JP2016100282A

JP2016100282A - 電極の製造方法

Info

Publication number: JP2016100282A
Application number: JP2014238112A
Authority: JP
Inventors: 一輝山内; Kazuteru Yamauchi
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-30

Abstract

【課題】金属箔に電極活物質が塗布された活物質塗工部と電極活物質が塗布されていない活物質非塗工部とを備える電極シートを切断する際、バリ発生防止と生産性の向上とを両立できる電極の製造方法を提供することができる。【解決手段】電極用金属箔に活物質が塗布された活物質塗工部と活物質が塗布されていない活物質非塗工部とを備える電極シート６０を切断する電極の製造方法において、活物質非塗工部に切断が予定される非塗工部切断予定部７５〜７８を設定し、複数の電極シート６０を積み重ねることにより、電極シート６０の非塗工部切断予定部７５〜７８が重畳される電極シート群８３と、電極用金属箔よりも高い硬度を有し、電極シート群８３において最も外側に位置する電極シート６０の非塗工部切断予定部を覆う高硬度被覆体とを形成し、高硬度被覆体により覆われる非塗工部切断予定部７５〜７８を切断する。【選択図】図４

Description

この発明は、電極の製造方法に関する。

近年、リチウムイオン二次電池は、電子機器の電源だけでなく、ハイブリッド車や電気自動車の電源として採用されている。
通常、リチウムイオン二次電池の電池ケース内には、発電要素としての電極組立体が収容されており、電極組立体は、金属箔に正極活物質を塗布した正極と、金属箔に負極活物質を塗布した負極と、正極と負極との間に介在される絶縁部材としてのセパレータとを備える。
電極組立体として、例えば、巻回型の電極組立体と積層型の電極組立体が存在する。巻回型の電極体は、長尺状の正極および負極の間にセパレータを介在させた電極シートを巻回することにより形成されている。一方、積層型の電極組立体は、多数の正極、負極及びセパレータが面対向するように交互に積層される構造を有する。

電極の製造方法の従来技術としては、例えば、特許文献１に開示された電池用電極シートの打ち抜き方法及び装置が知られている。特許文献１に開示された電池用電極シートの打ち抜き方法により形成される電極は、積層型の電極組立体を形成する正極及び負極であり、矩形シート状の電極本体と電極本体の短手方向の一端に設けられた帯状の電極タブ部を備える。電極本体の両面には、電極活物質が金属箔に塗布されて電極活物質層が形成されている。電極タブ部には、電極活物質が塗布されておらず金属箔がむき出しになっている。よって、金属箔と電極活物質層とにより形成された電極本体の厚さに比較して金属箔のみにより形成された電極タブ部の厚さは薄い。

長尺帯状の金属箔の一部に長手方向に沿って帯状に電極活物質が塗布されて電極活物質層を備える電極シートが形成された後、電極シートが打ち抜き機により電極の形状を有する電極板として打ち抜かれる。その結果、電極活物質が塗布された電極本体と電極活物質が塗布されていない電極タブ部とを備える電極板が形成される。

例えば、図９（ａ）〜（ｄ）に示す打ち抜き機Ａ１を用い、電極シートからの電極板の打ち抜きを考えることができる。この場合、打ち抜き機Ａ１では、２枚の刃Ｂ１、Ｃ１がクリアランスＬ１に設定されている。図９（ａ）、図９（ｃ）は、金属箔１０３と電極活物質層１０４を備える電極シート１００の塗工部１０５の打ち抜きを示し、図９（ｂ）、図９（ｄ）は、電極活物質層１０４が形成されておらず金属箔１０３のみを備える電極シート１００の非塗工部１０６の打ち抜きを示す。

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、刃Ｂ１を電極シート１００の一方の面１０１の直交方向Ｚに面１０１から離れて位置させ、刃Ｃ１を電極シート１００の他方の面１０１の直交方向Ｚに面１０１から離れて位置させる。刃Ｂ１を移動方向Ｍ１に沿って電極シート１００に近づくように移動させ、刃Ｃ１を移動方向Ｎ１に沿って電極シート１００に近づくように移動させる。刃Ｂ１と刃Ｃ１とを一定のクリアランスＬ１を維持して近づくように平行移動させ、刃Ｂ１と刃Ｃ１とが電極シート１００に当接してもさらに移動させると、図９（ｂ）、図９（ｄ）に示すように、刃Ｂ１、Ｃ１により挟み込まれた電極シート１００の部分が切断される。

打ち抜き機Ａ１を用いた電極シートの打ち抜きの場合、２枚の刃Ｂ１、Ｃ１のクリアランスＬ１は、金属箔１０３に電極活物質を塗布して電極活物質層１０４を形成した塗工部１０５の厚さ及び材質（脆さ）等を基準としてバリが発生しない値に設定されている。このため、図９（ｃ）に示すように、電極シート１００における金属箔１０３と電極活物質層１０４を備える塗工部１０５の切断ではバリの発生を防ぐことができる。

特開２００４−２５９６２６号公報

しかしながら、図９に示す電極の製造方法では、電極シート１００の厚さは、金属箔１０３に電極活物質を塗布して電極活物質層１０４を形成した塗工部１０５の厚さに比較して、電極活物質が塗布されず金属箔１０３のみからなる非塗工部１０６の厚さは薄い。塗工部１０５にバリが発生しないように、クリアランスＬ１が塗工部１０５の厚さ及び材質（脆さ）等に対応させて設定されているから、非塗工部１０６は厚さが薄いためバリが発生する可能性が高い。したがって、図９（ｄ）に示すように、電極シート１００の非塗工部１０６を切断する際は、非塗工部１０６の金属箔１０３の切断面１１０から延びるように突出するバリ１１１が発生しやすくなる。

バリ１１１が形成されると、電極（正極及び負極）及び正極と負極の間を絶縁するように介在するセパレータの積層時に、セパレータに隣接する電極に形成された突起状のバリ１１１によってセパレータが突き破られて、正極と負極が短絡してしまう恐れがある。なお、刃のストロークを塗工部と非塗工部において異なるようにすることで、バリの発生を防止することも考えられるが、打ち抜き機の構造が複雑になる等、別の問題が生じる。

また、図９に示す電極の製造方法では、電極シート１００を１枚ずつ打ち抜いて電極を得ることから、打ち抜き回数と必要とする電極の数とは同じである。このため、多数の電極の製造のためには打ち抜き回数が多くなり時間がかかる。さらに、電極シート１００の非塗工部１０６を打ち抜く場合、非塗工部１０６は金属箔１０３のみからなるため厚さが薄いので、電極シート１００の打ち抜きを高精度で行うには、刃の打ち抜き動作速度を遅くする必要がある。したがって、電極シート１００を切断する際、打ち抜きに時間がかかり、電極の製造において生産性が低くなる。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、金属箔に電極活物質が塗布された塗工部と電極活物質が塗布されていない非塗工部とを備える電極シートを切断する際、バリの発生防止と生産性の向上とを両立することができる電極の製造方法の提供にある。

上記の課題を解決するために、本発明は、電極用金属箔に活物質が塗布された活物質塗工部と、前記電極用金属箔に前記活物質が塗布されていない活物質非塗工部とを備える電極シートを切断する電極の製造方法において、前記電極シートの前記活物質非塗工部に切断が予定される非塗工部切断予定部を設定し、複数の前記電極シートを積み重ねることにより、前記電極シートの前記非塗工部切断予定部が重畳される電極シート群と、前記電極用金属箔よりも高い硬度を有し、前記電極シート群において最も外側に位置する前記電極シートの少なくとも一方の前記非塗工部切断予定部を覆う高硬度被覆体とを形成し、前記高硬度被覆体により覆われる前記非塗工部切断予定部を切断することを特徴とする。

本発明によれば、電極シート群において最も外側に位置する電極シートの活物質非塗工部の切断が予定される非塗工部切断予定部を高硬度被覆体で覆うことにより、複数の電極シートの非塗工部切断予定部にバリの発生を防止する十分な脆性を付与することができる。よって、電極シート群の複数の電極シートの活物質塗工部を基準とした適正なクリアランスに維持された二枚の刃により電極シート群を切断する際、複数の電極シートの活物質塗工部を切断する場合と同様に、複数の電極シートの活物質非塗工部の切断時においてもバリが発生し難くなる。また、複数の電極シートを積み重ねて一度に切断するので、切断に時間がかからない。したがって、電極の製造においてバリの発生の防止と生産性の向上を両立することができる。

また、上記の電極の製造方法において、前記高硬度被覆体は樹脂フィルムであっても良い。この場合、樹脂フィルムは、非塗工部切断予定部を覆う高硬度被覆体を簡単に実現することができ、電極の製造時における取り扱いも容易である。

また、上記の電極の製造方法において、前記高硬度被覆体は、前記電極シート群において最も外側に位置する前記電極シートの両方の前記非塗工部切断予定部を覆っても良い。
この場合、少なくとも一方の前記非塗工部切断予定部を覆う場合と比較して、確実に非塗工部切断予定部にバリの発生を防止する十分な脆性を付与することができる。

本発明によれば、金属箔に電極活物質が塗布された塗工部と電極活物質が塗布されていない非塗工部とを備える電極シートを切断する際、バリ発生防止と生産性の向上とを両立することができる電極の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電極の製造方法による二次電池の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る電極の製造方法による二次電池の縦断面図である。本発明の実施形態に係る電極の製造方法による二次電池の電極組立体を示す分解斜視図である。（ａ）は本発明の実施形態に係る電極の製造方法における金属箔に電極活物質が塗布された電極シートを示す模式図であり、（ｂ）は電極シートを切断して形成される電極シートを示す模式図であり、（ｃ）は電極シートをさらに切断して形成される電極板を示す模式図である。打ち抜き工程において、複数の電極シートを積み重ねた電極シート群を示す模式図である。打ち抜き工程において、電極シート群と電極シート群の最も外側に位置する電極シートを覆うフィルムとを示す模式図である。打ち抜き工程において、（ａ）はフィルムを備えた電極シートの非塗工部の切断前を示す模式図であり、（ｂ）はフィルムを備えた電極シートの非塗工部の切断後を示す模式図である。打ち抜き工程において、（ａ）はフィルムを備えた電極シートの、塗工部に隣接する非塗工部の切断前を示す模式図であり、（ｂ）はフィルムを備えた電極シートの、塗工部に隣接する非塗工部の切断後を示す模式図である。打ち抜き工程において、（ａ）は電極シートの塗工部の切断前を示す模式図であり、（ｂ）は電極シートの非塗工部の切断前を示す模式図であり、（ｃ）は電極シートの塗工部の切断後を示す模式図であり、（ｄ）は電極シートの非塗工部の切断後を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態に係る電極の製造方法を図面を参照して説明する。
本実施形態では、本実施形態の電極の製造方法により形成される電極を用いた蓄電装置としての二次電池について例示する。本実施形態の二次電池は具体的にはリチウムイオン二次電池である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の二次電池１０は角型の二次電池である。二次電池１０の電池ケース１１には電極組立体２０が収容されている。電池ケース１１は有底筒状のケース本体１２と、ケース本体１２の開口１３を閉塞する矩形平板状の蓋体１４を有している。ケース本体１２および蓋体１４は金属材料（例えば、アルミニウム）により形成されている。

図２に示すように、ケース本体１２の内面には、電池ケース１１に収容された電極組立体２０との絶縁を図るための絶縁部材としての絶縁シート１５が貼着されている。また、蓋体１４の内側面には、電池ケース１１に収容された電極組立体２０との絶縁を図るための絶縁部材としての絶縁シート１６が貼着されている。蓋体１４には一対の通孔１７が形成されている。

電極組立体２０は、充電及び放電などの電池機能を生じさせる発電要素である。
図３に示すように、電極組立体２０は、複数の略矩形シート状の正極２１と複数の略矩形シート状の負極２２とが交互に積層されて層状に形成されている。図示していないが、正極２１と負極２２の間に絶縁部材であるセパレータを介在させて正極２１と負極２２とを絶縁している。本実施形態のセパレータは、袋状の多孔質樹脂シートであって、正極２１を収容し、正極２１と負極２２の間に配される。本実施形態の正極２１及び負極２２は、本発明の電極である。

図３に示すように、複数の正極２１は同一寸法であり、同一の構造を有するように形成されている。正極２１は、矩形シート状の正極本体２３と、正極本体２３の短手方向の一方の縁部の一部から連続して突出する帯状の正極タブ部２４とを有する。正極本体２３は、正極金属箔２５と、正極金属箔２５の両面に正極活物質が塗布されて形成された正極活物質層２６とを有する。正極タブ部２４には正極活物質が塗布されておらず、正極タブ部２４は正極金属箔２５のみにより形成されている。なお、本実施形態の正極金属箔２５はアルミニウム箔である。本実施形態の正極２１は、図４（ａ）に示す電極シート４０の打ち抜きにより形成される。電極シート４０の打ち抜きについては後述する。

図３に示すように、複数の負極２２は同一寸法であり、同一の構造を有するように形成されている。負極２２は、矩形シート状の負極本体２７と、負極本体２７の短手方向の一方の縁部の一部から連続して突出する帯状の負極タブ部２８とを有する。負極本体２７は、負極金属箔２９と、負極金属箔２９の両面に負極活物質が塗布されて形成された負極活物質層３０とを有する。負極タブ部２８には負極活物質が塗布されておらず、負極タブ部２８は負極金属箔２９のみにより形成されている。なお、本実施形態の負極金属箔２９は銅箔である。

図３に示すように、各正極タブ部２４は、電極組立体２０の積層方向に沿って列状に配置されている。各負極タブ部２８は、正極タブ部２４と積層方向において重ならないように、正極タブ部２４と同様に、積層方向に沿って列状に配置されている。本実施形態において、各正極タブ部２４は、互いに同一寸法に設定されており、負極タブ部２８も同様に、互いに同一寸法に設定されている。図１に示すように、複数の正極２１の正極タブ部２４は、積層方向の一端側に集められて正極集電群３２を形成し、複数の負極２２の負極タブ部２８は、正極集電群３２と同じ側に集められて負極集電群３３を形成する。

図１及び図２に示すように、正極集電群３２には正極集電板３４が接合され、負極集電群３３には負極集電板３５が接合されている。正極集電板３４には、過電流保護回路３６を介して電気的に接続されている正極端子３７が設けられている。また、負極集電板３５には、過電流保護回路３６を介して電気的に接続される負極端子３８が設けられている。電極組立体２０が電池ケース１１に収容された状態では、正極端子３７と負極端子３８は、蓋体１４の一対の通孔１７から電池ケース１１の外部に露出する。正極端子３７および負極端子３８には、正極端子３７および負極端子３８を蓋体１４から絶縁するための樹脂製の筒状の絶縁リング３９がそれぞれ取り付けられている。

図４（ａ）に示すように、電極シート４０は、電極用金属箔としての正極金属箔シート４１と正極金属箔シート４１の両側の面４４に正極活物質が塗工された正極活物質層４２とを備えている。

以下、正極２１及び負極２２の製造方法のうち、電極シート４０を打ち抜く打ち抜き工程を説明する。打ち抜き工程において、電極シート４０の打ち抜きにより、打ち抜き工程より後の工程において正極２１として形成される電極板９０（図４（ｃ）参照）を得ることができる。なお、本実施形態において、正極２１及び負極２２は、電極活物質及び電極用金属箔の材料は異なるが、打ち抜き工程は同一であるため、正極２１の製造方法について説明し、負極２２については詳細な説明を省略する。

打ち抜き工程より前の工程において、図４（ａ）に示すように、電極シート４０は正極金属箔シート４１の両側の面４４に長手方向Ｘに沿って帯状に正極活物質が塗布されて正極活物質層４２を備えるように形成される。従って、電極シート４０の両側の面４４の短手方向Ｙの一方の長辺５１から一定の幅は正極活物質が塗布されて正極活物質層４２が形成され、短手方向Ｙの他方の長辺５０から一定の幅は正極活物質が塗布されておらず正極金属箔シート４１がむき出しとなっている。

電極シート４０が両側の面４４の短手方向Ｙに延びる複数の短手方向切断予定部５２に沿って切断されて、複数の矩形状の電極シート６０（図４（ｂ）参照）が得られる。短手方向切断予定部５２は、電極シート４０の正極金属箔シート４１に正極活物質層が形成された部分と正極活物質層が形成されていない部分とに亘って直線状に設定される。電極シート６０は、電極用金属箔としての正極金属箔シート６１と、正極金属箔シート６１の両側の面６４に正極活物質が塗工された正極活物質層６２とを備えている。正極活物質層６２は、長手方向Ｘに沿って帯状に形成されている。本実施形態の正極金属箔シート６１は、本発明の電極用金属箔である。

従って、電極シート６０の両側の面６４の短手方向Ｙの一方の長辺７１から一定の幅は正極活物質が塗布されて正極活物質層６２が形成されており、短手方向Ｙの他方の長辺７０から一定の幅は正極活物質が塗布されておらず正極金属箔シート６１がむき出しとなっている。電極シート６０の面６４は、正極活物質が塗工された正極活物質塗工部６６と正極活物質が塗工されていない正極活物質非塗工部６８の２つの部位を備えている。

電極シート６０の面６４の短手方向Ｙの一方の長辺７１から一定の幅は正極活物質が塗布されて正極活物質層６２が形成された正極活物質塗工部６６であり、短手方向Ｙの他方の長辺７０から一定の幅は正極活物質が塗布されていない正極活物質非塗工部６８である。本実施形態の正極活物質塗工部６６は、本発明の活物質塗工部であり、本実施形態の正極活物質非塗工部６８は、本発明の活物質非塗工部である。

電極シート６０には、正極活物質非塗工部６８において切断が予定される部位であり正極２１の形状に対応した非塗工部切断予定部７５〜７８が設定される。

図４（ｂ）に示すように、非塗工部切断予定部７５は、電極シート６０の一方の短辺７２から正極活物質塗工部６６と正極活物質非塗工部６８との境界７４に沿う正極活物質非塗工部６８の端部に沿って直線状に延び、非塗工部切断予定部７６に接続する。非塗工部切断予定部７６は、正極活物質非塗工部６８の幅にわたって直線状に延び、長辺７０に接続する。非塗工部切断予定部７８は、電極シート６０の他方の短辺７３から正極活物質塗工部６６と正極活物質非塗工部６８との境界７４に沿う正極活物質非塗工部６８の端部に沿って直線状に延び、非塗工部切断予定部７７に接続する。非塗工部切断予定部７７は、正極活物質非塗工部６８の幅にわたって直線状に延び、長辺７０に接続する。非塗工部切断予定部７６、７７は、長手方向Ｘに一定の間隔を有し、境界７４に沿う正極活物質非塗工部６８の端部の一部は非塗工部切断予定部が設定されていない。

図５に示すように、複数の電極シート６０は、正極活物質非塗工部６８及び正極活物質塗工部６６が各々面対向するように積み重ねられる。本実施形態では、４枚の電極シート６０が積み重ねられて層状の電極シート群８３を形成する。電極シート群８３は電極シート６０の非塗工部切断予定部７５〜７８が重畳されて形成される。

図６に示すように、電極シート群８３において最も外側に位置する一対の電極シート６０の外側面である正極活物質非塗工部６８上にフィルム９１がさらに積み重ねられる。フィルム９１は、電極用金属箔としての正極金属箔シート４１よりも高い硬度を有する。硬度は、例えば、ナノインデンテーション法（薄膜硬度計）により測定したビッカース硬度の値を利用する。本実施形態において、フィルム９１は矩形状の樹脂フィルムである。樹脂フィルムの例として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ＡＢＳ樹脂、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がある。電極の製造において、樹脂フィルムの切り粉が電極に残される可能性がある場合は、電解液に侵されない材質が好ましい。また、本実施形態において、フィルム９１は、一対の最外層の電極シート６０の正極活物質非塗工部６８全体を覆う大きさを有する。フィルム９１は本発明の高硬度被覆体である。

よって、電極シート群８３の最外層の電極シート６０の外側面である正極活物質非塗工部６８の非塗工部切断予定部７５〜７８がフィルム９１で覆われる。電極シート群８３の４枚の電極シート６０の正極金属箔シート６１が、正極活物質非塗工部６８においてフィルム９１により挟まれる。従って、４枚の正極金属箔シート６１のみにより形成された４枚の電極シート６０の正極活物質非塗工部６８は、外側面にフィルム９１を備えることによりバリの発生を防止する十分な脆性を付与され、殆ど弾性変形しない。そして、フィルム９１を備えた電極シート群８３を切断することにより図４（ｃ）に示す電極板９０を形成する。

図７（ａ）、図７（ｂ）は、電極シート６０が非塗工部切断予定部７６、７７においてフィルム９１と共に切断される状態を順に示したものである。図８（ａ）、図８（ｂ）は、電極シート６０が非塗工部切断予定部７５、７８においてフィルム９１と共に切断される状態を順に示したものである。

電極シート６０の切断は、二枚の刃Ｂ、Ｃを有する打ち抜き機Ａにより行われる。電極シート６０の長手方向Ｘにおける二枚の刃Ｂ、Ｃの距離は、図７（ａ）に示すクリアランスＬである。クリアランスＬは、切断する電極シート６０の厚さ、材質（脆さ）等を考慮して、バリの発生を防止することができる適正な値となるように設定されている。電極シート６０を切断して電極板９０を形成する際には、クリアランスＬは一定の値に維持される。本実施形態では、クリアランスＬは、４枚の電極シート６０が積み重ねられた状態で４枚の電極シート６０の正極活物質層６２が形成された正極金属箔シート６１の正極活物質塗工部６６を基準にして適正となるように設定される。

図７（ａ）では、４枚の電極シート６０が正極活物質非塗工部６８の非塗工部切断予定部７６、７７においてフィルム９１と共に切断される。刃Ｂを一方の最外層の電極シート６０の外側を向いた面６４の直交方向Ｚに面６４から離れて位置させ、刃Ｃを他方の最外層の電極シート６０の外側を向いた面６４の直交方向Ｚに面６４から離れて位置させる。刃Ｂを移動方向Ｍに沿って一方の最外層の電極シート６０上のフィルム９１に近づくように移動させ、刃Ｃを移動方向Ｎに沿って他方の最外層の電極シート６０上のフィルム９１に近づくように移動させる。刃Ｂと刃Ｃとを一定のクリアランスＬを維持して近づくように平行移動させ、刃Ｂと刃Ｃとが一対の最外層の電極シート６０上のフィルム９１に当接してもさらに移動させる。すると図７（ｂ）に示すように、刃Ｂ、Ｃにより挟み込まれた２枚のフィルム９１と２枚のフィルム９１に挟まれた４枚の電極シート６０の正極金属箔シート６１の正極活物質非塗工部６８とが切断される。

電極シート群８３の最外層の電極シート６０の非塗工部切断予定部７６、７７にさらに積み重ねられたフィルム９１が存在することで、４枚の電極シート６０の正極活物質非塗工部６８の非塗工部切断予定部７６、７７は、フィルム９１の材質の脆性に依存するような状態となり、刃Ｂ、Ｃによる切断時には、４枚の電極シート６０の正極活物質塗工部６６の切断と近似したバリが殆ど無い切断を実現することができる。

図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、電極シート６０の正極活物質塗工部６６に隣接する正極活物質非塗工部６８の非塗工部切断予定部７５、７８が切断される。電極シート６０の正極活物質層６２の存在により電極シート６０の正極活物質塗工部６６と正極活物質非塗工部６８に厚みの差がある。４枚の電極シート６０を積み重ねると、図８（ａ）に示すように、電極シート６０の正極活物質塗工部６６に隣接する正極活物質非塗工部６８の端部では、隣り合う正極金属箔シート６１の間に隙間Ｇが存在することとなる。隙間Ｇの直交方向Ｚの長さ（隣り合う正極金属箔シート６１の距離）は、正極活物質塗工部６６の端部から離れるにつれて小さくなる。そして、２枚のフィルム９１の正極活物質塗工部６６に隣接する端部を結んだ線において隙間Ｇは存在しなくなり、４枚の正極金属箔シート６１は平行に延在することとなる。正極金属箔シート６１の間に隙間Ｇが存在する箇所で切断を行う場合、切断の精度が悪くなる。したがって、積み重ねられた４枚の正極金属箔シート６１が平行に延在して隣り合う正極金属箔シート６１が面接触し、正極活物質塗工部６６に近い正極活物質非塗工部６８の部分を、非塗工部切断予定部７５、７８としてフィルム９１と共に切断する。

図７（ａ）、図７（ｂ）と同様にして、クリアランスＬの二枚の刃Ｂ、Ｃにより、図８（ｂ）に示すように、刃Ｂ、Ｃにより挟み込まれた電極シート６０の部分が切断される。この場合についても、図７（ａ）、図７（ｂ）と同様に、刃Ｂ、Ｃにより挟み込まれた２枚のフィルム９１と２枚のフィルム９１に挟まれた４枚の電極シート６０の正極金属箔シート６１の正極活物質非塗工部６８とが切断される。

電極シート群８３の最外層の電極シート６０の非塗工部切断予定部７５、７８にさらに積み重ねられたフィルム９１が存在することで、４枚の電極シート６０の正極活物質非塗工部６８の非塗工部切断予定部７５、７８は、フィルム９１の材質の脆性に依存するような状態となり、刃Ｂ、Ｃによる切断時には、４枚の電極シート６０の正極活物質塗工部６６の切断と近似したバリが殆ど無い切断を実現することができる。

このように非塗工部切断予定部７５〜７８において電極シート６０が切断されることにより電極板９０が形成される。

本実施形態に係る電極の製造方法は以下の作用効果を奏する。
（１）電極用金属箔よりも高い硬度を有するフィルム９１で電極シート６０の正極活物質非塗工部６８を覆うことにより、正極金属箔シート６１のみにより形成された正極活物質非塗工部６８にバリの発生を防止する十分な脆性を付与することができる。また、複数の電極シート６０を積み重ねて電極シート群８３を形成し、最も外側に位置する電極シート６０の非塗工部切断予定部７５〜７８をフィルム９１で覆うことにより、正極金属箔シート６１のみにより形成された正極活物質非塗工部６８にバリの発生を防止する十分な脆性をさらに付与することができる。複数の電極シート６０の正極活物質塗工部６６を基準とした適正なクリアランスＬに維持された二枚の刃Ｂ、Ｃにより複数の電極シート６０を一度に切断して電極板９０を形成する際、複数の電極シート６０の正極活物質非塗工部６８に、複数の電極シート６０の正極活物質塗工部６６を切断する場合と同様のバリの発生を防止する十分な脆性を付与することができる。したがって、バリが形成されていない正極２１及び負極２２を絶縁部材であるセパレータとともに積層させることができ、電極組立体２０においてバリによってセパレータが突き破られることがなく、正極２１と負極２２の短絡を防ぐことができ、二次電池１０の信頼性を高めることができる。

（２）複数の電極シート６０を積み重ねて電極シート群８３を形成し、切断対象物の厚みを厚くして一度に切断することができる。厚みが厚いと従来のように刃の動作速度を遅くする必要がなく、また、複数の電極シート６０を一度に切断することができ、切断に時間がかからず、電極の製造において生産性の向上に寄与することができる。

（３）高硬度被覆体を樹脂フィルムとすることにより、非塗工部切断予定部を覆う高硬度被覆体を簡単に実現することができ、電極の製造時における取り扱いも容易となる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

○ 上記の実施形態では、電極シート群８３において最も外側に位置する一対の電極シート６０の両方の正極活物質非塗工部６８がフィルム９１により覆われるとしたがこの限りでない。電極シート群８３において最も外側に位置する一対の電極シート６０の少なくとも一方の正極活物質非塗工部がフィルムにより覆われて、フィルムにより複数の電極シート６０の正極活物質非塗工部にバリの発生を防止する十分な脆性を付与できれば良い。

○ 上記の実施形態では、フィルム９１は矩形状であり、一対の最外層の電極シート６０の正極活物質非塗工部６８全体を覆う大きさを有するとしたがこの限りではない。正極活物質非塗工部６８の非塗工部切断予定部７５〜７８を覆う形状及び大きさであれば良く、正極活物質非塗工部６８の非塗工部切断予定部７５〜７８にバリの発生を防止する十分な脆性を付与できれば良い。

○ 上記の実施形態では、フィルム９１は樹脂フィルムであるとしたがこの限りではない。正極活物質非塗工部６８の非塗工部切断予定部７５〜７８にバリの発生を防止する十分な脆性を付与できる材料により形成されれば良い。

○ 上記の実施形態では、電極シート４０の両側の面４４に長手方向Ｘに沿って帯状に電極活物質が塗布されて電極活物質層（正極活物質層４２）を形成したがこの限りでない。電極の電極本体となる電極シート４０の部分に電極活物質が塗布されていれば良く、電極シート４０は長手方向に一定間隔を空けて電極活物質が塗布されても良い。

○ 上記の実施形態では、２つの刃が互いに移動するとしたがこの限りでなく、一方の刃は固定式の刃とし、他方の刃を可動式の刃としても良い。

○ 上記の実施形態では、電極シートに非塗工部切断予定部のみが設定されたが、この限りではない。例えば、非塗工部切断予定部だけでなく電極シートの塗工部にも塗工部切断予定部を設定してもよい。この場合、電極シート群の状態にて非塗工部切断予定部と塗工部切断予定部を共に切断してもよいし、個々に切断してもよい。

１０二次電池
２０電極組立体
２１正極（電極）
２２負極（電極）
４０電極シート
５２塗工部切断予定部
６０電極シート
６１正極金属箔シート（電極用金属箔）
６２正極活物質層
６４面
６６正極活物質塗工部（活物質塗工部）
６８正極活物質非塗工部（活物質非塗工部）
７５〜７８非塗工部切断予定部
８３電極シート群
９１フィルム（高硬度被覆体）
Ａ打ち抜き機
Ｂ、Ｃ刃
Ｌクリアランス

Claims

電極用金属箔に活物質が塗布された活物質塗工部と、前記電極用金属箔に前記活物質が塗布されていない活物質非塗工部とを備える電極シートを切断する電極の製造方法において、
前記電極シートの前記活物質非塗工部に切断が予定される非塗工部切断予定部を設定し、
複数の前記電極シートを積み重ねることにより、前記電極シートの前記非塗工部切断予定部が重畳される電極シート群と、
前記電極用金属箔よりも高い硬度を有し、前記電極シート群において最も外側に位置する前記電極シートの少なくとも一方の前記非塗工部切断予定部を覆う高硬度被覆体とを形成し、
前記高硬度被覆体により覆われる前記非塗工部切断予定部を切断することを特徴とする電極の製造方法。
前記高硬度被覆体は樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１記載の電極の製造方法。
前記高硬度被覆体は、前記電極シート群において最も外側に位置する前記電極シートの両方の前記非塗工部切断予定部を覆うことを特徴とする請求項１又は２記載の電極の製造方法。