JP2017199589A - 電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極材料に撓みが発生することを抑制できる電極の製造方法を提供すること。【解決手段】電極材料１７を巻取リール５０に巻き取る過程を有する電極の製造方法において、巻取リール５０は、電極材料１７が巻かれる巻取部６０を備える。電極材料１７を巻取部６０に巻き取る過程では、巻取部６０を第１状態として電極材料１７に張力を働かせて巻き取る。巻取部６０に電極材料１７が巻かれたままの状態を維持するときは、巻取部６０を第１状態より縮径させた第２状態で行う。【選択図】図６

Description

本発明は、長尺金属箔の表面に活物質合剤の塗工部を有する電極材料を巻取リールに巻き取る過程を有する電極の製造方法に関する。

従来から、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）などの車両に搭載される蓄電装置としては、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池などがある。例えばリチウムイオン二次電池では、金属箔の表面に活物質層を有する電極（正極及び負極）が間にセパレータを介在させた状態で層状に重なる電極組立体を有している。電極組立体には、個片状の電極を多数積層して形成される積層型が知られており、このような電極組立体を備えた積層型の蓄電装置も知られている。

積層型の蓄電装置に用いる電極の製造方法の一例は、活物質、導電助剤、バインダ、及び溶媒を混練した活物質合剤を長尺金属箔に塗布して塗工部を形成する塗工工程、及び塗工工程に付随し、塗工部を加熱して溶媒を蒸発させるとともにバインダを硬化させる第１乾燥工程を含む。さらに、電極の製造工程は、加圧により塗工部の密度を高めるプレス工程を含む。塗工工程、第１乾燥工程、及びプレス工程を行う際、長尺金属箔は、供給リールから送り出されるとともに巻取リールに巻取られることで搬送され、その搬送途中で塗工工程、第１乾燥工程及びプレス工程を行うことができる。なお、塗工工程と第１乾燥工程、又はプレス工程の各々を実施する都度、長尺金属箔の供給リールからの送り出しと巻取リールによる巻き取りを行ってもよい。

電極の製造方法は、さらに、塗工部に残存する溶媒及び水分を除去する第２乾燥工程、及び電極材料を個片の電極に切断する切断工程を含む。第２乾燥工程は、巻取リールに電極材料が巻かれたまま巻取リールを乾燥炉内に収容し、電極材料を巻取リールごと加熱、乾燥する方法も、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１では、ロール電極を真空乾燥機内で乾燥させるにあたり、乾燥時間の短縮などを目的に、さらに巻芯の内側にヒータを配置している。

特開２０１１−１６９４９９号公報

ところで、電極材料を巻取リールに巻き取っていく際、電極材料に皺が寄らないようにするため、電極材料に張力を働かせながら電極材料が巻取リールに巻き取られる。そして、巻取リールに電極材料が巻かれたまま第２乾燥工程が行われたとき、電極材料の熱膨張により、電極材料に撓みが発生する虞がある。

本発明の目的は、電極材料に撓みが発生することを抑制できる電極の製造方法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、長尺金属箔の表面に活物質合剤の塗工部を有する電極材料を巻取リールに巻き取る過程を有する電極の製造方法であって、前記巻取リールは、前記電極材料が巻かれる巻取部を備え、前記電極材料を前記巻取部に巻き取る過程では、前記巻取部を第１状態として前記電極材料に張力を働かせて巻き取り、前記巻取部に前記電極材料が巻かれたままの状態を維持するときは、前記巻取部を前記第１状態より縮径させた第２状態で行うことを要旨とする。

これによれば、第１状態の巻取部に電極材料を巻き取らせる際、電極材料の長手方向に張力を働かせながら巻き取る。そして、巻取部に電極材料が巻かれたままの状態に維持するとき、巻取部を第２状態とし第１状態よりも縮径させることで、電極材料を弛ませることができ、撓みが電極材料に発生することを抑制できる。

また、電極の製造方法について、前記巻取部に前記電極材料を巻き取った後、前記電極材料を次工程に移行させるために前記巻取リールごと前記電極材料を運搬する際は、前記巻取部を前記第１状態とするのが好ましい。

これによれば、巻取リールの運搬中は、巻かれた電極材料に巻取部を押し当てることで電極材料と巻取リールとが、ずれたり、脱落しにくくなり、巻取リールごと電極材料を運搬する作業に支障を来さない。

また、電極の製造方法について、前記巻取部に前記電極材料が巻かれたままの状態を維持するときは、巻かれた前記電極材料を前記巻取リールごと乾燥炉内に収容して行う乾燥工程のときである。

これによれば、乾燥工程が行われるとき、巻取部は第２状態にあり、電極材料を弛ませることができる。このため、巻取部が熱膨張したとしても、その巻取部が電極材料を内側より押さえ付けることを抑制できる。

本発明によれば、電極材料に撓みが発生することを抑制できる。

電極を示す斜視図。 塗工装置、第１乾燥装置及びプレス装置を模式的に示す図。 巻取リールを示す斜視図。 巻取リールを模式的に示す部分断面図。 巻取リールに電極材料を巻き取る状態を示す側面図。 第２乾燥工程を模式的に示す図。 切断装置及び案内装置を模式的に示す図。 （ａ）別例の巻取リールの第１状態を示す図、（ｂ）は別例の巻取リールの第２状態を示す図。 （ａ）別例の巻取リールの第２状態を示す図、（ｂ）は別例の巻取リールの第１状態を示す図。

以下、電極の製造方法を具体化した一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
まず、電極を備える蓄電装置としての二次電池について説明する。図示しないが、二次電池は外観が角型をなす角型電池である。二次電池は、リチウムイオン二次電池である。二次電池は、ケース内に電極組立体を備える。電極組立体は、複数の正極の電極と、複数の負極の電極とが、両者の間を絶縁した状態で交互に積層されて構成されている。

図１に示すように、正極及び負極の電極１０は、それぞれ矩形状である。電極１０は、矩形状の金属箔（正極はアルミニウム箔、負極は銅箔）１１の両面に活物質層１２を備える。

次に、電極１０の製造方法について説明する。
図２に示すように、電極の製造方法は、帯状の長尺金属箔１６の表面に活物質合剤を連続して塗布して塗工部１８を形成して電極材料１７を形成する塗工工程、塗工部１８を乾燥させる第１乾燥工程、加圧により塗工部１８の密度を高めるプレス工程を経る。また、図６に示すように、電極の製造方法は、塗工部１８に残存する僅かな溶媒及び水分を除去する第２乾燥工程、及び図７に示すように、電極材料１７を電極の形状に切断する切断工程を経る。そして、切断工程で電極材料１７から電極１０が切り出され、電極１０が完成する。

次に、上記電極の製造方法に用いられる電極材料１７について説明する。
図３に示すように、電極材料１７は、長尺金属箔１６と、活物質層の前駆体と、により構成される。電極材料１７は、長尺金属箔１６の両面に存在する上記前駆体で構成された帯状の塗工部１８と、長尺金属箔１６の縁部に沿って長尺金属箔１６が露出する露出部１９とに区分される。

次に、電極材料１７を製造するための生産設備２０について説明する。
図２に示すように、生産設備２０は、長尺金属箔１６を搬送する搬送装置、塗工工程を行う塗工装置２３、第１乾燥工程を行う第１乾燥装置３０、及びプレス工程を行うプレス装置２５を備える。また、図６に示すように、生産設備２０は、第２乾燥工程を行う第２乾燥装置４０を備える。また、図７に示すように、生産設備２０は、第２乾燥工程を経た電極材料１７に対して切断工程を行う切断装置４９、及び切断装置４９によって切り出された電極を搬送先へ移送する移送装置４７を備える。

図２に示すように、生産設備２０の搬送装置は、供給リール２１、巻取リール５０、第１ガイドローラ２９ａ及び第２ガイドローラ２９ｂを備える。供給リール２１には、長尺金属箔１６が巻装されている。長尺金属箔１６は、長手方向が供給リール２１の周方向に延びる状態で供給リール２１に巻装されている。供給リール２１は、図示しない支持装置によって回転可能に支持されている。

巻取リール５０は、図示しない支持装置によって回転可能に支持されている。供給リール２１から供給された長尺金属箔１６は、回転する巻取リール５０に巻き取られる。その結果、長尺金属箔１６は一定の速度で長手方向に搬送される。長尺金属箔１６が搬送される方向を搬送方向Ｄとする。

第１ガイドローラ２９ａは、長尺金属箔１６の搬送方向Ｄにおける供給リール２１より下流側に配設されている。第１ガイドローラ２９ａは、供給リール２１から斜め上方に向けて供給された長尺金属箔１６が横方向に搬送されるように向きを変更する。第２ガイドローラ２９ｂは、長尺金属箔１６の搬送方向Ｄにおける巻取リール５０より上流側に配設されている。第２ガイドローラ２９ｂは、搬送される長尺金属箔１６が斜め下方の巻取リール５０に向かうように向きを変更する。

生産設備２０の塗工装置２３は、長尺金属箔１６の搬送方向Ｄにおける第１ガイドローラ２９ａより下流側に配置されている。スリットダイ方式の２台の塗工装置２３は、長尺金属箔１６の両面に対向配置されている。なお、塗工装置２３において、活物質合剤の塗工方式は、スリットダイ方式以外でもよい。

塗工工程では、スリットダイ２３ａの吐出口から、供給リール２１から送り出された長尺金属箔１６の各面に活物質合剤が連続的に塗布される。長尺金属箔１６の両面には、活物質合剤の塗工部１８が、長尺金属箔１６の長手方向へ連続的に形成される。

なお、図３に示すように、活物質合剤は、長尺金属箔１６の長縁部に沿う部分には塗布されない。このため、塗工部１８が形成されると同時に、露出部１９が形成され、電極材料１７が形成される。なお、活物質合剤には、活物質、導電剤、バインダ、及び溶媒を混練したものが用いられる。

図２に示すように、生産設備２０の第１乾燥装置３０は、長尺金属箔１６の搬送方向Ｄにおける塗工装置２３より下流側に配置されている。第１乾燥装置３０は、乾燥炉３０ａを備える。乾燥炉３０ａは熱源からの熱により空気を加熱し、乾燥炉３０ａ内に熱風を供給する。第１乾燥工程では、乾燥炉３０ａの内部に供給された熱風により、乾燥炉３０ａを通過する電極材料１７の塗工部１８を加熱し、塗工部１８の乾燥を行う。第１乾燥工程では、活物質合剤に含まれる溶媒のほとんどが蒸発するとともに、熱によりバインダの硬化が始まり、活物質や導電剤が相互に固定される。

生産設備２０のプレス装置２５は、長尺金属箔１６の搬送方向Ｄにおける第１乾燥装置３０の下流側、及び第２ガイドローラ２９ｂの上流側に配置されている。プレス装置２５は、両方の塗工部１８を厚み方向から挟む一対のプレスロール２５ａを備える。プレス工程により、各塗工部１８が表面から内側まで所定の密度になるまで圧縮される。プレス工程後、電極材料１７は、巻取リール５０に巻き取られる。

図６に示すように、生産設備２０の第２乾燥装置４０は、減圧乾燥炉４１を備える。第２乾燥工程は、塗工部１８に残った僅かな溶剤を取り除くために行われる。第２乾燥工程は、巻取リール５０に巻き取られた電極材料１７を減圧乾燥炉４１内に配置して行われる。そして、第２乾燥工程は、減圧乾燥炉４１内を減圧するとともに、塗工部１８を加熱することによって行われ、塗工部１８に残存する僅かな溶剤や、周囲の空気中より吸収された水分が揮発する。

図７に示すように、生産設備２０の切断装置４９は、巻取リール５０、ロータリーダイカッタ４２、テンションローラ４８、搬送ローラ５７及び分離ロール４５を備える。巻取リール５０は、図示しない支持装置によって回転可能に支持されている。巻取リール５０からは、第２乾燥工程を経た電極材料１７が供給され、供給された電極材料１７はロータリーダイカッタ４２を通過する。テンションローラ４８は、電極材料１７の搬送方向Ｄにおける巻取リール５０より下流側に配設されている。テンションローラ４８は、巻取リール５０から斜め上方に向けて供給された電極材料１７が横方向に搬送されるように向きを変更する。

ロータリーダイカッタ４２は、ダイロール４３と、アンビルロール４４とを備える。ダイロール４３の軸心、及び、アンビルロール４４の軸心は、電極材料１７の短手方向に沿って延び、かつ互いに平行である。ダイロール４３及びアンビルロール４４は、軸心まわりで回転できるように図示しない支持装置に支持されている。ダイロール４３は、周面から突出した形状の刃（図示せず）を備える。刃は、電極の輪郭に合わせた閉環状である。そして、ダイロール４３とアンビルロール４４の間を電極材料１７が通過することにより、電極材料１７から電極１０が切り出される。

搬送ローラ５７は、電極材料１７の搬送方向Ｄにおけるロータリーダイカッタ４２の下流側で、かつ分離ロール４５の上流側に配設されている。搬送ローラ５７は、ロータリーダイカッタ４２を通過した電極材料１７を分離ロール４５に向けて搬送する。

切断装置４９の分離ロール４５の軸心は、電極材料１７の短手方向に沿って延びる。分離ロール４５は、軸心まわりで回転できるように図示しない支持装置に支持されている。分離ロール４５は、切り出された電極１０を搬送方向Ｄへ案内する。その一方で、分離ロール４５は、電極１０が分離された電極材料１７の残部である端材４６を、搬送方向Ｄとは異なる方向へ案内する。

生産設備２０の移送装置４７は、切り出された電極１０を搬送先へ移送する。
次に、巻取リール５０について詳細に説明する。
図３に示すように、巻取リール５０は、円筒状の芯部５１を備える。芯部５１の中心軸線Ｌの延びる方向を巻取リール５０の軸方向とする。図２又は図７に示すように、芯部５１には、巻取リール５０の支持装置のシャフト５６が嵌挿可能である。

図３又は図４に示すように、巻取リール５０は、複数のエアシリンダ５２を備える。複数のエアシリンダ５２は、芯部５１の周面に、該芯部５１の周方向へ等間隔おきに配置されている。各エアシリンダ５２は、シリンダチューブ５２ａと、シリンダチューブ５２ａ内のピストン５２ｂと、ピストン５２ｂに一体のピストンロッド５２ｃと、を備える。ピストン５２ｂは、シリンダチューブ５２ａの中心軸線に沿って往復動可能である。ピストンロッド５２ｃは、基端がピストン５２ｂに連結され、先端がシリンダチューブ５２ａの外に突出している。なお、図３又は図４は、ピストン５２ｂ及びピストンロッド５２ｃの往復動について強調して記載しているが、エアシリンダ５２の往復動は、電極材料１７における張力の調整目的であるため、エアシリンダ５２による伸縮量は数ｍｍ程度である。

エアシリンダ５２は、シリンダチューブ５２ａ内に第１圧力室５２１と第２圧力室５２２を備える。第１圧力室５２１と第２圧力室５２２は、ピストン５２ｂによってシリンダチューブ５２ａ内に区画されている。第１圧力室５２１は、ピストン５２ｂよりもピストンロッド５２ｃ側の部屋であり、第２圧力室５２２は、ピストン５２ｂを挟んで第１圧力室５２１と反対側の部屋である。

エアシリンダ５２は、第１圧力室５２１に連通する第１給排ポート５２ｄと、第２圧力室５２２に連通する第２給排ポート５２ｅを備える。第１給排ポート５２ｄと第２給排ポート５２ｅにはコントロールバルブ５３を介してエア供給源５４が接続されている。コントロールバルブ５３は、エアの供給路を２位置に切り換え可能である。コントロールバルブ５３は、エア供給源５４から供給されたエアを供給する給排ポートを第１給排ポート５２ｄ及び第２給排ポート５２ｅのいずれか一方に切り替えると同時に、エアシリンダ５２からエアを排出させる給排ポートを第１給排ポート５２ｄ及び第２給排ポート５２ｅの他方に切り替える。エア供給源５４は、コントロールバルブ５３を介して全てのエアシリンダ５２に接続されている。

そして、エアが第１給排ポート５２ｄに供給され、かつ第２給排ポート５２ｅからエアが排出されると、ピストンロッド５２ｃはシリンダチューブ５２ａに没入する。一方、エアが第２給排ポート５２ｅに供給され、かつ第１給排ポート５２ｄからエアが排出されると、ピストンロッド５２ｃはシリンダチューブ５２ａから突出する。

図５に示すように、巻取リール５０は、ピストンロッド５２ｃの先端に連結された支持板５５を備える。巻取リール５０を軸方向一端から見た側面視では支持板５５は円弧状である。また、図３に示すように、巻取リール５０の平面視では支持板５５は矩形状である。支持板５５の短手方向の寸法は、芯部５１の軸方向の寸法と同じである。

図５に示すように、巻取リール５０の側面視において、ピストンロッド５２ｃが突出方向のストロークエンドに達した状態で、全ての支持板５５の外面に沿う曲線を芯部５１の周方向に繋げると第１仮想円Ｃ１が形成される。そして、全ての支持板５５が第１仮想円Ｃ１上に位置した状態のとき、巻取リール５０に電極材料１７が巻き取られる。よって、全てのエアシリンダ５２と全ての支持板５５によって巻取部６０が構成される。

一方、図６に示すように、巻取リール５０の側面視において、ピストンロッド５２ｃが没入方向のストロークエンドに達した状態で、全ての支持板５５の外面に沿う曲線を芯部５１の周方向に繋げると第２仮想円Ｃ２が形成される。

巻取部６０において、第１仮想円Ｃ１の直径Ｒ１は、第２仮想円Ｃ２の直径Ｒ２より大きく、第２仮想円Ｃ２は第１仮想円Ｃ１より縮径された形状である。以下、巻取部６０について、全ての支持板５５が第１仮想円Ｃ１上にある状態を第１状態とし、全ての支持板５５が第２仮想円Ｃ２上にある状態を第２状態とする。巻取部６０が拡径された第１状態のとき、電極材料１７を巻き取る過程が行われる。その一方で、巻取部６０に巻き取られた電極材料１７を、巻取部６０に巻かれたままの状態に維持するとき、巻取部６０は、第１状態より小径の第２状態とされる。

次に、電極の製造方法を作用とともに記載する。
まず、図２に示すように、巻取リール５０を搬送装置に用い、巻取リール５０の芯部５１にシャフト５６を嵌挿し、図示しない支持装置に支持させる。また、コントロールバルブ５３及びエア供給源５４を制御してエアシリンダ５２を駆動させ、ピストンロッド５２ｃを突出方向へ移動させて巻取部６０を拡径された第１状態とする。準備作業として、供給リール２１に巻き取られた長尺金属箔１６は、その一端より引き出され、塗工工程・第１乾燥工程・プレス工程における規定の搬送経路を通るように配置された後、巻取リール５０に一端（始端）が固定される。このように長尺金属箔１６が配置された後、生産設備２０が稼働される。

供給リール２１から供給された長尺金属箔１６は、第１ガイドローラ２９ａ及び第２ガイドローラ２９ｂによって支持されながら巻取リール５０に巻き取られ、搬送される。塗工工程により、長尺金属箔１６の表面に活物質合剤が塗布される。すると、塗工部１８及び露出部１９が形成されるとともに、電極材料１７が形成される。

電極材料１７は、第１乾燥装置３０の乾燥炉３０ａ内を長手方向に搬送される。第１乾燥工程により、塗工部１８が硬化する。乾燥炉３０ａを通過した電極材料１７は、プレス装置２５を通過し、塗工部１８が加圧された後、巻取リール５０に巻き取られる。電極材料１７は、電極材料１７に張力を働かせながら巻取部６０に巻き取られる。なお、準備作業の如く、巻き取られる電極材料１７は、前端（一端）よりある程度の長さ分だけ塗工されない領域を含み、途中より塗工部１８が巻き取られる。また、一回に巻き取られる電極材料１７の長さは、例えば数１００ｍである。

図６に示すように、巻取リール５０の巻取部６０に電極材料１７が巻かれたままの状態で、第２乾燥工程が行われる。このとき、巻取リール５０について、巻取部６０を第１状態に維持したまま支持装置から取り外し、第１状態のまま電極材料１７を巻取リール５０ごと運搬する。

運搬された巻取リール５０を、電極材料１７とともに第２乾燥装置４０の減圧乾燥炉４１内に収容する。このとき、巻取部６０を第１状態から縮径させて第２状態とし、巻かれた電極材料１７に対し、巻取部６０から張力が働かない状態とする。そして、第２乾燥工程によって、塗工部１８に残った僅かな溶剤と水分が取り除かれる。

次に、切断工程が行われる。まず、巻取リール５０を減圧乾燥炉４１から取り出す。次に、巻取リール５０の巻取部６０を拡径させ、第１状態とし、巻き取られた電極材料１７に対し巻取部６０を押し当てる。そして、第１状態の巻取部６０に電極材料１７が巻かれたまま巻取リール５０を運搬する。

図７に示すように、運搬された巻取リール５０の芯部５１に、切断装置４９のシャフト５６を嵌挿し、図示しない支持装置に支持させ、切断装置４９に巻取リール５０をセットする。そして、巻取リール５０から電極材料１７を供給し、電極材料１７をロータリーダイカッタ４２のダイロール４３とアンビルロール４４の間を通過させる。すると、ダイロール４３の刃により、電極材料１７が電極の形状に切断される。

切断された電極は、搬送方向Ｄの下流側の端部が移送装置４７に乗り、そのまま移送装置４７に乗り移る。その一方で、電極材料１７から電極１０が切り出されて残った端材４６は分離ロール４５によって、電極材料１７の搬送方向Ｄとは異なる方向へ案内される。

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）巻取リール５０の巻取部６０を、第１状態と、第１状態より小径の第２状態を取り得る構造とした。そして、巻き取った電極材料１７を第２乾燥装置４０で減圧乾燥するときは、巻取部６０を第２状態とするようにし、巻き取られた電極材料１７を弛ませた状態にした。数１００ｍの長さの電極材料１７は、張力を働かせて巻取リール５０に巻き取られ、その層間が密な状態のまま、一端が固定される。したがって、従来は熱膨張における電極材料１７の伸張分の逃げ場がなく、電極材料１７に撓みが発生することがあった。しかし、前述の如く電極材料１７を弛ませた状態とすることで、熱膨張における伸張分を内側に逃がすことができ、電極材料１７の撓みの発生を抑制できる。

（２）巻取部６０を第２状態とすることで、巻取リール５０の支持板５５やエアシリンダ５２が巻取部６０の径方向に熱膨張しても、巻き取られた電極材料１７に内側より力が働くことを抑制できる。したがって、第２乾燥工程を経て、撓み（例えば波打ち）が発生した電極材料１７を内側より押さえ付けることで、皺の発生が助長されることを抑制できる。

（３）巻取部６０において、芯部５１の周方向に隣り合う支持板５５同士の間には隙間が形成される。しかし、巻取部６０に電極材料１７が巻かれたままの状態に維持される第２乾燥工程では、巻取部６０を第２状態にし、電極材料１７に力が働かないようにする。このため、支持板５５同士の隙間に沿う跡が電極材料１７に付くことを抑制できる。

（４）プレス工程の次工程や、第２乾燥工程の次工程を行うため、電極材料１７ごと巻取リール５０を運搬するとき、巻取部６０を第１状態とし、各支持板５５の外面を電極材料１７に押し当てる。このため、電極材料１７が巻取部６０からずれたり、脱落しにくくなり、電極材料１７と共に行われる巻取リール５０の搬送が行いやすい。

（５）切断工程を行うため、巻き取った電極材料１７を巻取部６０から供給するとき、巻取部６０を第１状態とする。このため、電極材料１７が供給されていく途中で、巻取部６０の周囲で電極材料１７に皺が発生したり、折り重なったりすることを抑制できる。

（６）巻取部６０は第１状態と第２状態を取ることができる。例えば、プレス工程を経て巻取リール５０に電極材料１７を巻き取ってから、次工程の第２乾燥工程に移るまで、電極材料１７を保管庫に保管する場合、巻取部６０を小径の第２状態とする。このようにすると、保管中、巻かれた電極材料１７を弛ませた状態にでき、電極材料１７に張力が働くことを抑制でき、張力によって電極材料１７に傷が付くことを抑制できる。具体的には、電極材料１７が張力をかけて巻き取られ、巻き取り後、その一端が固定される。したがって、巻き取り後も、電極材料１７に張力が作用し続ける。巻き取り時、極僅かではあるが、異物が巻き込まれた箇所、又は前述の塗工部１８の始端による段差部では、対向する塗工部１８に部分的に強い力が作用する。このような力も、短時間であれば問題ないが、長時間維持されると、対向する塗工部１８に凹凸などの傷が生じる。保管中に電極材料１７を弛ませた状態とすることで、このような傷の発生を抑制できる。

（７）巻取部６０は、エア供給源５４からエアシリンダ５２に対するエアの給排をコントロールバルブ５３によって制御して支持板５５を移動させる構造である。エアシリンダ５２に対するエアの給排により、支持板５５の移動を簡単に行うことができ、巻取部６０の第１状態と第２状態の変位を簡単に行うことができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図８（ａ）に示すように、巻取部６０は、芯部５１の周方向に隣り合う支持板５５同士の一部が、芯部５１の径方向に重なり合っていてもよい。全ての支持板５５は、芯部５１の周方向に沿う第１方向Ｙ１又は、第１方向Ｙ１と逆の第２方向Ｙ２へ変動可能である。なお、各支持板５５はエアシリンダ５２に連結されていない。

そして、全ての支持板５５を第１方向Ｙ１へ変動させると、巻取部６０が第１状態を取る。その一方で、図８（ｂ）に示すように、全ての支持板５５を第２方向Ｙ２へ変動させると、巻取部６０が縮径され第２状態を取る。第２状態では、芯部５１の周方向に隣り合う支持板５５同士の一部が互いに面接触する状態となるまで縮径する。

○ 支持板５５を変動させる機構をエアシリンダ５２以外の機械式に変更してもよい。図９（ａ）に示すように、巻取リール５０は、各支持板５５に連結された連結棒６１を備える。各連結棒６１の先端に支持板５５が連結されている。連結棒６１は、芯部５１を貫通している。巻取リール５０は、芯部５１内に位置する連結棒６１の基端に連結された作動部材６２を備える。作動部材６２は、芯部５１の中心軸線Ｌと平行な作動面６２ａを備える。作動部材６２は、芯部５１の内周面に沿って環状に配列されている。

巻取リール５０は、環状に配列された作動部材６２の列内に挿入可能な操作部材６３を備える。操作部材６３は、作動部材６２の列内への挿入方向に沿って縮径する円錐台形状である。

図９（ｂ）に示すように、作動部材６２の列内に操作部材６３を挿入すると、操作部材６３の外周面が各作動部材６２の作動面６２ａに摺接する。そして、操作部材６３が拡径していくのに従い作動部材６２の列が拡径していき、それに合わせて連結棒６１も拡径方向へ移動する。すると、連結棒６１の先端に連結された支持板５５も拡径方向へ移動し、第１状態を取る。

一方、図９（ａ）に示すように、作動部材６２の列内から操作部材６３を抜くと、操作部材６３の外周面が各作動部材６２の作動面６２ａに摺接する。そして、操作部材６３が縮径していくのに従い作動部材６２の列が縮径していき、それに合わせて連結棒６１も縮径方向へ移動する。すると、連結棒６１の先端に連結された支持板５５も縮径方向へ移動し、第２状態を取る。

○ 実施形態において、エアシリンダ５２に対しコントロールバルブ５３及びエア供給源５４を接続しない構成としてもよい。この場合、シリンダチューブ５２ａの第１給排ポート５２ｄ及び第２給排ポート５２ｅは閉じた構成とする。また、ピストンロッド５２ｃが没入方向のストロークエンドに達した状態で、第２圧力室５２２内を負圧にしておく。このように構成した場合、巻取リール５０が回転すると、遠心力によってピストン５２ｂが突出方向へ移動し、ピストンロッド５２ｃを介して支持板５５が拡径方向へ移動する。そして、巻取リール５０が回転している間は、巻取部６０は第１状態に維持され、電極材料１７が第１状態の巻取部６０に巻き取られる。

巻取リール５０の回転を停止させると、ピストン５２ｂに遠心力が作用せず、第２圧力室５２２の負圧を受けてピストン５２ｂが没入方向へ移動する。すると、ピストンロッド５２ｃを介して支持板５５が縮径方向へ移動する。そして、巻き取った電極材料１７を巻取リール５０ごと減圧乾燥炉４１に配置するときや、保管庫等に保管するときは、第２状態となる。

○ 実施形態では、エアシリンダ５２のピストン５２ｂが突出方向のストロークエンドに達したときを第１状態とし、ピストン５２ｂが没入方向のストロークエンドに達したときを第２状態としてエアシリンダ５２が２位置を取り得る構成とした。しかし、コントロールバルブ５３を３位置取り得る方式に変更し、エアシリンダ５２が３位置を取り得る構成としてもよい。この場合、エアシリンダ５２のピストン５２ｂが突出方向のストロークエンドに達したときを第１状態とし、ピストン５２ｂが没入方向のストロークエンドに達したときを第３状態とする。そして、ピストン５２ｂが両方のストロークエンドの間に位置したときを第２状態とする。このときの第２状態では、巻取部６０は第３状態と比べて大径であるが、第１状態よりは小径となる。

○ 電極材料１７は、長尺金属箔１６の片面だけに塗工部１８を備える構成であってもよい。この場合、電極は金属箔の片面に活物質層を備える構造となる。
○ 二次電池は例えばキャパシタやニッケル水素電池などであってもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記巻取部は、前記電極材料が巻かれる複数の支持板と、各支持板を移動させるエアシリンダとを含む電極の製造方法。

（２）前記電極は二次電池の電極である電極の製造方法。

１０…電極、１６…長尺金属箔、１７…電極材料、１８…塗工部、４１…減圧乾燥炉、５０…巻取リール、６０…巻取部。

Claims (3)

1. 長尺金属箔の表面に活物質合剤の塗工部を有する電極材料を巻取リールに巻き取る過程を有する電極の製造方法であって、
   前記巻取リールは、前記電極材料が巻かれる巻取部を備え、
   前記電極材料を前記巻取部に巻き取る過程では、前記巻取部を第１状態として前記電極材料に張力を働かせて巻き取り、
   前記巻取部に前記電極材料が巻かれたままの状態を維持するときは、前記巻取部を前記第１状態より縮径させた第２状態で行うことを特徴とする電極の製造方法。
2. 前記巻取部に前記電極材料を巻き取った後、前記電極材料を次工程に移行させるために前記巻取リールごと前記電極材料を運搬する際は、前記巻取部を前記第１状態とする請求項１に記載の電極の製造方法。
3. 前記巻取部に前記電極材料が巻かれたままの状態を維持するときは、巻かれた前記電極材料を前記巻取リールごと乾燥炉内に収容して行う乾燥工程のときである請求項１又は請求項２に記載の電極の製造方法。

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