JP2015060698A - 電極の製造方法、及び電極製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗工部が絶縁層で覆われていても所定サイズの電極を精度良く製造することができる電極の製造方法、及び電極製造装置を提供すること。
【解決手段】負極電極は、電極材料３０を長手方向に沿って搬送し、塗工部３５を切断用金型７４に対応させた位置で切断して製造する。この負極電極の製造方法では、塗工部３５の表面から厚みが減少する凹部３７をカメラ７２で検出し、カメラ７２による検出位置から切断用金型７４までの電極材料３０の搬送量を、凹部３７を基準位置として設定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、塗工部が絶縁層によって覆われた電極材料を切断機構で切断して電極を製造する電極の製造方法、及び電極製造装置に関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。この種の二次電池は、金属箔に活物質層を有するシート状の正極及び負極の電極を有し、正極と負極の電極の間をセパレータで絶縁して積層した電極組立体を有するとともに、電極組立体を電解液と共にケースに収容して構成されている。

このような電極組立体における電極の製造方法は、一例として、まず、長尺状の金属箔上に、ペースト状の活物質合剤を間欠塗工して、活物質合剤の塗工部、及び活物質合剤が塗布されずに金属箔の露出した露出部を交互に有する電極材料を形成する。その後、塗工部を乾燥し、プレスする。そして、その電極材料を、切断機構のある位置まで搬送し、切断機構により、電極材料を活物質層及びタブを含む所定サイズの電極形状に切断することで電極が製造される。

電極材料を切断して、所定サイズの電極を精度良く製造するには、電極材料が切断位置に配置されるように、電極材料を精度良く搬送する必要がある。
図９に示すように、例えば、特許文献１に開示の切断位置検出方法では、間欠塗布品９０（電極材料）が搬送される際、センサ９１を駆動して間欠塗布品９０の塗布部９０ａ（塗工部）で第１センサ信号を得る一方、未塗布部９０ｂ（露出部）及び、塗布部９０ａに間隔を空けて貼着された貼着部材９３で第２センサ信号を得る。そして、第１及び第２センサ信号に基づいて、貼着部材９３間の塗布部９０ａ、及び貼着部材９３と未塗布部９０ｂとの間の塗布部９０ａの長さが演算される。演算された塗布部９０ａの長さが、未塗布部９０ｂの直前の塗布部９０ａの長さと判別されると、センサ９１で検出した位置が、塗布部９０ａと未塗布部９０ｂとの境界部位９４の手前位置であることが検出される。すると、間欠塗布品９０が一定距離だけ搬送されて切断位置に配置される。

また、正極及び負極の電極では、活物質層から活物質が脱落してしまうと、脱落した活物質がセパレータを貫通して電極組立体での内部短絡を引き起こしてしまうことがある。そこで、活物質の脱落を防止するために、活物質層を絶縁層で覆った電極もある（例えば、特許文献２参照。）

特開平１１−２７３６６３号公報 特開平７−２２０７５９号公報

ところで、特許文献１のように、塗布部９０ａと未塗布部９０ｂとの境界部位９４をセンサ９１で識別する方法では、特許文献２のように、塗布部９０ａが絶縁層で覆われた場合には、塗布部９０ａと未塗布部９０ｂの境界部位９４が識別できなくなってしまう。これは、塗布部９０ａに絶縁層を塗布する場合に、製造誤差等により絶縁層の塗布位置にずれが生じても、塗布部９０ａに覆われない部位が生じないように絶縁層を塗布部９０ａより大きく（広く）設定するためである。しかしながら、前記の構造を採用すると、塗布部９０ａと未塗布部９０ｂとの境界は、境界部位９４により覆われてしまう。すると、間欠塗布品９０を切断位置へ搬送できなくなってしまい、所定サイズの電極を精度良く製造できない。

本発明は、塗工部が絶縁層で覆われていても所定サイズの電極を精度良く製造することができる電極の製造方法、及び電極製造装置を提供することにある。

上記問題点を解決するための電極の製造方法は、長尺状の金属箔の少なくとも一面に、活物質合剤の塗工部、及び前記金属箔の露出部を前記金属箔の長手方向へ交互に有するとともに、少なくとも前記塗工部が絶縁層によって覆われた電極材料を用い、前記電極材料を長手方向に沿って搬送し、切断機構により前記塗工部を切断して電極を製造する電極の製造方法であって、前記塗工部の表面から厚み方向に厚みが減少する薄肉部を検出機構で検出し、前記検出機構による検出位置から前記切断機構までの前記電極材料の搬送量を、前記薄肉部を基準位置として設定することを要旨とする。

これによれば、薄肉部は塗工部における厚みの薄い部位であるため、塗工部の表面が絶縁層で覆われても、薄肉部だけは絶縁層と色が異なったりする。したがって、絶縁層によって塗工部が覆われて、塗工部と露出部の境界が検出機構で検出できなくても、薄肉部は検出機構で検出することができる。すなわち、絶縁層によって塗工部が覆われていても、電極材料の搬送量を導出するために必要な基準位置を設定することができる。よって、基準位置からの搬送量を精度良く導出することができ、電極材料を切断機構まで搬送して、精度良く切断することができる。

また、電極の製造方法について、前記薄肉部は、表面の一部が凹みとなった凹部であり、回転するコーティングロールの表面に付着させた前記活物質合剤と、前記コーティングロールと同方向に回転するバッキングロールで搬送される前記金属箔とを接触させて前記金属箔に前記活物質合剤を転写して前記塗工部を形成した後、前記バッキングロールと、前記コーティングロールとを離間させて前記露出部を形成し、前記接触と離間を交互に繰り返して前記金属箔の長手方向に前記塗工部及び露出部を交互に形成してもよい。

これによれば、コーティングロールとバッキングロールを用いて塗工部及び露出部を交互に形成するとき、バッキングロールとコーティングロールを離間させるタイミングでは、塗工部に凹部が形成されやすい。したがって、コーティングロール及びバッキングロールを備えた装置で間欠塗工を行う場合に、凹部を利用して基準位置を設定する方法を採用するのが好ましい。

また、電極の製造方法について、前記絶縁層は、ダイヘッドから絶縁材料を吐出して形成される。
これによれば、ダイヘッドの吐出口と、対向する塗工部表面とのギャップが所定範囲内に収まった状態で、塗工部に絶縁材料が塗布される。このとき、薄肉部に関しては、塗工部の表面から厚みが減少しているため、薄肉部でのギャップが所定範囲から外れる。その結果、薄肉部には絶縁層が形成されなくなり、薄肉部だけ絶縁層とは異なる色とすることができ、その色の違い（濃淡）から薄肉部が検出しやすくなる。したがって、ダイヘッドを用いて絶縁層を形成する場合に、薄肉部を利用して基準位置を設定する方法を採用するのが好ましい。

上記問題点を解決するための電極製造装置は、長尺状の金属箔の少なくとも一面に、活物質合剤の塗工部、及び前記金属箔の露出部を前記金属箔の長手方向へ交互に有するとともに、少なくとも前記塗工部が絶縁層によって覆われた電極材料を用いて電極を製造する電極製造装置であって、前記電極材料を前記長手方向に搬送する搬送機構と、前記電極材料を前記塗工部を含んで前記電極の形状に切断する切断機構と、前記塗工部の表面から厚み方向に厚みが減少する薄肉部を検出する検出機構と、前記検出機構による検出位置から前記切断機構までの前記電極材料の搬送量を、前記薄肉部を基準位置として設定する搬送量決定機構と、を備えることを要旨とする。

これによれば、薄肉部は塗工部の表面から厚みが減少しているため、塗工部の表面が絶縁層で覆われても、薄肉部だけは絶縁層と色が異なったりする。したがって、絶縁層によって覆われて、塗工部と露出部の境界が検出機構で検出できなくても、薄肉部は検出機構で検出することができる。すなわち、絶縁層によって塗工部が覆われていても、搬送量決定機構により電極材料の搬送量を導出するために必要な基準位置を設定することができる。よって、搬送量決定機構により、基準位置からの搬送量を精度良く導出することができ、搬送機構により電極材料を切断機構まで搬送して、切断機構で精度良く切断することができる。

また、電極製造装置について、前記検出機構は、前記薄肉部によって生じる前記塗工部の色の変化を検出する光学的検出器であるのが好ましい。
これによれば、塗工部が絶縁層で覆われていても所定サイズの電極を精度良く製造することができる。

本発明によれば、所定サイズの電極を精度良く製造することができる。

実施形態の二次電池を示す分解斜視図。 電極組立体の構成要素を示す分解斜視図。 電極の塗工装置を模式的に示す図。 （ａ）は塗工部を示す平面図、（ｂ）は塗工部を示す側断面図。 コーティング装置を模式的に示す図。 絶縁層を備えた塗工部を示す側断面図。 電極製造装置を模式的に示す図。 電極材料を示す平面図。 背景技術を示す図。

以下、電極の製造方法、及び電極製造装置を具体化した一実施形態を図１〜図８にしたがって説明する。
図１及び図２に示すように、蓄電装置としての二次電池１０において、ケース１１には電極組立体１４及び電解液が収容されている。ケース１１は、直方体状の本体部材１２と、矩形平板状の蓋部材１３とを有する。本体部材１２は、その内側に収容部Ｓを有するとともに、収容部Ｓと連通する挿入口１３ｃが開口している。蓋部材１３は、挿入口１３ｃを閉塞する。ケース１１を構成する本体部材１２と蓋部材１３は、何れも金属製（例えば、ステンレスやアルミニウム）である。また、本実施形態の二次電池１０は、その外観が角型をなす角型電池であり、リチウムイオン電池である。

電極組立体１４には、当該電極組立体１４から電気を取り出すための正極端子４１と負極端子４２が電気的に接続されている。そして、正極端子４１及び負極端子４２は、蓋部材１３の貫通孔１３ａを介してケース１１外に突出するとともに、正極端子４１及び負極端子４２には、ケース１１から絶縁するためのリング状の絶縁リング１３ｂがそれぞれ取り付けられている。

電極組立体１４は、電極としての複数の正極電極２１と、電極としての複数の負極電極２４とが、樹脂製のセパレータ２７を介して交互に積層されて構成されている。正極電極２１は、矩形状の正極用金属箔（本実施形態ではアルミニウム箔）２２と、その正極用金属箔２２の両面（表面）に設けられた矩形状の正極用の活物質層２３と、を有する。正極用金属箔２２の両面の活物質層２３は、同じ平面形状及び同じ厚みであり、かつ正極用金属箔２２を挟んで互いに対向している。正極電極２１は、その第１の辺２１ａに沿って、活物質層２３の設けられていない正極未塗工部２２ｄを有する。そして、正極電極２１において、第１の辺２１ａの一部には、正極用の集電タブ３１が突出する状態に設けられている。

負極電極２４は、矩形状の負極用金属箔（本実施形態では銅箔）２５と、その負極用金属箔２５の両面（表面）に設けられた矩形状の負極用の活物質層２６と、を有する。負極用金属箔２５の両面の活物質層２６は、同じ平面形状及び同じ厚みである。負極電極２４は、その第１の辺２５ａの一部に負極用の集電タブ３２が突出する状態に設けられ、この集電タブ３２の基端寄りにも活物質層２６が設けられている。

負極電極２４は、両活物質層２６を覆う絶縁層２６ａを備え、絶縁層２６ａはセラミック製である。絶縁層２６ａは、電極組立体１４において、樹脂製のセパレータ２７が溶融したときでも、正極電極２１と負極電極２４を絶縁できるようにするために設けられている。また、絶縁層２６ａは、活物質層２６からの活物質の脱落を抑制している。絶縁層２６ａは、活物質層２６の全面を覆っており、集電タブ３２に存在する活物質層２６も覆っている。

図１に示すように、正極電極２１及び負極電極２４は、正極用の集電タブ３１が積層方向に沿って列状に配置され、且つ正極用の集電タブ３１と重ならない位置にて負極用の集電タブ３２が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。そして、各正極用の集電タブ３１は、電極組立体１４における積層方向の一端から他端までの範囲内で集められた（束ねられた）状態で折り曲げられている。各正極用の集電タブ３１が重なっている箇所を溶接することによって全ての正極用の集電タブ３１が電気的に接続されるとともに、正極用の集電タブ３１に正極端子４１が接続されている。各負極用の集電タブ３２が重なっている箇所を溶接することによって全ての負極用の集電タブ３２が電気的に接続されるとともに、負極用の集電タブ３２に負極端子４２が接続されている。

次に、負極電極２４の製造方法を説明する。負極電極２４の製造方法は、塗布工程と、乾燥工程と、プレス工程と、コーティング工程と、切断工程と、を有する。
図３に示すように、塗布工程と、乾燥工程と、プレス工程を行う塗布装置５０は、矩形状に切断される前の長尺状の負極用金属箔２５の一面に活物質合剤としての活物質ペースト４３を転写し、負極用金属箔２５の長手方向に所定長さの活物質ペースト４３の塗工部３５を形成するとともに、塗工部３５を乾燥、圧縮するための装置である。

塗布装置５０は、供給ロール５１を備え、この供給ロール５１には長尺状の負極用金属箔２５がロール状に捲回されている。また、塗布装置５０は、供給ロール５１から供給される負極用金属箔２５に活物質ペースト４３を転写する転写装置５４を備える。転写装置５４は、活物質ペースト４３の貯留部５５、円柱状のコーティングロール５６、貯留部５５から供給される活物質ペースト４３をコーティングロール５６の表面に付着させるとともに、活物質ペースト４３の厚さ（量）を調節する略円柱状のコンマロール５７を有する。また、転写装置５４は、負極用金属箔２５を搬送する円柱状のバッキングロール５８を備える。各ロール５６，５７，５８は平行に配置されている。

コーティングロール５６は、バッキングロール５８の回転方向Ｙ１とは同方向（図３では時計回り）である回転方向Ｙ２に回転する。これにより、近接した表面同士は反対方向に移動し、コーティングロール５６の表面に付着した活物質ペースト４３を負極用金属箔２５の一面に転写し、塗工部３５を形成する。コンマロール５７は、コーティングロール５６から一定の間隔を空けて離間し、コンマロール５７とコーティングロール５６の隙間の広さによって、コーティングロール５６に付着させる活物質ペースト４３の厚さを規定する。

バッキングロール５８は、負極用金属箔２５をコーティングロール５６に対して接近させることにより、活物質ペースト４３と負極用金属箔２５とを接触させ、負極用金属箔２５の一面に活物質ペースト４３を転写し、塗工部３５を形成する接触位置Ｐ１に位置可能である。また、図３の２点鎖線に示すように、バッキングロール５８は、接触位置Ｐ１から離れた位置であり、負極用金属箔２５の一面に活物質ペースト４３を転写させない離間位置Ｐ２に位置可能である。

バッキングロール５８を接触位置Ｐ１に位置させるタイミングは、コーティングロール５６表面の活物質ペースト４３を、負極用金属箔２５の転写開始位置から転写させるタイミングである。一方、バッキングロール５８を接触位置Ｐ１から離間位置Ｐ２に移動させるタイミングは、負極用金属箔２５に所定長さだけ活物質ペースト４３が転写されたタイミングである。

また、バッキングロール５８を接触位置Ｐ１から離間させている時間の長さによって、負極用金属箔２５に活物質ペースト４３が転写されない部位の長さが決定される。そして、バッキングロール５８を接触位置Ｐ１と離間位置Ｐ２との間で繰り返し移動させることにより、負極用金属箔２５に活物質ペースト４３が間欠的に転写される。その結果、負極用金属箔２５には、活物質ペースト４３の塗工部３５と、活物質ペースト４３が転写されず（塗布されず）、負極用金属箔２５が露出した露出部Ｒとが、負極用金属箔２５の長手方向へ交互に形成される。負極用金属箔２５の長手方向に沿った各塗工部３５の長さは全て同じであり、各露出部Ｒの長さも全て同じである。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、塗工部３５において、バッキングロール５８が接触位置Ｐ１に位置し、かつ負極用金属箔２５が活物質ペースト４３に接触するタイミングで形成される部位を始端３６ａとする。この始端３６ａが形成されるとき、活物質ペースト４３に対し、負極用金属箔２５が押し付けられることから、始端３６ａでは、厚みが薄くなる。一方、塗工部３５において、バッキングロール５８が離間位置Ｐ２へ離脱するタイミングで形成される部位を終端３６ｂとする。この終端３６ｂが形成されるとき、バッキングロール５８の移動に伴い、負極用金属箔２５に転写された活物質ペースト４３がコーティングロール５６に持っていかれるため、終端３６ｂでは、厚みが薄くなるとともに、終端３６ｂ付近では、活物質ペースト４３の層の表面の一部が凹みとなった薄肉部としての凹部３７が形成される。凹部３７は、活物質ペースト４３の表面からの厚みが減少している部位である。

凹部３７は、負極用金属箔２５の一面に沿う方向で、かつ長手方向に直交する方向である短手方向へ間隔を空けて複数生じる。複数の凹部３７において、負極用金属箔２５の搬送時にある特定の位置に先に到達する端部を前端部３７ａとし、前端部３７ａより後に到達する端部を後端部３７ｂとする。凹部３７は、全ての前端部３７ａ及び後端部３７ｂが、負極用金属箔２５の短手方向に延びる直線上に位置し、搬送方向にずれておらず、同じ位置に形成されている。さらに、凹部３７は、塗工部３５の終端３６ｂ付近で、常に同じ位置に形成されるようになっている。このため、負極用金属箔２５の長手方向に沿った、凹部３７の前端部３７ａから塗工部３５の始端３６ａまでの長さも、常に一定になっている。

図３に示すように、塗布装置５０において、搬送方向Ｘ１における転写装置５４の下流側には、負極用金属箔２５の一面に形成された塗工部３５を乾燥させる乾燥炉５９が設けられている。乾燥炉５９の内部には、高温の熱媒体（例えば空気や窒素ガスなどの気体）が外部から供給され、塗工部３５を加熱するとともに、塗工部３５から蒸発した溶媒蒸気を乾燥炉５９内から除去するようになっている。

塗布装置５０において、搬送方向Ｘ１における乾燥炉５９の下流側（出口側）には、一対のプレスロール６０ａが設けられ、一対のプレスロール６０ａは、負極用金属箔２５を搬送方向Ｘ１へ搬送しながら、乾燥済みの塗工部３５をロールプレス（圧縮）する。一対のプレスロール６０ａにより乾燥済みの塗工部３５を圧縮することで、塗工部３５及び露出部Ｒを長手方向に交互に有する電極材料３０が形成される。また、搬送方向Ｘ１におけるプレスロール６０ａの下流側には、電極材料３０を巻取る巻取ロール６１を備える。なお、本実施形態では、塗布装置５０により、負極用金属箔２５の両面に塗工部３５及び露出部Ｒが形成される。

次に、コーティング工程を行い、塗工部３５に絶縁層２６ａを形成するコーティング装置６２について説明する。
図５に示すように、コーティング装置６２は、巻取ロール６１から送り出された電極材料３０を巻取るコーティング用巻取ロール７０を備える。また、コーティング装置６２は、巻取ロール６１から送り出された電極材料３０の塗工部３５に対して、絶縁材料としての絶縁層用塗工液６４を塗布するダイヘッド６３を備える。絶縁層用塗工液６４は、セラミック粒子（例えば、アルミナ粒子）とバインダ溶剤よりなる。ダイヘッド６３は、絶縁層用塗工液６４が貯留されるマニホールド６５を内部に備えるとともに、マニホールド６５に貯留される絶縁層用塗工液６４を吐出する吐出口６６を備える。吐出口６６は、コーティング用巻取ロール７０に巻取られることで搬送される負極用金属箔２５に対して離間した状態で対向配置されている。

ダイヘッド６３は、マニホールド６５と連通した供給口６３ａを有している。また、コーティング装置６２は、供給口６３ａに接続されたポンプ６７と、ポンプ６７に接続され、かつ、絶縁層用塗工液６４が貯留されるタンク６８とを備えている。そして、ポンプ６７を制御することにより、マニホールド６５内の絶縁層用塗工液６４に付与される圧力を制御する。ダイヘッド６３は、マニホールド６５内の絶縁層用塗工液６４への圧力の有無に応じて、吐出口６６から絶縁層用塗工液６４を吐出することにより、負極用金属箔２５の塗工部３５に絶縁層用塗工液６４を塗布する。一方、ダイヘッド６３は、マニホールド６５内の絶縁層用塗工液６４に対する圧力付与が停止された場合には、吐出口６６からの絶縁層用塗工液６４の吐出を停止する。

負極用金属箔２５に形成された塗工部３５の表面と、ダイヘッド６３の吐出口６６との間隔をギャップＧとすると、このギャップＧが、所定範囲内に収まるようにダイヘッド６３の位置が調節される。ギャップＧが所定範囲から外れて広すぎたり、狭すぎたりすると、吐出口６６から吐出された絶縁層用塗工液６４を塗工部３５に適切な厚みで塗布できなくなるからである。

そして、塗工部３５表面と、ダイヘッド６３の吐出口６６とのギャップＧが所定範囲に収まる状態で、ダイヘッド６３から絶縁層用塗工液６４が塗工部３５に向けて塗布されると、図６に示すように、塗工部３５の始端３６ａ及び終端３６ｂを始め、塗工部３５の表面に絶縁層用塗工液６４が塗布され、絶縁層２６ａが形成される。このとき、凹部３７においては、ギャップＧの範囲から外れるため、凹部３７には絶縁層用塗工液６４が塗布されず、塗工部３５が露出したままとなる。よって、塗工部３５上では、絶縁層２６ａと凹部３７とが混在し、表面の色の異なる部位が生じる。なお、本実施形態において、絶縁層２６ａの主成分がアルミナである場合には、絶縁層２６ａの表面はほぼ白色になり、塗工部３５（活物質層２６）の活物質の主成分がカーボンである場合には、凹部３７は黒色となる。

また、図６及び図８に示すように、絶縁層２６ａは、塗工部３５の始端３６ａ及び終端３６ｂを越えて露出部Ｒの一部も覆うように設定される。これは、絶縁層用塗工液６４の塗布時に、製造誤差等により位置ずれが生じても、塗工部３５に絶縁層２６ａによって覆われない部位を生じさせないためである。よって、絶縁層２６ａにより、塗工部３５と露出部Ｒの境界部が識別しにくい状態となっている。

次に、切断工程を行う電極製造装置７１について説明する。
図７に示すように、電極製造装置７１は、コーティング用巻取ロール７０から送り出された電極材料３０を搬送する搬送機構としての搬送テーブルＴを備え、電極材料３０は搬送テーブルＴ上を搬送方向Ｙに搬送される。搬送テーブルＴは、制御装置７３に信号接続され、搬送テーブルＴによる電極材料３０の搬送量（送り量）が制御可能である。また、電極製造装置７１は、搬送テーブルＴ上で搬送される電極材料３０に対向配置された検出機構及び光学的検出器であるカメラ７２を備える。カメラ７２は、塗工部３５の表面を受像し、その映像から塗工部３５の濃淡（色の変化）に基づいて凹部３７の位置を検出する。すなわち、塗工部３５において、絶縁層２６ａよりも濃い凹部３７の位置を検出する。このカメラ７２は制御装置７３に信号接続され、カメラ７２の検出信号は制御装置７３に出力される。

また、電極製造装置７１は、切断機構としての切断用金型７４を備える。
図８の２点鎖線に示すように、この切断用金型７４は、電極材料３０の短手方向に沿って塗工部３５の一辺を切断しつつ、その一辺から突出するように集電タブ３２を切断する。

図７に示すように、切断用金型７４は制御装置７３に信号接続されている。制御装置７３には、制御プログラムが記憶されている。制御装置７３の制御プログラムには、カメラ７２からの検出信号が入力されると、凹部３７の前端部３７ａを基準位置に設定するプログラムが組み込まれている。本実施形態では、図８の１点鎖線に示すように、全ての凹部３７の前端部３７ａを、負極用金属箔２５の短手方向に結ぶ直線Ｌを基準位置とするようになっている。

制御装置７３の制御プログラムには、負極用金属箔２５の搬送方向Ｙに沿って電極材料３０を搬送する量（搬送量）を導出するプログラムが組み込まれている。制御装置７３は、凹部３７が検出されると、負極電極２４の第１の辺２５ａから第２の辺２５ｂまでの長さが確保できるように、凹部３７の前端部３７ａに位置する直線Ｌから切断用金型７４までの距離を導出する。さらに、制御装置７３は、導出された距離だけ電極材料３０が移動するように搬送テーブルＴを駆動させるようになっている。したがって、本実施形態では、制御装置７３が搬送量決定機構を構成している。

次に、負極電極２４の製造方法を作用と共に記載する。
さて、図３に示すように、塗布装置５０によって、活物質ペースト４３の塗布工程と、乾燥工程と、プレス工程が行われ、負極用金属箔２５に活物質ペースト４３が間欠塗工される。すると、負極用金属箔２５の一面に、塗工部３５及び露出部Ｒが交互に形成され、電極材料３０が製造されるとともに、その電極材料３０は巻取ロール６１に巻取られる。なお、負極用金属箔２５の他面にも、塗布装置５０によって塗工部３５及び露出部Ｒを交互に形成する。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、塗工部３５の終端３６ｂ付近には、凹部３７が形成される。そして、電極材料３０は、巻取ロール６１に巻取られていく間に、乾燥炉５９内を通過して乾燥され、その後、プレスロール６０ａにより乾燥済みの塗工部３５が圧縮される。

次に、図５に示すように、コーティング装置６２に、巻取ロール６１をセットし、巻取ロール６１から電極材料３０を送り出しながら、コーティング用巻取ロール７０で巻取る。そして、塗工部３５に対し、ダイヘッド６３の吐出口６６から絶縁層用塗工液６４を吐出させ、塗工部３５を絶縁層２６ａで覆う。このとき、塗工部３５と露出部Ｒの境界部（塗工部３５の始端３６ａ及び終端３６ｂ）も絶縁層２６ａで覆われ、境界部が外部から識別しにくくなる。また、図６に示すように、塗工部３５の凹部３７上には絶縁層２６ａは形成されず、凹部３７は絶縁層２６ａから露出し、塗工部３５には凹部３７と絶縁層２６ａによって濃淡が形成される。

次に、図７に示すように、電極製造装置７１にコーティング用巻取ロール７０をセットし、制御装置７３により、搬送テーブルＴを駆動させ、コーティング用巻取ロール７０から電極材料３０を引き出させながら、搬送テーブルＴで搬送させる。

そして、制御装置７３のカメラ７２により、絶縁層２６ａと凹部３７の濃淡から凹部３７の位置が検出されると、検出信号は制御装置７３に出力される。制御装置７３は、凹部３７の前端部３７ａが繋がる直線Ｌを、負極用金属箔２５の搬送する際の基準位置に設定する。制御装置７３は、基準位置から切断用金型７４までの電極材料３０の搬送量を導出する。そして、制御装置７３は、導出された搬送量だけ搬送テーブルＴを移動させる。

その後、図８に示すように、切断用金型７４が電極材料３０に向けて移動し、切断用金型７４により、塗工部３５が切断され、塗工部３５から負極電極２４の第１の辺２５ａが形成されるとともに、その第１の辺２５ａから集電タブ３２が所定長さとなるように切断される。最後に、図示しないが、凹部３７が活物質層２６に残らないように、電極材料３０を短手方向に沿って切断すると、塗工部３５の切断縁から負極電極２４の第２の辺２５ｂが形成されるとともに、絶縁層２６ａを有する負極電極２４が製造される。

なお、本実施形態において、正極電極２１には、絶縁層２６ａは形成されない。このため、正極電極２１は、負極電極２４とは別の方法で製造される。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）絶縁層２６ａを有する負極電極２４の製造工程では、塗工部３５を間欠塗工する際に、塗工部３５に凹部３７が形成される。この凹部３７は、塗工部３５を絶縁層２６ａで覆っても絶縁層２６ａから露出しており、絶縁層２６ａよりも色が濃くなっている。このため、絶縁層２６ａによって、塗工部３５と露出部Ｒの境界部が視認できなくても、凹部３７はカメラ７２で検出することができ、制御装置７３は、その凹部３７を基準位置として電極材料３０の搬送量を設定することができる。よって、制御装置７３は、基準位置からの搬送量を精度良く導出することができ、電極材料３０を切断用金型７４の所定位置まで搬送して、切断用金型７４により電極材料３０を精度良く打ち抜くことができる。すなわち、所定サイズの負極電極２４を精度良く製造することができる。

（２）塗布装置５０は、コーティングロール５６、コンマロール５７及びバッキングロール５８を備え、バッキングロール５８とコーティングロール５６の離間及び接触を交互に繰り返して塗工部３５を間欠塗工する。バッキングロール５８をコーティングロール５６から離間させる際、負極用金属箔２５に転写した活物質ペースト４３がコーティングロール５６に持っていかれるため、塗工部３５の終端３６ｂ付近に凹部３７が形成される。そして、この凹部３７を基準位置に設定して電極材料３０の搬送量を導出するため、この凹部３７を用いる方法については、塗布装置５０を用いて塗工部３５を形成する場合に採用するのが好適である。

（３）絶縁層２６ａを形成するダイヘッド６３は、その吐出口６６と塗工部３５とのギャップＧが所定範囲内に収まると、絶縁層用塗工液６４を塗工部３５に塗布することができるが、ギャップＧが所定範囲から外れると、絶縁層用塗工液６４を塗工部３５に塗布できなくなる。凹部３７が形成されると、凹部３７についてはギャップＧの所定範囲から外れてしまう。その結果、凹部３７に絶縁層２６ａが形成されなくなる。よって、凹部３７を絶縁層２６ａとの濃淡で識別し、かつ凹部３７を負極用金属箔２５の搬送時の基準位置に設定して搬送量を導出する方法については、絶縁層２６ａの形成のためにダイヘッド６３を用いる場合に採用するのが好適である。

（４）凹部３７と絶縁層２６ａとの濃淡をカメラ７２で識別するようにした。このため、簡単かつ安価に凹部３７を識別することができる。
（５）凹部３７は、塗布装置５０によって塗工部３５の間欠塗工を行うと、終端３６ｂ付近の一定位置に形成され、いずれの塗工部３５においても、負極用金属箔２５の長手方向へは位置ずれせずに形成される。このため、凹部３７を基準位置として搬送量を設定することで、いずれの塗工部３５であっても、負極電極２４を所定サイズに精度良く製造することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 上記実施形態では、凹部３７を基準位置に設定したが、基準位置は凹部３７に限定されるものではなく、塗工部３５の厚みの変化により、絶縁層２６ａの形成後に、塗工部３５の始端３６ａ又は終端３６ｂ付近に生じる色の異なる部位であれば、同様に基準位置に設定することができる。例えば、上記実施形態では、凹部３７に絶縁層２６ａが形成されない場合を説明したが、絶縁層２６ａが形成されても、その厚みが薄い場合には、表面に色の異なる部位が生じる。また、前述したように、バッキングロール５８の接触又は離脱により、塗工部３５の始端３６ａ又は終端３６ｂには、凹部３７以外にも厚みの薄い部位が生じる。このような厚みの変化が急激な場合、絶縁層２６ａが薄くなり、塗工部３５の色が表面に透けて色の異なる部位が生じる。活物質ペースト４３の塗布において、塗工部３５の始端３６ａ付近又は終端３６ｂ付近は、厚みの変化を生じやすいので、このような部分は個々の電極に切断するときに廃棄する。したがって、本発明は、色の違いを識別できるものであれば適用できる。

○ 実施形態では、絶縁層２６ａの形成のためにダイヘッド６３から絶縁層用塗工液６４を吐出するようにしたが、ダイヘッド６３以外の方法で絶縁層２６ａを形成してもよい。

○ 実施形態では、塗工部３５の終端３６ｂ付近に形成された凹部３７を基準位置に設定したが、凹部３７が塗工部３５の始端３６ａ付近に形成された場合は、始端３６ａ付近の凹部３７を基準位置として搬送量を導出するようにしてもよい。

○ 実施形態では、凹部３７を光学的検出器としてのカメラ７２で検出するようにしたが、凹部３７の検出は、光学的検出器としてカメラ７２以外の検出器、例えば、光電センサで行ってもよい。

○ 実施形態では、凹部３７をカメラ７２が濃淡により識別したが、これに限定されるものではなく、色の違いを識別できるものであればよい。実施形態では、絶縁層２６ａが白色、塗工部３５が黒色のため濃淡となったが、絶縁層２６ａと塗工部３５（活物質層２６）の色が異なる場合には、適切な色の識別により凹部３７を検出することができる。

○ 凹部３７の検出機構としては、光学的検出器以外の検出器、例えば、磁気センサや超音波検出器を用いてもよい。
○ 実施形態では、凹部３７には絶縁層２６ａが形成されないとしたが、絶縁層２６ａに絶縁層２６ａが形成されていてもよい。この場合、凹部３７を覆う絶縁層２６ａの厚みは、凹部３７以外を覆う絶縁層２６ａの厚みより薄くなり、凹部３７とそれ以外で濃淡が生じるように設定される。

○ 実施形態では、凹部３７の前端部３７ａを結ぶ直線Ｌを基準位置に設定したが、基準位置は適宜変更してもよい。例えば、負極用金属箔２５の長手方向に沿った凹部３７の長さの中央を基準位置としたり、負極用金属箔２５の長手方向に沿った凹部３７全体の長さを平均化した帯状のラインを基準位置としたりしてもよい。

○ 実施形態では、負極用金属箔２５の両面に塗工部３５及び露出部Ｒを形成した電極材料３０を用いて負極電極２４を製造したが、負極用金属箔２５の一面のみに塗工部３５及び露出部Ｒを形成した電極材料３０を用いて負極電極２４を形成してもよい。

○ 実施形態では、負極電極２４の製造の際に、塗工部３５に絶縁層２６ａを形成し、塗工部３５の凹部３７を基準位置として切断工程時の負極用金属箔２５の搬送量を導出した。これに対し、正極電極２１の製造の際にも、塗工部に絶縁層を形成し、塗工部の凹部を基準位置として切断工程時の正極用金属箔２２の搬送量を導出するようにしてもよい。

○ 絶縁層２６ａはセラミック製としたが、絶縁材料は他の材料でもよく、樹脂やゴム等であってもよい。
○ 実施形態では、絶縁層２６ａは塗工部３５を覆っていたが、絶縁層２６ａは塗工部３５だけでなく露出部Ｒの全体も覆っていてもよい。

○ 実施形態では、切断用金型７４では、負極電極２４の第１の辺２５ａ及び集電タブ３２が形成されるようにしたが、これに限らない。切断機構として、負極電極２４の第１の辺２５ａ、集電タブ３２及び第２の辺２５ｂも全て切断できるものを用いてもよい。

○ 負極電極２４は、集電タブ３２を有する電極であり、負極用金属箔２５の搬送量は、集電タブ３２を形成できる量としたが、負極電極２４は、集電タブ３２を有しない電極であってもよく、この場合の搬送量は、第１の辺２５ａと第２の辺２５ｂの間の長さが所定長さとなるように設定される。

○ 蓄電装置は、二次電池１０でなく、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
○ 二次電池１０はリチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、ニッケル水素等の他の二次電池であってもよい。要は、正極の活物質層２３と負極の活物質層２６との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。

Ｌ…基準位置としての直線、Ｒ…露出部、Ｔ…搬送機構としての搬送テーブル、２１…電極としての正極電極、２４…電極としての負極電極、２５…負極用金属箔、２６ａ…絶縁層、３０…電極材料、３５…塗工部、３７…薄肉部としての凹部、４３…活物質合剤としての活物質ペースト、５６…コーティングロール、５８…バッキングロール、６３…ダイヘッド、７１…電極製造装置、７２…検出機構及び光学的検出器としてのカメラ、７３…搬送量決定機構としての制御装置、７４…切断機構としての切断用金型。

Claims (5)

1. 長尺状の金属箔の少なくとも一面に、活物質合剤の塗工部、及び前記金属箔の露出部を前記金属箔の長手方向へ交互に有するとともに、少なくとも前記塗工部が絶縁層によって覆われた電極材料を用い、
   前記電極材料を長手方向に沿って搬送し、切断機構により前記塗工部を切断して電極を製造する電極の製造方法であって、
   前記塗工部の表面から厚み方向に厚みが減少する薄肉部を検出機構で検出し、
   前記検出機構による検出位置から前記切断機構までの前記電極材料の搬送量を、前記薄肉部を基準位置として設定することを特徴とする電極の製造方法。
2. 前記薄肉部は、表面の一部が凹みとなった凹部であり、回転するコーティングロールの表面に付着させた前記活物質合剤と、前記コーティングロールと同方向に回転するバッキングロールで搬送される前記金属箔とを接触させて前記金属箔に前記活物質合剤を転写して前記塗工部を形成した後、前記バッキングロールと、前記コーティングロールとを離間させて前記露出部を形成し、前記接触と離間を交互に繰り返して前記金属箔の長手方向に前記塗工部及び露出部を交互に形成する請求項１に記載の電極の製造方法。
3. 前記絶縁層は、ダイヘッドから絶縁材料を吐出して形成される請求項１又は請求項２に記載の電極の製造方法。
4. 長尺状の金属箔の少なくとも一面に、活物質合剤の塗工部、及び前記金属箔の露出部を前記金属箔の長手方向へ交互に有するとともに、少なくとも前記塗工部が絶縁層によって覆われた電極材料を用いて電極を製造する電極製造装置であって、
   前記電極材料を前記長手方向に搬送する搬送機構と、
   前記電極材料を前記塗工部を含んで前記電極の形状に切断する切断機構と、
   前記塗工部の表面から厚み方向に厚みが減少する薄肉部を検出する検出機構と、
   前記検出機構による検出位置から前記切断機構までの前記電極材料の搬送量を、前記薄肉部を基準位置として設定する搬送量決定機構と、を備えることを特徴とする電極製造装置。
5. 前記検出機構は、前記薄肉部によって生じる前記塗工部の色の変化を検出する光学的検出器である請求項４に記載の電極製造装置。