JP2018014220A - 電極製造設備及び電極製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリーダイカッタの刃先に付着物が付着することを抑制できる電極製造設備及び電極製造方法を提供すること。【解決手段】電極製造設備２０は、電極材料１７の塗工部１９を加圧するロールプレス装置２４と、電極材料１７の搬送方向Ｘにおけるロールプレス装置２４より下流側に配置され、搬送されていく電極材料１７を冷却する冷却炉３０と、搬送方向Ｘにおける冷却炉３０より下流側に配置され、電極材料１７を個片の電極１０の形状に切断する刃型４３を有するロータリーダイカッタ４０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ロータリーダイカッタを備える電極製造設備及び電極製造方法に関する。

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、加圧により塗工部を圧縮する加圧工程、及び電極材料を個片の電極に切断する切断工程を含む。

例えば、特許文献１に開示の電極の製造方法は、塗工工程後、電極材料のうち金属箔の露出した露出部を切断してリード部を形成し、塗工部をロールプレスにより圧延して加圧工程を行った後、切断工程を行って電極材料から電極を切り出す。特許文献１において、切断工程は、プレス打ち抜きや、ロールカットなどの方法で行われる。

特開平１０−２１４６１６号公報

ところで、ロールカットによる切断は、一般にロータリーダイカッタを用いて行われる。しかし、ロータリーダイカッタの刃型によって電極材料を切り抜いて電極を製造する場合には、非常に薄い金属箔を刃型によって切り抜く。この際、切り抜き部分での金属箔の物理的・化学的変化（所謂凝着）により、金属箔の一部が刃先に付着してしまう。この付着物は硬く、付着物によって刃型の切断性能が低下してしまうため、付着物が一定量以上付着しないようにするために刃型の刃先の観察を定期的に実施するなど管理が必要となる。また、付着が確認された刃先には研磨が必要となり、刃型の刃先の全てに上記管理を実施することは多大な工数を要する。

本発明の目的は、ロータリーダイカッタの刃先に付着物が付着することを抑制できる電極製造設備及び電極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製造設備は、長尺金属箔の表面に形成された塗工部を備える電極材料を長手方向に搬送しながら電極を製造する電極製造設備であって、前記電極材料の前記塗工部を加圧するロールプレス装置と、前記電極材料の搬送方向における前記ロールプレス装置より下流側に配置され、搬送されていく前記電極材料を冷却する冷却装置と、前記搬送方向における前記冷却装置より下流側に配置され、前記電極材料を個片の電極の形状に切断する刃型を有するロータリーダイカッタと、を備えることを要旨とする。

これによれば、ロールプレス装置によって塗工部が加圧されると、長尺金属箔が熱を持つ場合がある。長尺金属箔が熱を持ったまま巻き取ると、巻き取り後に長尺金属箔が冷えて巻癖が付いてしまう虞がある。そこで、ロールプレス装置による加圧後、電極材料を巻き取らずに次工程に供するようにした。次工程は、ロータリーダイカッタによって電極材料を個片の電極に切断する切断工程である。このとき、長尺金属箔が加圧によって生じた熱を持ったままだと、ロータリーダイカッタの刃型による切り抜き部分での金属箔の物理的・化学的変化が発生する虞がある。しかし、冷却装置を設けたことで、加圧後、搬送されていく電極材料を冷却し、長尺金属箔を冷ました状態でロータリーダイカッタによる切断工程を行わせることができる。このため、切り抜き部分での金属箔の物理的・化学的変化の発生を抑制し、金属箔の一部が刃型の刃先に付着することを抑制できる。

電極製造設備について、前記搬送方向における前記ロールプレス装置より上流側に配置され、巻回状態にある前記電極材料を送り出す送出装置と、前記搬送方向における前記ロータリーダイカッタより下流側に配置され、個片となった前記電極を搬送するため複数の搬送ローラが並んだ電極搬送装置を備え、前記冷却装置は、冷却炉と、該冷却炉内に配置され、搬送されていく前記電極材料が巻き掛けられる冷却用ロールとを含んでいてもよい。

これによれば、電極材料は、テンションを加えて巻回されている。このため、電極材料には巻回に伴う応力が発生している。そして、送出装置から送り出され、ロールプレス装置によって加圧された電極材料は、冷却用ロールに巻き掛けられる状態で冷却炉内を通過する。このとき、冷却用ロールに対し電極材料が巻き掛けられる向きを調節して、個片の電極が切断されたときにＵ字状の反りが発生するように、電極材料に応力を発生させる。その後の切断工程によって個片の電極が形成されると、応力解放により、電極にはＵ字状の反りが発生する。その結果、電極搬送装置の複数の搬送ローラ上に個片の電極が乗ったとき、電極において搬送方向の上流端及び下流端は搬送ローラよりも上を向く状態にあり、電極の下流端が隣り合う搬送ローラの隙間に入り込むことを抑制できる。

電極製造設備について、前記冷却用ロールは前記冷却炉内で上下動可能であり、前記冷却炉内での前記電極材料の経路長を調節可能であってもよい。
これによれば、冷却炉内での電極材料の経路長を調節することで、電極材料が冷却炉を通過するのに要する時間を調節でき、長尺金属箔の温度を調節できる。したがって、プレス後の長尺金属箔の温度をロータリーダイカッタによる切断に適した温度に調節でき、金属箔の一部が刃先に付着することを抑制しやすくなる。

電極製造設備について、前記ロールプレス装置は、前記塗工部を厚み方向の両面から加熱しながら加圧するヒートプレスを行ってもよい。
これによれば、加圧工程時、塗工部の厚み調整を円滑に行うため、塗工部を加熱しながら加圧するヒートプレスが行われると、長尺金属箔は高温になりやすい。この場合、ロータリーダイカッタで切断工程を行うと、切り抜き部分での金属箔の物理的・化学的変化がより発生しやすくなる。しかし、冷却装置に電極材料を通過させることで長尺金属箔を冷ますことができる。よって、塗工部の厚み調整を行いやすくしながらも、金属箔の一部が刃型の刃先に付着することを抑制できる。

上記問題点を解決するための電極製造方法は、長尺金属箔の表面に形成された塗工部を備える電極材料を長手方向に搬送しながら個片の電極とする電極製造方法であって、前記電極材料の前記塗工部を加圧する加圧工程と、加圧工程後に実施され、前処理として電極材料を冷却した後に個片の電極の形状に切断する切断工程と、を備え、切断後の前記個片の電極がＵ字状をなし、搬送されることを要旨とする。

これによれば、加圧工程で塗工部が加圧されると、長尺金属箔が熱を持つ場合がある。長尺金属箔が熱を持ったまま長尺金属箔を巻き取ると、巻き取り後に長尺金属箔が冷えて巻癖が付いてしまう虞がある。一方で、加圧工程直後に切断工程を実施すると、金属箔の一部が刃型の刃先に付着する。このため、加圧工程後、巻き取られること無く切断工程に搬送されてくる電極材料を、切断工程の前処理として冷却し、長尺金属箔を冷ました状態で切断工程を行うことで、切り抜き部分での金属箔の物理的・化学的変化の発生を抑制し、金属箔の一部が刃型の刃先に付着することを抑制できる。

また、個片の電極に、搬送方向の上流端及び下流端が上を向くようなＵ字状に反りが発生するように冷却を行う。よって、例えば、隣接された複数の搬送要素（ローラ、ベルト等）を用い、搬送要素間の隙間を跨ぎながら電極が搬送される際、電極の下流端が、隣接する搬送要素の隙間に入り込むことが抑制できる。

本発明によれば、ロータリーダイカッタの刃先に付着物が付着することを抑制できる。

電極を示す斜視図。 電極製造設備を模式的を示す図。 ロータリーダイカッタを示す斜視図。 搬送ローラ上の電極を示す斜視図。 別例の電極製造設備を模式的を示す図。

以下、電極製造設備及び電極製造方法を具体化した一実施形態を図１〜図４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。電極１０は、金属箔の一辺に沿って未塗工部１１ａを備える。未塗工部１１ａは、活物質層１２が存在せず、金属箔１１が露出した部分である。未塗工部１１ａは、金属箔１１の一辺の一部から突出した形状のタブ１３を含む。

次に、電極１０の製造方法について説明する。
電極の製造方法は、帯状の長尺金属箔の表面に活物質合剤を連続して塗布して塗工部を形成し、電極材料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、活物質合剤に含まれる溶媒を蒸発させるとともにバインダを硬化させる乾燥工程を含む。塗工工程では、長尺金属箔の両面に塗工部が形成されるとともに、長尺金属箔の一対の長縁部に沿って、長尺金属箔の露出した露出部が形成される。電極の製造方法は、加圧により塗工部を圧縮する加圧工程と、加圧工程後に実施され、前処理として電極材料を冷却した後に電極材料を個片の電極の形状に切断する切断工程と、を備える。そして、切断工程で電極材料から電極が切り出される。

次に、電極材料１７について詳細に説明する。
図２又は図３に示すように、電極材料１７は、長尺金属箔１８と、長尺金属箔１８の両面に存在する塗工部１９を備える。長尺金属箔１８は、電極１０の金属箔１１となる部位である。また、塗工部１９は、電極１０の活物質層１２となる部位である。電極材料１７において、その塗工部１９の面に沿い、かつ電極材料１７の長手方向に直交する方向を短手方向とする。電極材料１７は、長手方向に沿う両方の長縁部に沿って露出部１８ａを備える。各露出部１８ａは、長尺金属箔１８において各塗工部１９によって覆われていない部位であり、長尺金属箔１８が露出した部分である。そして、露出部１８ａは、電極１０が電極材料１７から打ち抜かれた際に、未塗工部１１ａ及びタブ１３となる部位である。

次に、電極製造設備２０について説明する。電極製造設備２０は、上記乾燥工程を含む塗工工程を経て形成された電極材料１７に対し、加圧工程、及び切断工程を行う装置である。

図２に示すように、電極製造設備２０は、電極材料１７を送り出す送出装置２２を備える。送出装置２２の巻芯２３には、電極材料１７がテンションを加えてロール状に巻き取られ、巻回状態にある。送出装置２２は、図示しない支持装置を備え、巻芯２３は支持装置によって回転可能に支持されている。送出装置２２は、電極材料１７を巻芯２３の上面の上側から送り出し、送り出された電極材料１７は搬送方向Ｘに搬送される。

電極製造設備２０は、搬送ローラ２０ａを備える。送出装置２２から送り出された電極材料１７は、搬送ローラ２０ａによって横方向に搬送されるように向きが変更される。電極製造設備２０は、搬送方向Ｘにおける搬送ローラ２０ａより下流側に、加圧工程を行うロールプレス装置２４を備える。

ロールプレス装置２４は一対のプレスロール２５を備える。各プレスロール２５は、内部に熱媒体を流通可能であり、プレスロール２５の周面を加熱可能である。本実施形態では、ロールプレス装置２４は、周面の加熱されたプレスロール２５で加圧を行うヒートプレスを行う。加圧工程では、一対のプレスロール２５により、電極材料１７の塗工部１９を厚み方向の両面から加圧し、塗工部１９を目的とする厚みまで圧縮する。なお、一対のプレスロール２５によって塗工部１９を加圧する位置は、送出装置２２の巻芯２３より上方にある。このため、電極材料１７は、ロールプレス装置２４よりも遠くの外周側から巻芯２３の上側を通ってロールプレス装置２４に送り出される。

ロールプレス装置２４によって塗工部１９が加圧された電極材料１７は、第１のガイドローラ２６ａによって、下に向けて搬送されるように向きが変更される。電極製造設備２０は、第１のガイドローラ２６ａより下方に配置された冷却炉３０を備える。冷却炉３０は、加圧直後の電極材料１７を冷却する。冷却炉３０は、切断工程の前処理時に電極材料１７を冷却する。冷却炉３０の内部には冷媒が供給可能である。冷却炉３０内に供給された冷媒により、冷却炉３０を通過する電極材料１７の長尺金属箔１８及び塗工部１９が冷却される。

冷却炉３０に向けてガイドされた電極材料１７は、冷却炉３０内に配置された冷却用ロール３１に巻き掛けられ、冷却用ロール３１によって上に向けて搬送されるように向きが変更され、さらに、第２のガイドローラ２６ｂによって、斜め上方向に搬送されるように向きが変更される。本実施形態では、冷却炉３０と冷却用ロール３１とが冷却装置を構成する。

冷却炉３０には温度計３３が設置されている。温度計３３により、冷却炉３０内の温度を検出できる。そして、冷却炉３０内の温度が目的とする温度となるように、冷媒の供給量を制御する。また、冷却用ロール３１は、検出された温度に基づき、上下動し、経路長を調節する。冷却炉３０内の温度と、冷却用ロール３１の移動量は、実験等によって予め設定されており、冷却炉３０を通過した後の長尺金属箔１８が目的とする温度になるように、温度と冷却用ロール３１の移動量が設定されている。

電極材料１７が冷却炉３０内の冷却用ロール３１の下面に巻き掛けられることで、電極材料１７には、個片となったときに、Ｕ字状の反りを発生させる応力が発生する。応力の発生した状態で電極材料１７が冷却されるため、電極材料１７の状態では応力が解放されず、電極材料１７には応力が内部応力として残存する。

また、第１のガイドローラ２６ａから冷却用ロール３１を介して第２のガイドローラ２６ｂに至るまでを、電極材料１７の経路調節領域Ｃとする。図２の実線に示すように、冷却用ロール３１が下に向かって移動すると、冷却用ロール３１が電極材料１７を押し下げる。すると、経路調節領域Ｃでの電極材料１７の経路長が移動前より長くなる。一方、図２の２点鎖線に示すように、冷却用ロール３１が上に向かって移動すると、冷却用ロール３１による電極材料１７の押し下げ量が少なくなり、経路調節領域Ｃでの電極材料１７の経路長が短くなる。したがって、第１のガイドローラ２６ａ、冷却用ロール３１、及び第２のガイドローラ２６ｂが、経路調節機構を構成している。

電極製造設備２０は、搬送方向Ｘにおける第２のガイドローラ２６ｂより下流側に一対のニップロール２８を備える。第２のガイドローラ２６ｂによって向きの変更された電極材料１７は、ニップロール２８によって挟持される。

電極製造設備２０は、搬送方向Ｘにおけるニップロール２８より下流側に、切断工程を行うロータリーダイカッタ４０を備える。なお、電極製造設備２０は、搬送方向Ｘにおけるニップロール２８とロータリーダイカッタ４０の間にテンションローラ２９を備える。テンションローラ２９は、ロータリーダイカッタ４０を通過する前の電極材料１７に張力を与える。

図３に示すように、ロータリーダイカッタ４０は、ダイロール４１と、アンビルロール４５とを備える。ダイロール４１の軸心、及び、アンビルロール４５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４１及びアンビルロール４５は、軸心まわりで回転できるように図示しない駆動装置に支持されている。

ダイロール４１は、円柱状のロール本体４２と、ロール本体４２の径方向外側に突出する形状の刃型４３と、を備える。ロール本体４２が回転することで刃型４３が移動する。刃型４３は、電極１０の外形線に合わせた閉環状である。

刃型４３がアンビルロール４５に最も接近した場所で、刃型４３は、電極材料１７の塗工部１９に押し付けられ、上側の塗工部１９、長尺金属箔１８、及び下側の塗工部１９を切断する。そして、電極材料１７が搬送方向Ｘに搬送されながらダイロール４１が回転することにより、刃型４３によって電極材料１７が搬送方向Ｘに沿って徐々に切断されていき、電極材料１７から個片の電極１０が切り出される。

図２に示すように、電極製造設備２０は、搬送方向Ｘにおけるロータリーダイカッタ４０より下流側に案内装置５０を備える。案内装置５０は、切断された電極１０を搬送方向Ｄ１へ案内する一方で、電極１０として切り出される部分とは異なる部分である端材５４を、搬送方向Ｄ１とは異なる搬送方向Ｄ２へ案内する。

案内装置５０は、円柱状の分離ローラ５１と、ガイドローラ５２と、巻取リール５３と、を備える。分離ローラ５１及びガイドローラ５２の軸心は、電極材料１７の短手方向に沿って延びる。分離ローラ５１は、軸心まわりで回転できるように図示しない駆動装置に支持され、ガイドローラ５２は、軸心まわりで回転できるように図示しない駆動装置に支持されている。また、巻取リール５３は、軸心まわりで回転できるように図示しない駆動装置に支持されている。

分離ローラ５１は、切り出された電極１０を搬送方向Ｄ１へ案内する。搬送方向Ｄ１は、電極材料１７の搬送方向Ｘと一致している。その一方で、分離ローラ５１及びガイドローラ５２は、電極１０が分離された端材５４を搬送方向Ｄ２へ案内する。また、ガイドローラ５２は、搬送方向Ｄ２へ案内された端材５４に張力を働かせている。巻取リール５３は、搬送方向Ｄ２へ案内された端材５４を巻き取る。

電極製造設備２０は、電極搬送装置６０を備える。電極搬送装置６０は、案内装置５０によって案内された電極１０を搬送先へ搬送する。電極搬送装置６０は、搬送要素として複数の搬送ローラ６１を備える。複数の搬送ローラ６１の軸心は、電極材料１７の短手方向に延び、かつ互いに平行である。

次に、電極製造設備２０による電極１０の製造方法を記載する。なお、電極材料１７は、正極の電極１０を製造するための電極材料１７であり、長尺金属箔１８はアルミニウム箔製であり、塗工部１９は正極用の活物質合剤で形成されている。

図２の１点鎖線に示すように、電極材料１７が巻芯２３に巻回された状態では、電極材料１７には、巻芯２３の周面に沿う応力が発生している。電極材料１７は、送出装置２２によって送り出される際、巻芯２３の外側を通過して上側から送出される。このため、電極材料１７には、短手方向に見た場合、電極材料１７を逆Ｕ字状に反らせるような応力が発生している。

その後、ロールプレス装置２４では、電極材料１７の塗工部１９がプレスロール２５によって厚み方向の両面側から加熱されながら加圧され、塗工部１９が目的とする厚みまで圧縮される。ロールプレス装置２４によるヒートプレスにより、塗工部１９及び長尺金属箔１８は熱を持つ。

加圧工程後、すなわちプレス直後、電極材料１７は、冷却炉３０内を通過し、長尺金属箔１８及び塗工部１９が冷却炉３０内の冷媒と熱交換され、長尺金属箔１８及び塗工部１９が冷却される。すなわち、切断工程の前処理として、長尺金属箔１８及び塗工部１９の冷却が冷却炉３０で行われる。温度計３３の検出した温度に基づき、冷却用ロール３１を上下動させる量が調節され、経路長が調節される。すなわち、経路長を調節して電極材料１７が冷却炉３０内を通過するのに要する時間を調節し、長尺金属箔１８及び塗工部１９を目的とする温度にまで冷却する。切断工程の前処理は、個片の電極１０に、搬送方向Ｘの上流端及び下流端が上を向くようなＵ字状に反りが発生するように冷却を行う。

冷却炉３０内では、電極材料１７は冷却用ロール３１の下側に巻き掛けられた状態である。このため、図２の１点鎖線に示すように、電極材料１７には、短手方向に見た場合、冷却用ロール３１の周面に沿って、電極材料１７をＵ字状に反らせるような応力が発生している。よって、電極材料１７には、個片となったときに、電極１０をＵ字状に反らせる応力が発生している。また、応力の発生した状態で電極材料１７が冷却されるため、電極材料１７の状態では応力が解放されず、電極材料１７には応力が内部応力として残存する。

冷却炉３０を通過した電極材料１７は、ニップロール２８を通過し、テンションローラ２９によって張力が働いた状態で、ロータリーダイカッタ４０を通過し、ダイロール４１の刃型４３によって個片の電極１０の形状に切断される。すると、電極材料１７に残存する内部応力が解放され、図４に示すように、電極１０は、搬送方向Ｘの上流端及び下流端が上に向かうような反りが生じ、電極１０は、Ｕ字状に反る。

切り出された電極１０は、案内装置５０によって搬送方向Ｄ１へ案内され、電極搬送装置６０に乗る。電極１０は、複数の搬送ローラ６１によって搬送先へ搬送される。また、案内装置５０の分離ローラ５１及びガイドローラ５２は、電極１０が分離された端材５４を搬送方向Ｄ２へ案内し、搬送方向Ｄ２へ案内された端材５４は巻取リール５３に巻き取られる。

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）電極製造設備２０は、搬送方向Ｘにおけるロールプレス装置２４より下流側で、かつロータリーダイカッタ４０より上流側に冷却炉３０を備える。そして、ロールプレス装置２４で加圧された電極材料１７をロータリーダイカッタ４０で切断する前に、前処理として電極材料１７を冷却炉３０で冷却可能にした。このため、冷却炉３０に電極材料１７を通過させることで、加圧によって長尺金属箔１８に生じた熱を冷ますことができる。その結果、電極材料１７を刃型４３によって切断する際、切り抜き部分において、金属箔の物理的・化学的変化の発生が抑制され、金属箔の一部が刃型４３の刃先に付着することを抑制できる。よって、刃型４３の刃先に付着物が付着しないようにするために刃型４３の刃先の観察を定期的に実施するなどの管理が必要なく、付着が確認された刃型４３の研磨といった管理も減る。

（２）ロールプレス装置２４によって塗工部１９を加圧した直後に電極材料１７を巻き取ると、電極材料１７に巻癖が付いてしまい、巻癖の付いた電極材料１７から電極１０を切断する際、電極１０を規定のサイズや形状に切断しにくくなり好ましくない。そこで、加圧工程後、電極材料１７を巻き取らず、そのまま搬送して次工程の切断工程に供するようにした。この場合、加圧によって長尺金属箔１８に生じた熱を冷却炉３０での前処理で冷まし、ロータリーダイカッタ４０で電極材料１７を切断する際に、刃型４３の刃先に付着物が付着することを抑制できる。よって、電極製造設備２０を用いることで、電極１０を規定のサイズや形状に切断でき、しかも、刃型４３の刃先に付着物が付着することを抑制できる。

（３）巻芯２３に巻き取られた電極材料１７を、ロールプレス装置２４から離れた巻芯２３の外側を回らせて巻芯２３の上側から送り出させるようにし、冷却用ロール３１に対しては、電極材料１７を冷却用ロール３１の下に巻き掛けるようにした。このため、巻芯２３への巻き取りを原因とした、電極１０に発生し得る反りの向きが、冷却用ロール３１を通過し、冷却炉３０で冷却されることで逆転する。その結果、電極材料１７から個片の電極１０が切り出されたとき、電極１０には、搬送方向Ｘの上流端及び下流端が上を向くようなＵ字状に反りが発生する。よって、電極１０が電極搬送装置６０の搬送ローラ６１上を搬送される際、電極１０の下流端が隣接する搬送ローラ６１の隙間に入り込むことが抑制できる。

（４）冷却炉３０内では、冷却用ロール３１は上下動可能である。このため、冷却炉３０内における電極材料１７の経路長を調節可能である。経路長を調節することで、冷却炉３０内を電極材料１７が通過するのに要する時間を調節し、電極材料１７の切断に適した温度にまで長尺金属箔１８を冷却することができる。

（５）ロールプレス装置２４を通過した電極材料１７の冷却は、電極材料１７を搬送しながら冷却炉３０を通過させることで行う。例えば、ロールプレス装置２４を通過した電極材料１７を巻き取った状態で冷却炉３０に配置する場合のように、冷却によって電極材料１７に巻癖が付いてしまうことが無い。

（６）ロールプレス装置２４を通過した電極材料１７の冷却は、冷媒による強制冷却である。例えば、電極材料１７を空冷によって自然冷却する場合と比べると、電極材料１７の搬送経路を短くでき、電極製造設備２０の大型化を招くことはない。

（７）塗工部１９の厚み調整を行いやすくするため、プレスロール２５から熱を加えて加圧工程が行われる。この場合、長尺金属箔１８は高温になりやすいが、冷却炉３０に電極材料１７を通過させることで長尺金属箔１８を冷ますことができる。よって、加圧工程時には塗工部１９の厚み調整を行いやすくしながら、切断工程では金属箔の一部が刃型４３の刃先に付着することを抑制できる。

（８）正極用の電極材料１７の長尺金属箔１８はアルミニウム箔である。アルミニウムは軽金属であり、温度が低いと刃型４３の刃先への付着（凝着）が発生しにくい。このため、電極材料１７の加圧後に、電極材料１７を冷却して長尺金属箔１８を冷ましてカットする製造方法は、正極用の電極１０の製造に好適である。

（９）電極１０の製造方法では、加圧工程後、巻き取られること無く搬送されてくる電極材料１７を、切断工程の前処理として冷却するようにした。このため、長尺金属箔１８を冷ました状態で切断工程を行うことができ、切り抜き部分での金属箔の物理的・化学的変化の発生を抑制し、金属箔の一部が刃型４３の刃先に付着することを抑制できる。また、前処理では、個片の電極１０に、搬送方向Ｘの上流端及び下流端が上を向くようなＵ字状に反りが発生するように冷却を行う。よって、電極１０が電極搬送装置６０の搬送ローラ６１上を搬送される際、電極１０の下流端が隣接する搬送ローラ６１の隙間に入り込むことが抑制できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図５に示すように、送出装置２２からの電極材料１７の送り出しの向きを実施形態と逆にしてもよい。この場合、電極材料１７は、巻芯２３の下側を通過し、かつ巻芯２３の周面のうち、ロールプレス装置２４寄りの内側を通過して斜め上方に送出される。図５の１点鎖線に示すように、巻回状態にある電極材料１７には、短手方向に見た場合、巻芯２３の周面に沿うＵ字状に電極材料１７を反らせるような応力が発生している。よって、電極材料１７には、個片となったときに、Ｕ字状の反りを発生させる応力が発生している。

この形態において、冷却装置としての冷却炉７０は、電極材料１７を水平方向に搬送させるトンネル状である。このように構成した場合、巻芯２３に電極材料１７が巻き取られたことで電極１０に発生し得る反りの向きは、冷却炉７０を通過しても逆転しない。その結果、電極材料１７から個片の電極１０が切り出されたとき、電極１０には、Ｕ字状の反り、すなわち、搬送方向Ｘの上流端及び下流端が上を向く反りが発生する。

したがって、電極材料１７を送出装置２２から送り出させる向きが逆であっても冷却炉の構造を変更することで、電極１０にＵ字状の反りを発生させることができる。
○ 電極搬送装置６０は、複数の搬送ローラ６１に変え、例えば複数のベルトコンベヤを並べたものであってもよい。隣接された複数の搬送要素（ローラ、ベルト等）を用い、搬送要素間の隙間を跨ぎながら電極１０を搬送する搬送装置を使用する場合、電極１０にＵ字状の反りを発生させることで、電極１０が搬送される際、電極１０の下流端が隣接する搬送要素間の隙間に入り込むことが抑制できる。

○ 送出装置２２において、電極材料１７は巻芯２３を用いずにロール状に巻回されていてもよい。
○ ロールプレス装置２４はヒートプレスを行わないロールプレス装置であってもよい。

○ 実施形態において、冷却炉３０の冷却用ロール３１は上下動せず、経路長を調節不能であってもよい。
○ 実施形態において、冷却炉３０内の冷却用ロール３１は無くてもよい。

○ 電極材料１７は負極用の電極材料１７であってもよい。この場合、長尺金属箔１８は銅箔であり、長尺金属箔１８は負極用の活物質合剤で形成されている。
○ 電極材料１７は、長尺金属箔１８の片面に塗工部１９を有していてもよく、この場合、電極１０は、金属箔１１の片面に活物質層１２を有する。

○ 電極搬送装置６０は、搬送ローラ６１を複数並設した装置でなく、ベルトコンベアや、吸着式の搬送装置であってもよい。
○ ニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電装置に用いる電極の製造時に実施形態の電極製造設備２０を採用してもよい。

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）前記長尺金属箔はアルミニウム箔である電極製造設備。
（２）前記冷却炉には冷媒が供給される電極製造設備。

Ｘ…搬送方向、１０…電極、１７…電極材料、１８…長尺金属箔、１９…塗工部、２０…電極製造設備、２２…送出装置、２４…ロールプレス装置、３０，７０…冷却装置を構成する冷却炉、３１…冷却装置を構成する冷却用ロール、４０…ロータリーダイカッタ、４３…刃型、６０…電極搬送装置、６１…搬送ローラ。

Claims (5)

1. 長尺金属箔の表面に形成された塗工部を備える電極材料を長手方向に搬送しながら電極を製造する電極製造設備であって、
   前記電極材料の前記塗工部を加圧するロールプレス装置と、
   前記電極材料の搬送方向における前記ロールプレス装置より下流側に配置され、搬送されていく前記電極材料を冷却する冷却装置と、
   前記搬送方向における前記冷却装置より下流側に配置され、前記電極材料を個片の電極の形状に切断する刃型を有するロータリーダイカッタと、を備えることを特徴とする電極製造設備。
2. 前記搬送方向における前記ロールプレス装置より上流側に配置され、巻回状態にある前記電極材料を送り出す送出装置と、前記搬送方向における前記ロータリーダイカッタより下流側に配置され、個片となった前記電極を搬送するため複数の搬送ローラが並んだ電極搬送装置を備え、前記冷却装置は、冷却炉と、該冷却炉内に配置され、搬送されていく前記電極材料が巻き掛けられる冷却用ロールとを含む請求項１に記載の電極製造設備。
3. 前記冷却用ロールは前記冷却炉内で上下動可能であり、前記冷却炉内での前記電極材料の経路長を調節可能である請求項２に記載の電極製造設備。
4. 前記ロールプレス装置は、前記塗工部を厚み方向の両面から加熱しながら加圧するヒートプレスを行う請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電極製造設備。
5. 長尺金属箔の表面に形成された塗工部を備える電極材料を長手方向に搬送しながら個片の電極とする電極製造方法であって、
   前記電極材料の前記塗工部を加圧する加圧工程と、
   前記加圧工程後に実施され、前処理として電極材料を冷却した後に個片の電極の形状に切断する切断工程と、を備え、
   切断後の前記個片の電極がＵ字状をなし、搬送されることを特徴とする電極製造方法。

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