JP2015072834A - 切断装置及び切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】時間ロスを最小限に抑えて、生産効率が向上する切断装置を提供する。【解決手段】電極帯１４Ａ，１６Ａを引き出しつつ切断して形成される電極１４，１６を搬送する切断装置であって、電極帯を切断して電極を形成する切断手段３０と、搬送方向に移動自在に、かつ、搬送方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる一対の移動手段４０，５０と、一対の移動手段４０，５０を駆動させる駆動部６０と、駆動部６０の駆動を制御する制御部７０と、を有する切断装置２である。【選択図】図４

Description

本発明は、切断装置及び切断方法に関する。

近年、自動車産業や先端電子産業などの分野において、自動車用電池や電子機器用電池への需要が増大しており、特に小型・薄型化や、高容量化などが要求されている。中でも、他の電池に比べて高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池が注目されている。

リチウムイオン二次電池は、シート状の負極及び正極の間に電解質を含浸させたセパレータを介在させた単電池を複数積層して構成されており、製造工程において電極（負極／正極）及びセパレータが繰り返し積層される。

これに関連する技術として、連続的に電極またはセパレータを搬出する見地から、下記の特許文献１に示すような製造方法が提案されている。特許文献１に開示される製造方法では、まず、引き出し部材がロール状に形成された部材（電極またはセパレータ）を引き出し、下流側に位置する固定部材が引き出された部材を固定する。続いて、引き出し部材が元の位置に戻った後に、カッターが固定部材によって固定された部材を切断する。続いて、切断された部材を次工程に搬出して、電極及びセパレータを積層する。

特開２００１―９３５３３号公報

特許文献１に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法では、引き出し部材が部材を引き出す工程、固定部材が部材を固定する工程、引き出し部材が元の位置に戻る工程、カッターが部材を切断する工程、及び切断された部材を次工程に搬送する工程が順に行われる。したがって、引き出された部材を切断して次工程に搬出するまでに比較的時間がかかるため、時間ロスが生じ、生産効率が低下するという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、時間ロスを最小限に抑えて、生産効率が向上する切断装置及び切断方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る切断装置は、長尺状の板材を引き出しつつ切断して形成される部材を搬送する切断装置であって、前記板材を切断して前記部材を形成する切断手段と、前記部材の搬送方向に移動自在に、かつ、前記搬送方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる一対の移動手段と、前記一対の移動手段を駆動させる駆動部と、前記駆動部の駆動を制御する制御部と、を有し、前記一対の移動手段のそれぞれは、前記切断手段によって前記板材が切断されるときの切断位置よりも前記搬送方向の上流側に位置して前記板材を保持する第１位置、前記切断位置よりも前記搬送方向の下流側に位置して前記板材を保持する第２位置、及び前記第２位置よりも前記搬送方向の下流側に位置して切断した前記部材を搬出する第３位置、の３つの位置に移動自在であり、前記制御部は、前記駆動部の駆動を制御することによって、前記一対の移動手段のうち一の移動手段が、前記部材を前記第２位置から前記第３位置まで搬送し前記部材が搬出されて前記第１位置に移動する間に、他の移動手段は切断された前記板材を前記第１位置から前記第２位置まで引き出して搬送する切断装置である。

また、上記目的を達成する本発明に係る切断方法は、切断装置によって長尺状の板材を引き出しつつ切断して形成される部材を搬送する切断方法であって、前記切断装置は、前記部材の搬送方向に移動自在に、かつ、前記搬送方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる一対の移動手段を有し、前記一対の移動手段のそれぞれは、前記板材が切断されるときの切断位置よりも前記搬送方向の上流側に位置して前記板材を保持する第１位置、前記切断位置よりも前記搬送方向の下流側に位置して前記板材を保持する第２位置、及び前記第２位置よりも前記搬送方向の下流側に位置して切断した前記部材を搬出する第３位置、の３つの位置に移動自在であり、前記板材を切断して前記部材を形成する切断工程と、前記一対の移動手段のうち一の移動手段によって、前記切断工程において形成された前記部材を前記第２位置から前記第３位置まで搬送する搬送工程と、前記第３位置において、前記部材が搬出される搬出工程と、前記一の移動手段が、前記第３位置から前記第１位置に移動する移動工程と、前記搬送工程、前記搬出工程、及び前記移動工程の間に、他の移動手段によって、切断された前記板材を前記第１位置から前記第２位置まで引き出して搬送する引き出し工程と、を有する切断方法である。

上記のように構成した切断装置であれば、一の移動手段が、第２位置から第３位置を経由して第１位置に移動する間に、他の移動手段が、切断された板材を第１位置から第２位置まで引き出して搬送する。したがって、部材を次工程に搬送して一の移動手段が元の位置に戻る工程の間に、他の移動手段が部材を引き出すため、時間ロスを最小限に抑えて、生産効率を向上させることができる。

また、上記のように構成した切断方法であれば、搬送工程、搬出工程、及び移動工程の間に、引き出し工程が行われる。したがって、部材を次工程に搬送して一の移動手段が元の位置に戻る工程の間に、他の移動手段が部材を引き出すため、時間ロスを最小限に抑えて、生産効率を向上させることができる。

リチウムイオン二次電池の基本構成を模式的に示す断面図である。 リチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。 本実施形態に係る電極用切断装置を含む製造装置を模式的に示す図である。 本実施形態に係る負極用切断装置を示す斜視図である。 負極用切断装置の動作を説明するための図である。 図５に後続する図である。 図６に後続する図である。 図７に後続する図である。 図８に後続する図である。 図９に後続する図である。 図１０に後続する図である。 図１１に後続する図である。 図１２に後続する図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、リチウムイオン二次電池１０の基本構成を模式的に示す図である。図２は、リチウムイオン二次電池１０の外観を表した図である。

リチウムイオン二次電池１０は、図１に示すように、充放電反応が進行する矩形状の積層体２１を外装体であるラミネートシート２９の内部に封止して構成される。積層体２１は、負極１４と、セパレータ１７と、正極１６と、を積層した構成を有している。

負極１４は、負極集電体１１及び当該負極集電体１１の両面に形成される負極活物質層１３を有する。

セパレータ１７は、ポーラス形状によって構成され、通気性を有する。またセパレータ１７は、電解質が含浸されることによって電解質層を構成する。

正極１６は、正極集電体１２及び当該正極集電体１２の両面に形成される正極活物質層１５を有する。１つの負極活物質層１３とこれに隣接する正極活物質層１５とが、セパレータ１７を介して対向するようにして、負極１４、セパレータ１７、及び正極１６がこの順に積層されている。

隣接する負極１４、セパレータ１７、及び正極１６は、１つの単電池層１９を構成する。本実施形態に係るリチウムイオン二次電池１０は、単電池層１９が複数積層されることによって、電気的に並列接続されてなる。なお、積層体２１の両最外層に位置する最外層負極集電体１１には、いずれも片面のみに負極活物質層１３が形成されている。また、負極１４及び正極１６の配置を図１とは逆にして、積層体２１の両最外層に正極１６が位置するようにしてもよい。

負極集電体１１は、電池要素の端部において集められ、負極タブ２５に接続される。また、正極集電体１２は、電池要素の端部において集められ、正極タブ２７に接続される。負極タブ２５及び正極タブ２７はラミネートシート２９の端部に挟まれるようにしてラミネートシート２９の外部に導出される。

リチウムイオン二次電池１０は、図２に示すように、長方形状の扁平な形状を有し、同じ辺から電力を取り出すための負極タブ２５及び正極タブ２７が引き出されている。積層体２１は、リチウムイオン二次電池１０のラミネートシート２９によって包まれている。ラミネートシート２９の周囲を熱融着することによって、負極タブ２５及び正極タブ２７を引き出した状態で、積層体２１を密封している。なお、電極タブ２５，２７の取り出し位置については図示した位置に制限されない。例えば、負極タブ２５及び正極タブ２７を互いに対向する辺から引き出すようにしてもよいし、負極タブ２５及び正極タブ２７をそれぞれ複数個に分けて、各辺から引き出すようにしてもよい。

リチウムイオン二次電池１０の構成は、一般的なリチウムイオン二次電池１０に用いられている公知の材料を用いればよく、特に限定されるものではない。リチウムイオン二次電池１０に使用することのできる負極集電体１１、正極集電体１２、負極活物質層１３、正極活物質層１５、セパレータ１７等について参考までに説明する。

負極集電体１１及び正極集電体１２は、例えば、ステンレススチール箔である。しかし、これに特に限定されず、アルミニウム箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材を利用することも可能である。

負極１４の負極活物質層１３は、例えば、ハードカーボン（難黒鉛化炭素材料）である。しかし、これに特に限定されず、黒鉛系炭素材料や、リチウム−遷移金属複合酸化物を利用することも可能である。特に、カーボン及びリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質は、容量及び出力特性の観点から好ましい。

正極１６の正極活物質層１５は、例えば、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４である。しかし、これに特に限定されない。なお、容量及び出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物を適用することが好ましい。

負極１４及び正極１６の厚さは、特に限定されず、電池の使用目的（例えば、出力重視、エネルギー重視）や、イオン伝導性を考慮して設定する。

セパレータ１７の素材は、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のＰＥ（ポリエチレン）である。しかし、これに特に限定されず、ＰＰ（ポリプロピレン）などの他のポリオレフィン、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、不織布を、利用することも可能である。不織布は、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルである。

電解質のホストポリマーは、例えば、ＨＦＰ（ヘキサフルオロプロピレン）コポリマーを１０％含むＰＶＤＦ−ＨＦＰ（ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体）である。しかし、これに特に限定されず、その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子や、イオン伝導性を有する高分子（固体高分子電解質）を適用することも可能である。その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子は、例えば、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）である。イオン伝導性を有する高分子は、例えば、ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）やＰＰＯ（ポリプロピレンオキシド）である。

ホストポリマーに保持される電解液は、例えば、ＰＣ（プロピレンカーボネート）及びＥＣ（エチレンカーボネート）からなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩（ＬｉＰＦ_６）を含んでいる。有機溶媒は、ＰＣ及びＥＣに特に限定されず、その他の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を適用することが可能である。リチウム塩は、ＬｉＰＦ_６に特に限定されず、その他の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３等の有機酸陰イオン塩を、適用することが可能である。

次に、本実施形態に係る切断装置について、図３，４を参照して説明する。本実施形態では、ロール状に形成された電極帯１４Ａ，１６Ａ（長尺状の板材に相当）を引き出しつつ切断して形成される電極１４，１６（部材に相当）を搬送する電極用切断装置２を例に挙げて説明する。図３は、本実施形態に係る電極用切断装置２を含む製造装置１を模式的に示す図である。

製造装置１は、電極用切断装置２によって切断された電極１４，１６及びセパレータ用切断装置３によって切断されたセパレータ１７が積層されたサブアッシーを製造する。より具体的にサブアッシーは、負極１４、セパレータ１７、正極１６、及びセパレータ１７がこの順に積層されて構成される。製造装置１は、図３に示すように、２つの電極用切断装置２と、２つのセパレータ用切断装置３と、切断された電極１４，１６及びセパレータ１７が載置される載置部４と、載置部４をＸ方向右向きに搬送する搬送部５と、を有する。

２つの電極用切断装置２は、負極用切断装置２Ａと、正極用切断装置２Ｂと、を有する。電極帯１４Ａ，１６Ａは、負極帯１４Ａ及び正極帯１６Ａを有する。

負極帯１４Ａは、負極集電体１１上に負極活物質層１３が間欠的に塗布されて構成される。負極帯１４Ａは、負極活物質層１３が塗布された塗工部１４Ｂ及び負極活物質層１３が塗布されない未塗工部１４Ｃを有する（図４参照）。

正極帯１６Ａは、正極集電体１２上に正極活物質層１５が間欠的に塗布されて構成される。

製造装置１において製造されたサブアッシーは、次工程においてさらに積層されることによって、積層体２１を形成する。なお、サブアッシーは、負極１４、セパレータ１７、正極１６、及びセパレータ１７の４つの部材がそれぞれ１つ積層されることによって構成された。しかしながらこれに限られず、サブアッシーは、負極１４、セパレータ１７、正極１６、及びセパレータ１７がそれぞれ複数積層されることによって構成されてもよい。

セパレータ用切断装置３は、ロール状に形成された長尺状のセパレータ帯１７Ａを切断して形成されるセパレータ１７を載置部４に搬送する。

載置部４は、切断されて搬送された電極１４，１６及びセパレータ１７が載置されるパレットである。載置部４に載置された電極１４，１６及びセパレータ１７は、爪部（不図示）によって落下防止のために固定される。載置部４には、電極１４，１６及びセパレータ１７が２箇所だけ載置され、同時に２箇所で積層が行われる。この構成によれば、作業効率が向上し、生産性が向上する。載置部４は、電極用切断装置２及びセパレータ用切断装置３のＸ方向の載置位置に対応して、複数配置される。

以下、本実施形態に係る電極用切断装置２について、以下詳細に説明する。負極用切断装置２Ａ及び正極用切断装置２Ｂは同様の構成を有するため、ここでは、特に負極用切断装置２Ａについて説明する。図４は、本実施形態に係る負極用切断装置２Ａを示す斜視図である。

負極用切断装置２Ａは、概説すると、負極帯１４Ａを引き出しつつ切断して形成される負極１４を搬送する負極用切断装置２Ａである。負極用切断装置２Ａは、負極帯１４Ａを切断して負極１４を形成する切断手段３０と、Ｙ方向（負極１４の搬送方向）に移動自在に、かつ、Ｙ方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる一対の移動手段４０，５０と、を有する。負極用切断装置２Ａは、一対の移動手段４０，５０を駆動させる駆動部６０と、駆動部６０の駆動を制御する制御部７０と、を有する。一対の移動手段４０，５０のそれぞれは、切断手段３０によって負極帯１４Ａが切断されるときの切断位置Ｐ０よりもＹ方向の上流側に位置して負極帯１４Ａを保持する第１位置Ｐ１、切断位置Ｐ０よりもＹ方向の下流側に位置して負極帯１４Ａを保持する第２位置Ｐ２、及び第２位置Ｐ２よりもＹ方向の下流側に位置して切断した負極１４を搬出する第３位置Ｐ３、の３つの位置に移動自在である。制御部７０は、駆動部６０の駆動を制御することによって、第１移動手段（一の移動手段に相当）４０が、第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動する間に、第２移動手段（他の移動手段に相当）５０が、切断された負極帯１４Ａを第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで引き出して搬送する。以下、本実施形態に係る負極用切断装置２Ａについて詳述する。

負極用切断装置２Ａは、切断手段３０と、負極抑え部３５と、第１移動手段４０と、第２移動手段５０と、駆動部６０と、制御部７０と、ロボットアーム８０と、ベース部９０と、を有する。

切断手段３０は、上述したように、負極帯１４Ａを切断して負極１４を形成する。より具体的には、切断手段３０は、負極帯１４Ａの未塗工部１４Ｃを切断する。切断手段３０は、例えば、レーザー照射手段である。切断手段３０は、レーザー照射部３１と、Ｘ方向可動部３２と、Ｚ方向可動部３３と、を有する。

レーザー照射部３１は、負極帯１４Ａにレーザーを照射して、負極１４を形成する。レーザー照射部３１は、Ｘ方向可動部３２にＸ方向にスライド可能に連結される。また、Ｘ方向可動部３２は、Ｚ方向可動部３３にＺ方向にスライド可能に連結される。また、Ｚ方向可動部３３はベース部９０にＹ方向にスライド可能に連結される。すなわち、レーザー照射部３１は、Ｘ方向可動部３２及びＺ方向可動部３３によって、ＸＹＺ方向に移動可能に設けられる。

負極抑え部３５は、切断手段３０が負極帯１４Ａを切断する際に、当該負極帯１４Ａを上側から抑える。負極抑え部３５は、負極帯１４Ａを抑える際に、切断位置Ｐ０の上流側に設けられる上流側抑え部３６と、切断位置Ｐ０の下流側に設けられる下流側抑え部３７と、を有する。

第１移動手段４０及び第２移動手段５０は、上述したように、Ｙ方向に移動自在に、かつ、Ｙ方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる。また、第１移動手段４０及び第２移動手段５０は、切断手段３０によって負極帯１４Ａが切断されるときの切断位置Ｐ０よりもＹ方向の上流側に位置して負極帯１４Ａを保持する第１位置Ｐ１、切断位置Ｐ０よりもＹ方向の下流側に位置して負極帯１４Ａを保持する第２位置Ｐ２、及び第２位置Ｐ２よりもＹ方向の下流側に位置して切断した負極１４を搬出する第３位置Ｐ３、の３つの位置に移動自在である。第３位置Ｐ３は、Ｚ方向において、第２位置Ｐ２よりも下側に位置する。

第１移動手段４０は、負極帯１４Ａまたは負極１４を保持する第１保持部４１と、後述する第１レール６１３上をＹ方向にスライド可能に設けられた第１スライド部４２と、第１保持部４１及び第１スライド部４２を連結しＺ方向に伸縮可能な第１連結部４３と、を有する。

第２移動手段５０は、負極帯１４Ａまたは負極１４を保持する第２保持部５１と、後述する第２レール６２３上をＹ方向にスライド可能に設けられた第２スライド部５２と、第２保持部５１及び第２スライド部５２を連結しＺ方向に伸縮可能な第２連結部５３と、を有する。

第１保持部４１及び第２保持部５１の、長尺用の負極１４Ａまたは負極１４の保持は、例えば吸着によって行われるが、これに限られない。

第１スライド部４２及び第２スライド部５２は、第１レール６１３及び第２レール６２３の形状に対応した凹部（不図示）を有し、第１レール６１３及び第２レール６２３並びに凹部が互いに係合して、第１スライド部４２及び第２スライド部５２はＹ方向にスライドする。

第１連結部４３及び第２連結部５３は、図示しないが例えば入れ子構造となっており、内側の層が外側の層に対してスライドすることによってＺ方向に伸延する。

駆動部６０は、上述したように第１移動手段４０及び第２移動手段５０を駆動させる。駆動部６０は、第１移動手段４０を駆動させる第１駆動部６１と、第２移動手段５０を駆動させる第２駆動部６２と、を有する。

第１駆動部６１は、第１移動手段４０をＹ方向に駆動させるＹ方向第１駆動部６１１と、第１移動手段４０をＺ方向に駆動させるＺ方向第１駆動部（不図示）と、を有する。

Ｙ方向第１駆動部６１１は、ベース部９０の載置台９１に載置される第１搬送台６１２と、第１搬送台６１２の上部に設けられる第１レール６１３と、を有する。

Ｚ方向第１駆動部は、後述するＺ方向第２駆動部６２５と同様の構成であるため、ここでは説明は省略する。

第２駆動部６２は、第２移動手段５０をＹ方向に駆動させるＹ方向第２駆動部６２１と、第２移動手段５０をＺ方向に駆動させるＺ方向第２駆動部６２５と、を有する。

Ｙ方向第２駆動部６２１は、ベース部９０の載置台９１に載置される第２搬送台６２２と、第２搬送台６２２の上部に設けられる第２レール６２３と、を有する。

Ｚ方向第２駆動部６２５は、モーター６２６とリンク部６２７とを有し、モーター６２６がリンク部６２７のリンク機構を駆動させることによって、第２移動手段５０をＺ方向に駆動させる。

第１搬送台６１２及び第２搬送台６２２は、それぞれ第１移動手段４０及び第２移動手段５０をＹ方向に搬送する。第１搬送台６１２及び第２搬送台６２２は、Ｘ方向において、それぞれ異なる位置に配置される。第１移動手段４０及び第２移動手段５０の搬送は、例えば、第１搬送台６１２及び第２搬送台６２２上に設けられたラックと、ピニオン（不図示）と、を用いるラックアンドピニオン式によって行われ得る。また、これに限定されず、第１移動手段４０及び第２移動手段５０は、ベルトコンベアによって搬送されてもよい。

第１レール６１３及び第２レール６２３は、Ｘ方向（負極帯１４Ａの延在面のうち搬送方向に交差する方向に該当）において、それぞれ異なる位置に配置される。

制御部７０は、駆動部６０の駆動を制御する。制御部７０は、ＣＰＵ、メモリ、及び入出力インタフェースなどの構成を有する。

制御部７０は、駆動部６０の駆動を制御することによって、第１移動手段４０を第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動させる間に、第２移動手段５０を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ移動させる。このとき、第１保持部４１及び第２保持部５１のＺ方向における位置を異ならせる。

制御部７０はまた、第１保持部４１及び第２保持部５１の吸着保持・吸着解除、レーザー照射部３１のＸＹＺ方向の走査、上流側抑え部３６及び下流側抑え部３７の上昇・下降、ロボットアーム８０の動作などを制御する。

ロボットアーム８０は、第３位置Ｐ３において負極１４を吸着保持し、負極１４を載置部４に移動させる。ロボットアーム８０は、ＸＹＺ軸周りに回転自在で、かつＸＹＺ方向に移動自在である。ロボットアーム８０の構成は、一般的なロボットアームと同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

ベース部９０は、上述した載置台９１と、負極帯１４Ａのうちロール状に形成された箇所を回転自在に支持する支持部９２と、を有する。

以上、負極用切断装置２Ａの構成について説明した。次に、本実施形態に係る負極用切断装置２Ａを用いた切断方法を、図５〜図１３を参照して説明する。なお、図５〜図１３では、理解の容易のため、第１レール６１３、第２レール６２３、及び制御部７０は省略されている。

本実施形態に係る切断方法は、概説すると、電極用切断装置２によって負極帯１４Ａを引き出しつつ切断して形成される負極１４を搬送する切断方法である。本実施形態に係る切断方法は、負極帯１４Ａを切断して負極１４を形成する切断工程と、第１移動手段４０によって、切断工程において形成された負極１４を第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３まで搬送する搬送工程と、を有する。本実施形態に係る切断方法は、第３位置Ｐ３において、負極１４が搬出される搬出工程と、第１移動手段４０が、第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動する移動工程と、を有する。本実施形態に係る切断方法はさらに、移動工程の間に、第２移動手段５０によって、切断された負極帯１４Ａを第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで引き出して搬送する引き出し工程を有する。以下、詳述する。

まず、図５に示すように、負極帯１４Ａを、第１保持部４１及び第２保持部４２によって下側から吸着保持し、上流側抑え部３６及び下流側抑え部３７によって上側から抑える。このとき、負極帯１４Ａ表面に、レーザー照射部３１からのレーザーの焦点を結ぶように、Ｚ方向可動部３３によって、レーザー照射部３１の高さを調整する。

続いて、レーザー照射部３１からレーザーを照射しつつ、矢印Ｖ１に沿ってレーザー照射部３１を走査することによって、負極帯１４Ａを切断して負極１４を形成する（図６参照）。より具体的には、負極１４のうち、負極タブ２５に該当する位置を切断する。この工程において、レーザー照射部３１のＸＹ方向の走査は、制御部７０によって制御される。

続いて、下流側抑え部３７を上昇させつつ（図７矢印Ａ１参照）、第１移動手段４０によって負極１４を第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３まで搬送する（図８矢印Ａ２参照）と同時に、レーザー照射部３１からレーザーを照射しつつ矢印Ｖ２に沿ってレーザー照射部３１を走査することによって、負極帯１４Ａを切断する。より具体的には、負極１４のうち、負極タブ２５に該当する位置を切断する。この工程において、下流側抑え部３７の上昇、第１移動手段４０の第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３への移動、及びレーザー照射部３１の走査は制御部７０によって制御される。また、第１移動手段４０の第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３への移動は、第１駆動部６１によって行われる。

続いて、第３位置Ｐ３において、負極１４がロボットアーム８０によって搬出されつつ（図９矢印Ａ３参照）、レーザー照射部３１が矢印Ｖ２に沿って走査されて形成されたスクラップＳが落下すると同時に（図９参照）、上流側抑え部３６を上昇させる（図１０矢印Ａ４参照）。この工程において、ロボットアーム８０による負極１４の搬出、上流側抑え部３６の上昇は制御部７０によって制御される。

続いて、第１移動手段４０が第３位置Ｐ３からＹ方向右向きに移動（図１１矢印Ａ５参照）しつつ、第２移動手段５０が切断された負極帯１４Ａを第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで引き出して搬送する（図１１矢印Ａ６参照）。図１２は、この工程が終了した後の状態を示す図である。図１２に示すように、第１移動手段４０及び第２移動手段５０の、Ｙ方向に沿う並び順序が入れ替えられる。この工程において、第１移動手段４０は、制御部７０がＹ方向第１駆動部６１１の駆動を制御することによって、第３位置Ｐ３からＹ方向右向きに移動される。また、第２移動手段５０は、制御部７０がＹ方向第２駆動部６２１の駆動を制御することによって、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動される。

続いて、第１移動手段４０がＺ方向上向きに第１位置Ｐ１まで移動する（図１３矢印Ａ７参照）と同時に、上流側抑え部３６及び下流側抑え部３７を下降（図１３矢印Ａ８，Ａ９参照）させ、負極帯１４Ａを抑える。この工程において、第１移動手段４０は、制御部７０がＺ方向第１駆動部の駆動を制御することによって、第１位置Ｐ１まで移動される。また、上流側抑え部３６及び下流側抑え部３７の下降は、制御部７０によって制御される。

上述した工程を繰り返すことによって、負極１４が連続的に載置部４に供給される。また負極用切断装置２Ａと同様に形成された正極用切断装置２Ｂによって、正極１６が連続的に載置部４に供給される。

以上説明したように、本実施形態に係る電極用切断装置２は、電極帯１４Ａ，１６Ａを引き出しつつ切断して形成される電極１４，１６を搬送する切断装置２である。電極用切断装置２は、電極帯１４Ａ，１６Ａを切断して電極１４，１６を形成する切断手段３０と、Ｙ方向に移動自在に、かつ、Ｙ方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる一対の移動手段４０，５０と、を有する。電極用切断装置２は、一対の移動手段４０，５０を駆動させる駆動部６０と、駆動部６０の駆動を制御する制御部７０と、を有する。一対の移動手段４０，５０のそれぞれは、切断手段３０によって電極帯１４Ａ，１６Ａが切断されるときの切断位置Ｐ０よりもＹ方向の上流側に位置して電極帯１４Ａ，１６Ａを保持する第１位置Ｐ１、切断位置Ｐ０よりもＹ方向の下流側に位置して電極帯１４Ａ，１６Ａを保持する第２位置Ｐ２、及び第２位置Ｐ２よりもＹ方向の下流側に位置して切断した電極１４，１６を搬出する第３位置Ｐ３、の３つの位置に移動自在である。制御部７０は、駆動部６０の駆動を制御することによって、第１移動手段４０が、第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動する間に、第２移動手段５０は、切断された電極帯１４Ａ，１６Ａを第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで引き出して搬送する。したがって、第１移動手段４０が、第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動する間に、第２移動手段５０が、切断された電極帯１４Ａ，１６Ａを第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで引き出して搬送する。このため、電極１４，１６を次工程に搬送した後に、第１移動手段４０が第１位置Ｐ１に戻る間に、第２移動手段５０が電極帯１４Ａ，１６Ａを引き出すため、時間ロスを最小限に抑えて、生産効率を向上させることができる。

また、第１移動手段４０は、電極帯１４Ａ，１６Ａまたは電極１４，１６を保持する第１保持部４１を有し、第２移動手段５０は、電極帯１４Ａ，１６Ａまたは電極１４，１６を保持する第２保持部５１を有する。駆動部６０は、第１保持部４１及び第２保持部５１をＹ方向及びＺ方向に駆動させる。制御部７０は、駆動部６０の駆動を制御することによって、第１移動手段４０が第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動する間に、第２移動手段５０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動するときに、第１保持部４１及び第２保持部５１のＺ方向における位置を異ならせる。したがって、第１保持部４１及び第２保持部５１のＹ方向に沿う並び順序を、より好適に入れ替えることができる。

また、駆動部６０は、Ｙ方向に略平行に設けられ、Ｘ方向において互いに異なる位置に配置される一対のレール６１３，６２３を有し、第１移動手段４０は第１レール６１３に沿って移動し、第２移動手段５０は第２レール６２３に沿って移動する。このため、第１移動手段４０及び第２移動手段５０のＹ方向に沿う移動が容易となり、より好適に電極１４，１６を搬送することができる。

また、切断手段３０は、レーザー照射手段である。よって、容易にかつ確実に電極１４，１６を切断することができ、信頼性の高いリチウムイオン二次電池１０を提供することができる。

また、部材は、電極１４，１６である。よって、電極１４，１６の搬送効率を向上させることができる。

また、本実施形態に係る切断方法は、電極用切断装置２によって電極帯１４Ａ，１６Ａを引き出しつつ切断して形成される電極１４，１６を搬送する切断方法である。電極用切断装置２は、Ｙ方向に移動自在に、かつ、Ｙ方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる一対の移動手段４０，５０を有する。一対の移動手段４０，５０のそれぞれは、電極帯１４Ａ，１６Ａが切断されるときの切断位置Ｐ０よりもＹ方向の上流側に位置して電極帯１４Ａ，１６Ａを保持する第１位置Ｐ１、切断位置Ｐ０よりもＹ方向の下流側に位置して電極帯１４Ａ，１６Ａを保持する第２位置Ｐ２、及び第２位置Ｐ２よりもＹ方向の下流側に位置して切断した電極１４，１６を搬出する第３位置Ｐ３、の３つの位置に移動自在である。本実施形態に係る切断方法は、電極帯１４Ａ，１６Ａを切断して電極１４，１６を形成する切断工程を有する。本実施形態に係る切断方法は、第１移動手段４０によって、切断工程において形成された電極１４，１６を第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３まで搬送する搬送工程と、第３位置Ｐ３において、電極１４，１６が搬出される搬出工程と、を有する。本実施形態に係る切断方法は、第１移動手段４０が、第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動する移動工程を有する。本実施形態に係る切断方法は、移動工程の間に、第２移動手段５０によって、切断された電極帯１４Ａ，１６Ａを第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで引き出して搬送する引き出し工程を有する。このため、電極１４，１６を次工程に搬送して、第１移動手段４０が第１位置Ｐ１に戻るまでに、第２移動手段５０が電極帯１４Ａ，１６Ａを引き出すため、時間ロスを最小限に抑えて、生産効率を向上させることができる。

以下、上述した実施形態の改変例を示す。

（改変例１）
上述した実施形態では、第１移動手段４０が第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動する間に、第２移動手段５０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動した。しかしながら、これに限られず、第１移動手段４０が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に移動する間、または切断された電極１４，１６が搬出される間に、第２移動手段５０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動してもよい。このとき、第１保持部４１及び第２保持部５１のＺ方向の位置は異なる必要はない。

（改変例２）
また、上述した実施形態では、第１保持部４１及び第２保持部５１は、Ｚ方向の位置を互いに異ならせることによって、Ｙ方向に沿う並び順序を入れ替えた。しかしながら、これに限られず、Ｘ方向の位置を互いに異ならせることによって、Ｙ方向に沿う並び順序を入れ替えてもよい。

（改変例３）
また、上述した実施形態では、切断装置は、電極帯１４Ａ，１６Ａを切断して形成される電極１４，１６を搬送した。しかしながら、切断装置は、セパレータ帯１７Ａを切断して形成されるセパレータ１７を搬送してもよい。

（改変例４）
また、上述した実施形態では、切断手段３０は、レーザー照射手段であった。しかしながら、切断手段３０は、カッターなどであってもよい。

２ 電極用切断装置（切断装置）、
２Ａ 負極用切断装置、
２Ｂ 正極用切断装置、
１０ リチウムイオン二次電池、
１４，１６ 電極（部材）、
１４Ａ，１６Ａ 電極帯（長尺状の板材）、
１４ 負極、
１４Ａ 負極帯、
１６ 正極、
１６Ａ 正極帯、
１７ セパレータ、
１７Ａ セパレータ帯、
３０ 切断手段、
４０ 第１移動手段（一の移動手段）、
４１ 第１保持部、
５０ 第２移動手段（他の移動手段）、
５１ 第２保持部、
６０ 駆動部、
６１３ 第１レール、
６２３ 第２レール、
７０ 制御部、
Ｐ０ 切断位置、
Ｐ１ 第１位置、
Ｐ２ 第２位置、
Ｐ３ 第３位置。

Claims (6)

1. 長尺状の板材を引き出しつつ切断して形成される部材を搬送する切断装置であって、
   前記板材を切断して前記部材を形成する切断手段と、
   前記部材の搬送方向に移動自在に、かつ、前記搬送方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる一対の移動手段と、
   前記一対の移動手段を駆動させる駆動部と、
   前記駆動部の駆動を制御する制御部と、を有し、
   前記一対の移動手段のそれぞれは、
   前記切断手段によって前記板材が切断されるときの切断位置よりも前記搬送方向の上流側に位置して前記板材を保持する第１位置、前記切断位置よりも前記搬送方向の下流側に位置して前記板材を保持する第２位置、及び前記第２位置よりも前記搬送方向の下流側に位置して切断した前記部材を搬出する第３位置、の３つの位置に移動自在であり、
   前記制御部は、前記駆動部の駆動を制御することによって、前記一対の移動手段のうち一の移動手段が、前記部材を前記第２位置から前記第３位置まで搬送し前記部材が搬出されて前記第１位置に移動する間に、他の移動手段は切断された前記板材を前記第１位置から前記第２位置まで引き出して搬送する切断装置。
2. 前記一の移動手段は、前記板材または前記部材を保持する第１保持部を有し、
   前記他の移動手段は、前記板材または前記部材を保持する第２保持部を有し、
   前記駆動部は、前記第１保持部及び前記第２保持部を前記搬送方向及び前記板材の延在面に交差する交差方向に駆動させ、
   前記制御部は、前記駆動部の駆動を制御することによって、前記一の移動手段が前記第３位置から前記第１位置に移動する間に、前記他の移動手段が前記第１位置から前記第２位置に移動するときに、前記第１保持部及び前記第２保持部の前記交差方向における位置を異ならせる請求項１に記載の切断装置。
3. 前記駆動部は、前記搬送方向に略平行に設けられ、前記延在面のうち前記搬送方向に交差する方向において互いに異なる位置に配置される一対のレールを有し、
   前記一の移動手段は一のレールに沿って移動し、前記他の移動手段は他のレールに沿って移動する請求項１または２に記載の切断装置。
4. 前記切断手段は、レーザー照射手段である請求項１〜３のいずれか１項に記載の切断装置。
5. 前記部材は、積層型電池用の電極である請求項１〜４のいずれか１項に記載の切断装置。
6. 切断装置によって長尺状の板材を引き出しつつ切断して形成される部材を搬送する切断方法であって、
   前記切断装置は、前記部材の搬送方向に移動自在に、かつ、前記搬送方向に沿う並び順序を入れ替え自在に設けられる一対の移動手段を有し、
   前記一対の移動手段のそれぞれは、前記板材が切断されるときの切断位置よりも前記搬送方向の上流側に位置して前記板材を保持する第１位置、前記切断位置よりも前記搬送方向の下流側に位置して前記板材を保持する第２位置、及び前記第２位置よりも前記搬送方向の下流側に位置して切断した前記部材を搬出する第３位置、の３つの位置に移動自在であり、
   前記板材を切断して前記部材を形成する切断工程と、
   前記一対の移動手段のうち一の移動手段によって、前記切断工程において形成された前記部材を前記第２位置から前記第３位置まで搬送する搬送工程と、
   前記第３位置において、前記部材が搬出される搬出工程と、
   前記一の移動手段が、前記第３位置から前記第１位置に移動する移動工程と、
   前記搬送工程、前記搬出工程、及び前記移動工程の間に、他の移動手段によって、切断された前記板材を前記第１位置から前記第２位置まで引き出して搬送する引き出し工程と、を有する切断方法。