行うことができる。

このように電極材料の蛇行に追従させて押付けロールを移動させることにより、未塗工部を確実に延伸させることができる。

Claims (15)

1. 基材表面に電極活物質を塗工した塗工部と前記電極活物質が塗工されていない未塗工部を電極材料の搬送方向に沿って有する電極材料をロールプレスする電極材料のロールプレス方法であって、
   前記電極材料の搬送方向に間隔を置いて配置されたガイドロール間で張力がかかった前記電極材料の前記未塗工部のみに押付けロールを押し付けて前記未塗工部を延伸させて、その後、前記電極材料をロールプレスすることを特徴とする電極材料のロールプレス方法。
2. 請求項１に記載の電極材料のロールプレス方法において、
   前記電極材料をロールプレスした後に、前記電極材料の搬送方向に間隔を置いて配置されたガイドロール間で張力がかかった前記電極材料の前記未塗工部のみに押付けロールを押し付けて前記未塗工部をさらに延伸させることを特徴とする電極材料のロールプレス方法。
3. 請求項２に記載の電極材料のロールプレス方法において、
   前記ロールプレス前の前記未塗工部の延伸では、前記電極材料をロールプレスする際に前記塗工部が延伸する量の約半分を延伸させ、前記ロールプレス後の前記未塗工部の延伸では、前記電極材料をロールプレスする際に前記塗工部が延伸する量の約半分を延伸させることを特徴とする電極材料のロールプレス方法。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の電極材料のロールプレス方法において、
   前記ロールプレス前の前記未塗工部の延伸、および、前記ロールプレス後の前記未塗工部の延伸のそれぞれにおいて、前記ガイドロールのうち、プレスロール側の前記ガイドロールを前記ロールプレス機本体の駆動に同期させて回転駆動し、反プレスロール側の前記ガイドロールを前記プレスロール側の前記ガイドロールよりも前記ロールプレス前の前記未塗工部の延伸の場合は遅く、前記ロールプレス後の前記未塗工部の延伸の場合は早く回転駆動することを特徴とする電極材料のロールプレス方法。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の電極材料のロールプレス方法において、
   前記押付けロールの直前または前記押付けロールにおいて前記電極材料を加熱することを特徴とする電極材料のロールプレス方法。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の電極材料のロールプレス方法において、
   前記押付けロールの前記電極材料への押付けを断続的に行うことを特徴とする電極材料のロールプレス方法。
7. 基材表面に電極活物質を塗工した塗工部と前記電極活物質が塗工されていない未塗工部を電極材料の搬送方向に沿って有する電極材料をロールプレスする電極材料のロールプレス設備であって、
   前記電極材料をロールプレスするロールプレス機本体と、
   前記ロールプレス機本体の上流側に設置され、前記電極材料がコイル状に巻回されたプレス前コイルを装着する巻出機と、
   前記ロールプレス機本体の出側に設置され、ロールプレス後の前記電極材料を巻回しプレス後コイルとする巻取機と、
   前記ロールプレス機本体の上流側に設置された前記電極材料の前記未塗工部を延伸する未塗工部延伸機構を備え、
   前記未塗工部延伸機構は、前記電極材料の搬送方向に間隔を置いて配置されたガイドロールと、前記ガイドロール間で前記電極材料の前記未塗工部のみを押し付ける押付けロールを備えることを特徴とする電極材料のロールプレス設備。
8. 請求項７に記載の電極材料のロールプレス設備において、
   前記未塗工部延伸機構を、さらに、前記ロールプレス機本体の下流側に備えていることを特徴とする電極材料のロールプレス設備。
9. 請求項７または８に記載の電極材料のロールプレス設備において、
   前記ガイドロールのそれぞれに対向するニップロールが設けられていることを特徴とする電極材料のロールプレス設備。
10. 請求項７〜９の何れかに記載の電極材料のロールプレス設備において、
    前記未塗工部延伸機構の前記ガイドロールのうち、ロールプレス機本体側の前記ガイドロールは前記ロールプレス機本体の駆動に同期させて回転駆動するように構成され、反ロールプレス機本体側の前記ガイドロールは前記ロールプレス機本体側の前記ガイドロールよりも前記ロールプレス前の前記未塗工部の延伸の場合は遅く、前記ロールプレス後の前記未塗工部の延伸の場合は早く回転駆動するように構成されていることを特徴とする電極材料のロールプレス設備。
11. 請求項７〜１０の何れかに記載の電極材料のロールプレス設備において、
    前記未塗工部延伸機構の上流側の前記ガイドロールと前記押込みロールと間に前記電極材料を加熱する手段を設けたことを特徴とする電極材料のロールプレス設備。
12. 請求項７〜１０の何れかに記載の電極材料のロールプレス設備において、
    前記押込みロールは加熱機能を有することを特徴とする電極材料のロールプレス設備。
13. 請求項７〜１２の何れかに記載の電極材料のロールプレス設備において、
    前記押込みロールは、偏心押込みロールであることを特徴とする電極材料のロールプレス設備。
14. 請求項７〜１２の何れかに記載の電極材料のロールプレス設備において、
    前記押込みロールは、断続的に前記電極材料を押し込むように、上下動する機構を有することを特徴とする電極材料のロールプレス設備。
15. 請求項７〜１４の何れかに記載の電極材料のロールプレス設備において、
    前記電極材料の蛇行を検知する手段を備え、前記電極材料の蛇行に対応して前記押込みロールを前記電極材料の幅方向に移動させることを特徴とする電極材料のロールプレス設備。

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