JP2015118851A - 電極材加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工程が煩雑化することを抑制可能な電極材加工装置を提供する。【解決手段】電極材加工装置１は、ロール状の電極材１０を巻き出す巻出ローラ２と、巻出ローラ２から巻き出された電極材１０にスリットを形成して電極材１０から第二領域１２を分離するスリッタ３と、スリッタ３により第二領域１２が分離された電極材１０Ａを圧延するプレス機４と、プレス機４により圧延された電極材１０Ｂにスリットを形成して電極材１０Ｂから第三領域１３を分離するスリッタ５と、スリッタ５により第三領域が分離された電極材１０Ｃを巻き取る巻取ローラ６と、を備えている。第一領域１１は、活物質層が設けられた塗工領域１１ａを含み、第二領域１２は、活物質層が設けられていない未塗工領域を含む。第一領域１１及び第二領域１２は、電極材１０の長手方向に交差する方向に配列されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電極材を加工する電極材加工装置に関する。

特許文献１には、電池の極板テープの製造方法が記載されている。この製造方法においては、まず、基材テープの表面にスラリーを塗布し、このスラリーを乾燥させる。続いて、基材テープの未塗付部分を含む両側端部を切断除去する。続いて、ロールプレスにより基材テープを圧縮する。そして、基材テープを所定の幅において切り分けることにより、極板テープを製造する。

特開平１１−１７６４２４号公報

上述したように、特許文献１に記載の製造方法は、基材テープの両側端部を切断除去する工程と、基材テープの両側端部を除去する工程と、基材テープを切り分ける工程とを含む。しかしながら、実際には、それらの工程の間に、基材テープをロール状に巻き取って搬送する工程が介在させられる場合がある。その場合、全体の工程が煩雑になる虞がある。

本発明は、そのような事情を鑑みてなされたものであり、工程が煩雑化することを抑制可能な電極材加工装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電極材加工装置は、第一領域及び第二領域を含む長尺状の電極材を加工する電極材加工装置であって、ロール状に巻き取られた状態の電極材を巻き出す巻出手段と、巻出手段から巻き出された電極材にスリットを形成することにより、電極材から第二領域を分離する第一分離手段と、第一分離手段により第二領域が分離された電極材を圧延する圧延手段と、圧延手段により圧延された電極材にスリットを形成することにより、当該圧延により電極材に生じた第三領域を電極材から分離する第二分離手段と、第二分離手段により第三領域が分離された電極材を巻き取る巻取手段と、を備え、電極材は、金属箔、及び金属箔に設けられた活物質層を有し、第一領域は、活物質層が設けられた塗工領域を含み、第二領域は、活物質層が設けられていない未塗工領域を含み、第一及び第二領域は、電極材の長手方向に交差する方向に配列されている、ことを特徴とする。

この電極材加工装置においては、巻出手段により巻き出された電極材に対して、第一分離手段によりスリットが形成され、電極材から第二領域が分離される。第二領域が分離された電極材は圧延手段により圧延される。そして、圧延された電極材に対して第二分離手段によりスリットが形成され、当該圧延により生じた第三領域が電極材から分離される。その後、巻取手段により電極材が巻き取られる。このように、第二領域の分離、電極材の圧延、及び第三領域の分離が単一の装置により順次行われるため、電極材を巻き取って搬送する工程を介在させる必要がない。よって、工程が煩雑化することを抑制可能である。

本発明によれば、工程が煩雑化することを抑制可能な電極材加工装置を提供することができる。

本実施の形態に係る電極材加工装置を模式的に示す側面図である。 図１の電極材加工装置により加工される電極材を示す平面図である。 図２に示した電極材にスリットが形成される様子を示す平面図である。 圧延された後の電極材を示す平面図である。 図４に示した電極材にスリットが形成される様子を示す平面図である。

以下、本発明に係る電極材加工装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図における寸法比率は、実際のものと異なる場合がある。

図１は、本実施の形態に係る電極材加工装置を模式的に示す図である。本実施形態に係る電極材加工装置１は、後述する電極材を加工することにより、例えば、リチウムイオン二次電池等の蓄電装置に用いられる電極を製造するためのものである。電極材加工装置１は、巻出ローラ２（巻出手段）と、スリッタ３（第一分離手段）と、プレス機４（圧延手段）と、スリッタ５（第二分離手段）と、巻取ローラ６（巻取手段）とを備えている。

巻出ローラ２には、原反ロールＳがセットされている。原反ロールＳは、巻出ローラ２の軸２ａにロール状に巻き取られた状態の電極材１０である。巻出ローラ２は、軸２ａの回転により、このようにロール状に巻き取られた状態の電極材１０を巻き出す。なお、巻出ローラ２の下流側には、巻出ローラ２から巻き出された電極材１０に所定の張力を付与するテンションローラが配置されていてもよい。以下、本実施形態において、「下流」とは、巻出ローラ２から巻き出された電極材１０が搬送される方向を指す。

図２は、図１の電極材加工装置により加工される電極材を示す平面図である。図２に示されるように、電極材１０は、長尺帯状を呈している。電極材１０は、長尺帯状の金属箔Ｍ及び金属箔Ｍに設けられた活物質層Ａを有している。活物質層Ａは、金属箔Ｍを介して互いに対向するように、金属箔Ｍの両面に形成されている。金属箔Ｍは、一例として、正極を製造する場合にはアルミニウム箔であり、負極を製造する場合には銅箔である。

活物質層Ａを構成する活物質は、一例として、正極を製造する場合には正極活物質であり、負極を製造する場合には負極活物質である。正極活物質は、例えば、複合酸化物、金属リチウム、及び、硫黄等である。複合酸化物は、例えば、マンガン、ニッケル、コバルト、及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムとを含む。負極活物質は、例えば、黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、及びソフトカーボン等のカーボン、リチウム及びナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、並びに、ホウ素添加炭素等である。

電極材１０は、第一領域１１と一対の第二領域１２とを含む。第一領域１１は、電極材１０の長手方向に沿って延びる長尺帯状の領域である。第一領域１１は、活物質層Ａが設けられた塗工領域１１ａと、活物質層Ａが設けられていない未塗工領域１１ｂとを含む。塗工領域１１ａと未塗工領域１１ｂとは、電極材１０の長手方向に沿って交互に配列されている。一例として、塗工領域１１ａ及び未塗工領域１１ｂは、長方形状である。塗工領域１１ａの長辺は、電極材１０の長さ方向に沿っている。

第二領域１２は、電極材１０の長手方向に沿って延びる長尺帯状の領域である。第二領域１２は、活物質層Ａが設けられていない未塗工領域である（すなわち、未塗工領域を含む領域である）。第二領域１２は、電極材１０の長手方向に交差する方向（電極材１０の幅方向）について、第一領域１１の両側に設けられている。したがって、第一領域１１及び第二領域１２は、電極材１０の長手方向に交差する方向について交互に配列されている。一対の第二領域１２の幅は、互いに略同一であってもよいし互いに異なっていてもよい。なお、図中において、Ｌ１は、第一領域１１と第二領域１２との境界線を示している。

図１に示されるように、以上のような電極材１０は、巻出ローラ２から巻き出された後に、スリッタ３に供される。すなわち、スリッタ３は、巻出ローラ２の下流側に設けられている。スリッタ３は、巻出ローラ２によって原反ロールＳから巻き出された電極材１０にスリット（切れ目）を形成することにより、電極材１０から第二領域１２を分離する。図３に示されるように、スリッタ３は、境界線Ｌ１に沿ってスリットを形成し、電極材１０から第二領域１２を分離する。したがって、ここでは、スリッタ３は、電極材１０の幅方向の両側に設けられた未塗工領域（第二領域１２）を電極材１０から分離し、電極材１０Ａを形成する。

なお、スリッタ３は、例えば、上側に配置された上刃と下側に配置された下刃とが、電極材１０を上下から挟むことにより、スリットを形成する構成としてもよい。例えば、上刃はストレート刃を採用してもよく、ディシュ（皿）刃を採用してもよい。または、下刃はゲーベル刃を採用してもよい。このようなスリッタ３として、いわゆるゲーベル式スリッタを採用してもよい。この場合、例えば上刃の刃先角は鋭角であり、下刃の刃先角は鈍角である。

図１に示されるように、スリッタ３によって形成された電極材１０Ａは、プレス機４に供される。すなわち、プレス機４は、スリッタ３の下流側に設けられている。プレス機４は、スリッタ３により第二領域１２が分離された電極材１０Ａを圧延する。プレス機４は、例えば、回転ローラなどを採用することができる。この圧延により、電極材１０Ａが薄化及び拡張され、電極材１０Ｂが形成される（図４参照）。

図４は、圧延された後の電極材を示す平面図である。図４に示される電極材１０Ｂは、プレス機４による圧延により、電極材１０Ａに比べて薄化されると共に、拡張されている。これにより、電極材１０Ｂには、第三領域１３が形成される。第三領域１３は、電極材１０Ａにおける第一領域１１からの幅方向への延び分に相当する。したがって、第三領域１３は、電極材１０Ｂの長手方向に沿って延びる長尺帯状を呈しており、電極材１０Ｂの幅方向について第一領域１１の両側に配置される。なお、図中において、Ｌ２は、第一領域１１と第三領域１３との境界線を示している。

図１に示されるように、プレス機４により形成された電極材１０Ｂは、スリッタ５に供される。すなわち、スリッタ５は、プレス機４の下流側に設けられている。スリッタ５の具体的な構成は、例えばスリッタ３と同様にすることができる。スリッタ５は、プレス機４より圧延された電極材１０Ｂにスリットを形成することにより、当該圧延により電極材１０Ｂに生じた第三領域１３を電極材１０Ｂから分離する。

図５に示されるように、スリッタ５は、境界線Ｌ２に沿ってスリットを形成し、電極材１０Ｂから第三領域１３を分離する。これにより、第三領域１３が分離された電極材１０Ｃが形成される。なお、第三領域１３が圧延による延び分に相当する領域であるため、その第三領域１３が分離された電極材１０Ｃは、例えば規定寸法となる。

図１に示されるように、スリッタ５によって形成された電極材１０Ｃは、巻取ローラ６に供される。すなわち、巻取ローラ６は、スリッタ５の下流側に設けられている。巻取ローラ６は、軸６ａの回転により、スリッタ５によって第三領域１３が分離された電極材１０Ｃを巻き取る。これにより、製品ロールＰが得られる。その後、必要に応じて、電極材１０Ｃから第一領域１１の塗工領域１１ａを主に切り出すことにより、電極を製造することができる。

以上のように、本実施形態に係る電極材加工装置１においては、巻出ローラ２から巻取ローラ６に至る一続きの電極材（電極材の流通経路）に沿って、スリッタ３、プレス機４、及びスリッタ５が順に配置されている。

以上説明したように、本実施形態に係る電極材加工装置１においては、巻出ローラ２により巻き出された電極材１０に対して、スリッタ３によりスリットが形成され、電極材１０から第二領域１２が分離させられる。第二領域１２が分離されて形成された電極材１０Ａは、プレス機４により圧延される。そして、圧延により形成された電極材１０Ｂに対して、スリッタ５によりスリットが形成され、当該圧延により生じた第三領域１３が電極材１０Ｂから分離される。

その後、第三領域１３の分離により形成された電極材１０Ｃは、巻取ローラ６に巻き取られる。このように、電極材加工装置１においては、第二領域１２の分離、圧延、及び第三領域１３の分離が単一の装置により順次行われるため、電極材（例えば電極材１０Ａ，１０Ｂ）を巻き取って搬送する工程を介在させる必要がない。よって、工程が煩雑化することを抑制可能である。

また、本実施形態においては、第一領域１１が、電極材１０の長手方向に沿って交互に配列された塗工領域１１ａ及び未塗工領域１１ｂを含む。このため、プレス機４での圧延の後に、電極材１０Ｂの厚さにばらつきが生じることが抑制される。

また、本実施形態においては、第二領域１２が分離された後の電極材１０Ａを圧延するので、塗工領域と未塗工領域とにおいて圧延に対する伸び量に違いがある場合であっても、電極材１０Ａにしわが生じることを抑制することができる。

さらに、本実施形態においては、プレス機４の圧延により電極材１０が薄化されるので、所定の容積に対して、電極材１０から得られる電極を多く収容することが可能となる。

以上の実施形態は、本発明に係る電極材加工装置の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る電極材加工装置は、上述した電極材加工装置１に限定されない。本発明に係る電極材加工装置は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した電極材加工装置１を任意に変更し、或いは他の物に適用することができる。

例えば、上記実施形態では、電極材加工装置１を、第一領域１１の両側に第二領域１２を有する電極材１０を加工するものとしたが、第一領域１１の片側のみに第二領域１２を有する電極材を加工するものとしてもよい。また、電極材における第一領域１１及び第二領域１２の数及び配置は適宜変更してもよい。

また、上記実施形態では、電極材加工装置１を、金属箔Ｍの両面に活物質層Ａが形成された電極材１０を加工するものとしたが、金属箔Ｍの片面のみに活物質層Ａが形成された電極材を加工するものとしてもよい。

また、上記実施形態では、第二領域１２が未塗工領域であるとした。しかしながら、境界線Ｌ１の位置を、電極材１０の幅方向のより中心側に設定することにより（すなわち、境界線Ｌ１の間の距離を小さく設定することにより）、第二領域１２が未塗工領域に加えて塗工領域を含むようにしてもよい。その場合には、スリッタ３が境界線Ｌ１に沿ってスリットを形成することにより、電極材１０の幅方向の両側の未塗工領域に加えて塗工領域の一部も電極材１０から分離される。

さらに、境界線Ｌ３の位置も、任意に設定することができる。スリッタ５においては、境界線Ｌ３に沿ってスリットを形成して第三領域１３を分離するので、それにより形成される電極材１０Ｃが所望の幅となるように、境界線Ｌ３を設定すればよい。

１…電極材加工装置、２…巻出ローラ（巻出手段）、３…スリッタ（第一分離手段）、４…プレス機（圧延手段）、５…スリッタ（第二分離手段）、６…巻取ローラ（巻取手段）、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…電極材、１１…第一領域、１１ａ…塗工領域、１１ｂ…未塗工領域、１２…第二領域、１３…第三領域。

Claims (1)

1. 第一領域及び第二領域を含む長尺状の電極材を加工する電極材加工装置であって、
   ロール状に巻き取られた状態の前記電極材を巻き出す巻出手段と、
   前記巻出手段から巻き出された前記電極材にスリットを形成することにより、前記電極材から前記第二領域を分離する第一分離手段と、
   前記第一分離手段により前記第二領域が分離された前記電極材を圧延する圧延手段と、
   前記圧延手段により圧延された前記電極材にスリットを形成することにより、当該圧延により前記電極材に生じた第三領域を前記電極材から分離する第二分離手段と、
   前記第二分離手段により前記第三領域が分離された前記電極材を巻き取る巻取手段と、
   を備え、
   前記電極材は、金属箔、及び前記金属箔に設けられた活物質層を有し、
   前記第一領域は、前記活物質層が設けられた塗工領域を含み、
   前記第二領域は、前記活物質層が設けられていない未塗工領域を含み、
   前記第一及び第二領域は、前記電極材の長手方向に交差する方向に配列されている、
   ことを特徴とする電極材加工装置。

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