JP2019046743A - Method for manufacturing bipolar electrode and device for manufacturing bipolar electrode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一側面は、バイポーラ電極の製造方法及びバイポーラ電極の製造装置に関する。 One aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a bipolar electrode and an apparatus for manufacturing a bipolar electrode.
複数のバイポーラ電極がセパレータを介して積層されたバイポーラ電池が知られている(特許文献1参照)。各バイポーラ電極は、電極板と、電極板の第1面に設けられた正極と、電極板の第2面に設けられた負極とを有している。 A bipolar battery is known in which a plurality of bipolar electrodes are stacked via a separator (see Patent Document 1). Each bipolar electrode has an electrode plate, a positive electrode provided on the first surface of the electrode plate, and a negative electrode provided on the second surface of the electrode plate.
バイポーラ電極を製造する方法としては、例えば以下の方法が考えられる。まず、帯状の導電性シートの第1面に、導電性シートの長手方向において複数の正極を間欠的に塗工し、帯状の導電性シートの第2面に、導電性シートの長手方向において複数の負極を間欠的に塗工する。次に、キャリアフィルムによって導電性シートを長手方向に搬送しながら、隣り合う正極間及び隣り合う負極間において導電性シート及びキャリアフィルムの一部を切断する。これにより、個片化されたバイポーラ電極が得られる。 As a method of manufacturing the bipolar electrode, for example, the following method can be considered. First, a plurality of positive electrodes are intermittently coated on the first surface of the strip-shaped conductive sheet in the longitudinal direction of the conductive sheet, and a plurality of the positive electrodes on the second surface of the strip-shaped conductive sheet in the longitudinal direction Is applied intermittently. Next, while conveying the conductive sheet in the longitudinal direction by the carrier film, the conductive sheet and a part of the carrier film are cut between the adjacent positive electrodes and between the adjacent negative electrodes. Thereby, a singulated bipolar electrode is obtained.
ループ状のキャリアフィルムを循環させることによって導電性シートを搬送する場合、キャリアフィルムの同じ位置で切断が行われる可能性がある。その場合、既に行われた切断によりキャリアフィルムに切り込みが形成されているので、切断装置の刃が導電性シートに押し当てられると、導電性シートが切り込み内に押し込まれる。その結果、例えばバリの発生といった導電性シートの切断不良が発生するおそれがある。 If the conductive sheet is transported by circulating a looped carrier film, cutting may occur at the same location of the carrier film. In that case, since the cut is made in the carrier film by the cutting already performed, when the blade of the cutting device is pressed against the conductive sheet, the conductive sheet is pushed into the cut. As a result, for example, cutting defects of the conductive sheet, such as the generation of burrs, may occur.
本発明の一側面は、導電性シートの切断不良の発生を抑制できるバイポーラ電極の製造方法及びバイポーラ電極の製造装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a bipolar electrode and an apparatus for manufacturing a bipolar electrode that can suppress the occurrence of cutting defects of a conductive sheet.
本発明の一側面に係るバイポーラ電極の製造方法は、帯状の導電性シートと、前記導電性シートの両面のそれぞれにおいて前記導電性シートの長手方向に間欠的に配列された複数の活物質層とを有するワークを、前記ワークを支持するループ状のキャリアフィルムを循環させることによって前記長手方向に搬送する搬送工程と、刃を有する切断装置の前記刃を下方に移動させることによって、隣り合う前記活物質層間において前記導電性シート及び前記キャリアフィルムの一部を切断する第1切断工程と、前記第1切断工程により前記キャリアフィルムに形成された切り込みの位置において、前記導電性シートを切断する第2切断工程と、前記第1切断工程と前記第2切断工程との間において、前記刃の下死点を下方に移動する移動工程と、を含む。 In the method of manufacturing a bipolar electrode according to one aspect of the present invention, a strip-shaped conductive sheet, and a plurality of active material layers arranged intermittently in the longitudinal direction of the conductive sheet on each of both surfaces of the conductive sheet A conveying step of conveying the work having the material in the longitudinal direction by circulating a loop-like carrier film supporting the work, and moving the blade of the cutting device having the blade downward, the adjacent active A second cutting step of cutting the conductive sheet and a part of the carrier film between material layers, and a second cutting step of cutting the conductive sheet at a position of a cut formed in the carrier film by the first cutting step A cutting step, and a moving step of moving the lower dead point of the blade downward between the first cutting step and the second cutting step; Including.
このバイポーラ電極の製造方法によれば、第2切断工程において導電性シートを切断する際に、第1切断工程によりキャリアフィルムに形成された切り込み内に導電性シートが押し込まれても、刃の下死点が下方に移動しているので、導電性シートの切断不良の発生を抑制できる。 According to the manufacturing method of this bipolar electrode, when the conductive sheet is cut in the second cutting step, even if the conductive sheet is pushed into the cut formed in the carrier film in the first cutting step, the lower side of the blade Since the dead point moves downward, the occurrence of cutting defects of the conductive sheet can be suppressed.
前記キャリアフィルムがPETフィルムであり、前記第2切断工程の後、前記切り込みの深さが前記キャリアフィルムの厚みの80%以下であってもよい。この場合、キャリアフィルムが破断する可能性を低減できる。 The carrier film may be a PET film, and the depth of the cuts may be 80% or less of the thickness of the carrier film after the second cutting step. In this case, the possibility of breakage of the carrier film can be reduced.
前記切断装置が、前記導電性シートの短手方向に沿った回転軸を有する切断ロールであってもよい。この場合、切断ロールを回転軸の周りに回転させることにより、キャリアフィルムによってワークを搬送しながら導電性シートを切断できる。よって、導電性シートを切断する際に、キャリアフィルム及びワークを停止させる必要がないので、バイポーラ電極の生産効率を高めることができる。さらに、キャリアフィルムの加減速によりキャリアフィルムに加わる力を抑制できる。そのため、キャリアフィルムへのダメージを低減できる。 The cutting device may be a cutting roll having a rotation axis along the lateral direction of the conductive sheet. In this case, the conductive sheet can be cut while conveying the work by the carrier film by rotating the cutting roll around the rotation axis. Therefore, when cutting the conductive sheet, it is not necessary to stop the carrier film and the work, so that the production efficiency of the bipolar electrode can be enhanced. Furthermore, the force applied to the carrier film by acceleration and deceleration of the carrier film can be suppressed. Therefore, damage to the carrier film can be reduced.
本発明の一側面に係るバイポーラ電極の製造装置は、帯状の導電性シートと、前記導電性シートの両面のそれぞれにおいて前記導電性シートの長手方向に間欠的に配列された複数の活物質層とを有するワークを長手方向に搬送する搬送装置と、隣り合う前記活物質層間において前記導電性シートを切断するように下方に移動する刃を有する切断装置と、前記刃の下死点を下方に移動する駆動装置と、を備え、前記搬送装置は、前記ワークを支持するループ状のキャリアフィルムを循環させることによって前記ワークを前記長手方向に搬送し、前記駆動装置は、前記導電性シート及び前記キャリアフィルムの一部を切断する第1切断工程と、前記第1切断工程により前記キャリアフィルムに形成された切り込みの位置において前記導電性シートを切断する第2切断工程との間において、前記刃の下死点を下方に移動する。 A manufacturing apparatus of a bipolar electrode according to one aspect of the present invention includes a strip-shaped conductive sheet, and a plurality of active material layers intermittently arranged in the longitudinal direction of the conductive sheet on each of both surfaces of the conductive sheet. And a cutting device having a blade moving downward so as to cut the conductive sheet between the adjacent active material layers, and moving the lower dead point of the blade downward And the transport device transports the work in the longitudinal direction by circulating a loop-like carrier film supporting the work, and the drive includes the conductive sheet and the carrier. The conductive sheet at a position of a cut formed on the carrier film by a first cutting step of cutting a part of the film and the first cutting step In between the second cutting step of cutting, moving the bottom dead center of the blade downward.
このバイポーラ電極の製造装置によれば、第2切断工程において導電性シートを切断する際に、第1切断工程によりキャリアフィルムに形成された切り込み内に導電性シートが移動しても、刃の下死点が下方に移動しているので、導電性シートの切断不良の発生を抑制できる。 According to the manufacturing apparatus of this bipolar electrode, when the conductive sheet is cut in the second cutting step, the conductive sheet is moved under the blade even if the conductive sheet is moved into the cut formed in the carrier film in the first cutting step. Since the dead point moves downward, the occurrence of cutting defects of the conductive sheet can be suppressed.
本発明の一側面によれば、導電性シートの切断不良の発生を抑制できるバイポーラ電極の製造方法及びバイポーラ電極の製造装置が提供され得る。 According to one aspect of the present invention, a method of manufacturing a bipolar electrode and an apparatus for manufacturing a bipolar electrode can be provided that can suppress the occurrence of cutting defects of a conductive sheet.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面には必要に応じてXYZ直交座標系が示される。例えば、X方向及びY方向が水平方向であり、Z方向が鉛直方向である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and the overlapping description is omitted. In the drawings, an XYZ orthogonal coordinate system is shown as needed. For example, the X direction and the Y direction are horizontal directions, and the Z direction is a vertical direction.
図1を参照して、蓄電装置の実施形態について説明する。図1に示される蓄電装置10は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置10は、複数(本実施形態では3つ)の蓄電モジュール12を備えるが、単一の蓄電モジュール12を備えてもよい。蓄電モジュール12は、バイポーラ電池である。蓄電モジュール12は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
An embodiment of a power storage device will be described with reference to FIG.
複数の蓄電モジュール12は、例えば金属板等の導電板14を介して積層され得る。積層方向から見て、蓄電モジュール12及び導電板14は例えば矩形形状を有する。各蓄電モジュール12の詳細については後述する。導電板14は、蓄電モジュール12の積層方向(Z方向)において両端に位置する蓄電モジュール12の外側にもそれぞれ配置される。導電板14は、隣り合う蓄電モジュール12と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール12が積層方向に直列に接続される。積層方向において、一端に位置する導電板14には正極端子24が接続されており、他端に位置する導電板14には負極端子26が接続されている。正極端子24は、接続される導電板14と一体であってもよい。負極端子26は、接続される導電板14と一体であってもよい。正極端子24及び負極端子26は、積層方向に交差する方向(X方向)に延在している。これらの正極端子24及び負極端子26により、蓄電装置10の充放電を実施できる。
The plurality of
導電板14は、蓄電モジュール12において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板14の内部に設けられた複数の空隙14aを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール12からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙14aは例えば積層方向に交差する方向(Y方向)に延在する。積層方向から見て、導電板14は、蓄電モジュール12よりも小さいが、蓄電モジュール12と同じかそれより大きくてもよい。
蓄電装置10は、交互に積層された蓄電モジュール12及び導電板14を積層方向に拘束する拘束部材16を備え得る。拘束部材16は、一対の拘束プレート16A,16Bと、拘束プレート16A,16B同士を連結する連結部材(ボルト18及びナット20)とを備える。各拘束プレート16A,16Bと導電板14との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム22が配置される。各拘束プレート16A,16Bは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向から見て、各拘束プレート16A,16B及び絶縁フィルム22は例えば矩形形状を有する。絶縁フィルム22は導電板14よりも大きくなっており、各拘束プレート16A,16Bは、蓄電モジュール12よりも大きくなっている。積層方向から見て、拘束プレート16Aの縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔16A1が蓄電モジュール12よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向から見て、拘束プレート16Bの縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔16B1が蓄電モジュール12よりも外側となる位置に設けられている。積層方向から見て各拘束プレート16A,16Bが矩形形状を有している場合、挿通孔16A1及び挿通孔16B1は、拘束プレート16A,16Bの角部に位置する。
The
一方の拘束プレート16Aは、負極端子26に接続された導電板14に絶縁フィルム22を介して突き当てられ、他方の拘束プレート16Bは、正極端子24に接続された導電板14に絶縁フィルム22を介して突き当てられている。ボルト18は、例えば一方の拘束プレート16A側から他方の拘束プレート16B側に向かって挿通孔16A1及び挿通孔16B1に通される。他方の拘束プレート16Bから突出するボルト18の先端には、ナット20が螺合されている。これにより、絶縁フィルム22、導電板14及び蓄電モジュール12が挟持されてユニット化されると共に、積層方向に拘束荷重が付加される。
One
図2を参照して、蓄電装置を構成する蓄電モジュールについて説明する。図2に示される蓄電モジュール12は、複数のバイポーラ電極32が積層された積層体30を備える。バイポーラ電極32の積層方向から見て、積層体30は、例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極32間にはセパレータ40が配置され得る。
With reference to FIG. 2, a power storage module constituting the power storage device will be described. The
各バイポーラ電極32は、電極板34と、電極板34の第1面34cに設けられた正極36と、電極板34の第2面34dに設けられた負極38とを含む。積層体30において、一のバイポーラ電極32の正極36は、セパレータ40を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極32の負極38と対向し、一のバイポーラ電極32の負極38は、セパレータ40を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極32の正極36と対向している。
Each
積層方向において、積層体30の一端には、内側面(図示下側の面)に負極38が配置された電極板34が配置される。この電極板34は負極側終端電極に相当する。積層方向において、積層体30の他端には、内側面(図示上側の面)に正極36が配置された電極板34が配置される。この電極板34は正極側終端電極に相当する。負極側終端電極の負極38は、セパレータ40を介して最上層のバイポーラ電極32の正極36と対向している。正極側終端電極の正極36は、セパレータ40を介して最下層のバイポーラ電極32の負極38と対向している。これら終端電極の電極板34はそれぞれ隣り合う導電板14(図1参照)に接続される。
In the stacking direction, at one end of the stacked
蓄電モジュール12は、バイポーラ電極32の積層方向に延在し、積層体30を収容する筒状の樹脂部50を備える。樹脂部50は、複数の電極板34の周縁部34aを保持する。樹脂部50は、積層体30を取り囲むように構成されている。樹脂部50は、バイポーラ電極32の積層方向から見て例えば矩形形状を有している。すなわち、樹脂部50は例えば角筒状である。
The
樹脂部50は、電極板34の周縁部34aに接合されて、その周縁部34aを保持する第1シール部52と、積層方向に交差する方向(X方向及びY方向)において第1シール部52の外側に設けられた第2シール部54とを有する。
The
樹脂部50の内壁を構成する第1シール部52は、複数のバイポーラ電極32(すなわち積層体30)における電極板34の周縁部34aの全周にわたって設けられている。第1シール部52は、電極板34の周縁部34aに例えば溶着されており、その周縁部34aをシールする。すなわち、第1シール部52は、電極板34の周縁部34aに接合されている。各バイポーラ電極32の電極板34の周縁部34aは、第1シール部52に埋没した状態で保持されている。積層体30の両端に配置された電極板34の周縁部34aも、第1シール部52に埋没した状態で保持されている。これにより、積層方向に隣り合う電極板34,34間には、当該電極板34,34と第1シール部52とによって気密に仕切られた内部空間が形成されている。当該内部空間には、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液(不図示)が収容されている。
The
樹脂部50の外壁を構成する第2シール部54は、バイポーラ電極32の積層方向に延在する第1シール部52の外周面52aを覆っている。第2シール部54の内周面54aは、第1シール部52の外周面52aに例えば溶着されており、その外周面52aをシールする。すなわち、第2シール部54は、第1シール部52の外周面52aに接合されている。第1シール部52に対する第2シール部54の溶着面(接合面)は、例えば4つの矩形平面をなす。
The
電極板34は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板34の周縁部34aは、正極活物質及び負極活物質の塗工されない未塗工領域となっている。未塗工領域では、電極板34が露出している。その未塗工領域が、樹脂部50の内壁を構成する第1シール部52に埋没して保持されている。正極36を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極38を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。電極板34の第2面34dにおける負極38の形成領域は、電極板34の第1面34cにおける正極36の形成領域に対して一回り大きくてもよい。
The
セパレータ40は、例えばシート状に形成されている。セパレータ40は、例えば矩形形状を有する。セパレータ40を形成する材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ40は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ40は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。
The
樹脂部50(第1シール部52及び第2シール部54)は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている。樹脂部50を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等が挙げられる。
The resin portion 50 (the
次に、図3〜図7を参照しながら蓄電モジュール12のバイポーラ電極32の製造装置について説明する。図3は、バイポーラ電極32の製造装置100を模式的に示す正面図である。図4は、図3の製造装置100の一部を示す平面図である。図5〜図7は、図3の製造装置100の一部を示す正面図である。
Next, an apparatus for manufacturing the
図3及び図4に示されるように、バイポーラ電極32の製造装置100は、搬送装置110と、切断装置又は切断ロールとしてのダイカットロール120と、駆動装置140とを備える。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
搬送装置110は、帯状のワークWをその長手方向(X方向)に搬送する。ワークWは、帯状の導電性シートSと、導電性シートSの両面(下面Sc及び上面Sd)のそれぞれにおいて導電性シートSの長手方向に間欠的に配列された複数の活物質層(正極36及び負極38)とを有する。正極36及び負極38は、導電性シートSの厚み方向(Z方向)から見て例えば矩形形状を有する活物質層である。複数の正極36間には導電性シートSの上面Sdが露出している。複数の負極38間には導電性シートSの下面Scが露出している。上面Sdは、短手方向における正極36の両側においても露出している。下面Scは、短手方向における負極38の両側においても露出している。
The
搬送装置110は、ワークWを支持するループ状のキャリアフィルム116を循環させることによってワークWを長手方向に搬送する。キャリアフィルム116は、例えばPETフィルム等の樹脂フィルムである。キャリアフィルム116の厚み116D(図7参照)は例えば10〜200μmである。搬送装置110は、ワークWを間に挟んで搬送する一対の搬送ロール112a,112bと、ワークWの搬送方向(X方向)において搬送ロール112a,112bよりも下流側に配置される搬送部114とを備え得る。搬送ロール112a,112bは例えばニップロールである。搬送部114は、キャリアフィルム116を循環させる複数(本実施形態では4つ)のロール114a,114b,114c,114dを有する。キャリアフィルム116は、ロール114aからロール114b,114c,114dを通ってロール114aに戻る。よって、キャリアフィルム116を繰り返し使用できる。
The
ダイカットロール120は、ワークWの搬送方向(X方向)においてキャリアフィルム116を搬送するロール114bとロール114cとの間に配置される。ダイカットロール120は、導電性シートSの短手方向(Y方向)に沿った回転軸Axを有する切断ロールの一例である。ダイカットロール120は、ロール本体122と、ロール本体122の外周面122sに設けられ短手方向に延びる刃124とを有する。ダイカットロール120は、回転軸Axの周りに回転することによって、隣り合う正極36間及び隣り合う負極38間において導電性シートSを切断する。これにより、短手方向に沿った切断線が導電性シートSに形成される。ダイカットロール120の回転速度は、ワークW及びキャリアフィルム116の搬送速度と同期しており、例えば一定である。短手方向における刃124の長さは、導電性シートSの幅よりも大きくなっている。本実施形態のダイカットロール120は単一の刃124を有しているが、周方向において等間隔に配置された複数の刃124を有してもよい。
The die-
ワークWを挟んでダイカットロール120の反対側には、支持ロール126が配置される。支持ロール126は、ワークWの搬送方向(X方向)においてキャリアフィルム116を搬送するロール114bとロール114cとの間に配置される。支持ロール126とダイカットロール120との間には、キャリアフィルム116及びワークWが介在することになる。図3に示されるように、刃124がワークWに当たっていないと、ダイカットロール120の外周面122sがワークWの負極38に接触する。図5に示されるように、刃124がワークWに当たると、導電性シートSが切断される。このとき、導電性シートSが完全に切断されるように、キャリアフィルム116の一部も切断される。その結果、キャリアフィルム116に深さT1を有する切り込み116aが形成される。
A
駆動装置140は、ダイカットロール120の回転軸Axに沿った軸部121(図4参照)に接続され得る。駆動装置140は、図6及び図7に示されるように、刃124の下死点を距離Kだけ下方(図6中の方向Z1)に移動する。距離Kは例えば1mm以下であってもよいし、0.5mm以下であってもよい。刃124の下死点の移動は、駆動装置140に接続されるコントローラ150(図3及び図4参照)によって次のように制御される。まず、図5に示されるように導電性シートS及びキャリアフィルム116の一部を切断する(第1切断工程)。次に、図6に示されるように、導電性シートSの厚み方向(Z方向)におけるダイカットロール120の位置を下方に距離Kだけずらす。これにより、刃124の下死点が距離Kだけ下方に移動する。ダイカットロール120の下方への移動は、刃124がワークWに当たっていない時に、ダイカットロール120を回転させながら行われる。次に、図7に示されるように、第1切断工程によりキャリアフィルム116に形成された切り込み116aの位置において導電性シートSを切断する(第2切断工程)。第2切断工程では、第1切断工程に比べて、刃124の下死点が距離Kだけ下方に移動しているので、第2切断工程後の切り込み116aの深さT2は、第1切断工程後の切り込み116aの深さT1よりも距離Kだけ深くなっている。すなわち、T2=T1+Kとなっている。切り込み116aの深さT2は例えばキャリアフィルム116の厚み116Dの80%以下である。
The
バイポーラ電極32の製造装置100は、個片化されたバイポーラ電極32を搬送する搬送コンベア160を備え得る。各バイポーラ電極32は、長手方向における大きさDを有する。搬送コンベア160は、キャリアフィルム116から剥離されたバイポーラ電極32を受け取って次工程に搬送する。
The
上記バイポーラ電極32の製造装置100によれば、第2切断工程(図7)において導電性シートSを切断する際に、第1切断工程(図5)によりキャリアフィルム116に形成された切り込み116a内に導電性シートSが移動しても、刃124の下死点が下方に移動しているので、導電性シートSの切断不良の発生を抑制できる。
According to the
次に、図3〜図9を参照しながらバイポーラ電極32の製造方法について説明する。バイポーラ電極32は、製造装置100を用いて以下のようにして製造され得る。
Next, a method of manufacturing the
(準備工程)
まず、ワークWとキャリアフィルム116とを準備する。例えば、導電性シートSの下面Scにおいて長手方向に間欠的に複数の正極36を塗工する。同様に、導電性シートSの上面Sdにおいて長手方向に間欠的に複数の負極38を塗工する。このようにして得られたワークWは、例えば供給ロールに巻き回される。導電性シートSの下面Scには正極36が設けられ、導電性シートSの上面Sdには負極38が設けられる。長手方向における負極38の大きさは長手方向における正極36の大きさよりも大きい。
(Preparation process)
First, the work W and the
(搬送工程)
次に、搬送装置110によりワークWを長手方向に搬送する。例えば、まず、供給ロールから供給されたワークWを一対の搬送ロール112a,112b間に挟んで搬送する。その後、搬送部114において、キャリアフィルム116を循環させることによってワークWを長手方向に搬送する。
(Transporting process)
Next, the workpiece W is transported by the
(第1切断工程)
図5に示されるように、ワークWを長手方向に搬送しながら、ダイカットロール120を回転軸Axの周りに回転させて、隣り合う負極38間において導電性シートS及びキャリアフィルム116の一部を切断する。刃124が回転軸Axの周りに回転して、刃124が下方に移動することによって、導電性シートS及びキャリアフィルム116の一部が切断される。これにより、キャリアフィルム116に深さT1を有する切り込み116aが形成される。第1切断工程は、少なくともキャリアフィルム116が1回転するまで行われる。個片化されたバイポーラ電極32は、搬送コンベア160によって次工程に搬送される。
(First cutting step)
As shown in FIG. 5, while conveying the work W in the longitudinal direction, the die-
(移動工程)
次に、図6に示されるように、導電性シートSの厚み方向(Z方向)におけるダイカットロール120の位置を下方に距離Kだけずらす。これにより、刃124の下死点が距離Kだけ下方に移動する。ダイカットロール120の下方への移動は、刃124がワークWに当たっていない時に、ダイカットロール120を回転させながら行われる。
(Movement process)
Next, as shown in FIG. 6, the position of the die-
(第2切断工程)
次に、図7に示されるように、第1切断工程によりキャリアフィルム116に形成された切り込み116aの位置において導電性シートSを切断する。第2切断工程は、第1切断工程によりキャリアフィルム116に形成された切り込み116aと同じ位置で初めて導電性シートSを切断する場合に開始する。第2切断工程では、第1切断工程に比べて、刃124の下死点が距離Kだけ下方に移動しているので、第2切断工程後の切り込み116aの深さT2は、第1切断工程後の切り込み116aの深さT1よりも距離Kだけ深くなっている。すなわち、T2=T1+Kとなっている。第2切断工程は、少なくともキャリアフィルム116が1回転するまで行われる。第2切断工程の後の切り込み116aの深さT2は例えばキャリアフィルム116の厚み116Dの80%以下である。
(2nd cutting process)
Next, as shown in FIG. 7, the conductive sheet S is cut at the position of the
第2切断工程の後、切断後の切り込み116aの深さが、予め決定された値(キャリアフィルム116の厚み116Dの80%)を超えるまで、上記移動工程と第2切断工程とを繰り返し行ってもよい。
After the second cutting step, the moving step and the second cutting step are repeated until the depth of the
本実施形態のバイポーラ電極の製造方法によれば、第2切断工程において導電性シートSを切断する際に、第1切断工程によりキャリアフィルム116に形成された切り込み116a内に導電性シートSが押し込まれても、移動工程により刃124の下死点が下方に移動しているので、導電性シートSの切断不良の発生を抑制できる。
According to the method of manufacturing the bipolar electrode of the present embodiment, when the conductive sheet S is cut in the second cutting step, the conductive sheet S is pushed into the
また、キャリアフィルム116がPETフィルムであり、第2切断工程の後、切り込み116aの深さT2がキャリアフィルム116の厚み116Dの80%以下であると、キャリアフィルム116が破断する可能性を低減できる。
In addition, when the
さらに、ダイカットロール120を用いる場合、ダイカットロール120を回転軸Axの周りに回転させることにより、キャリアフィルム116によってワークWを搬送しながら導電性シートSを切断できる。よって、導電性シートSを切断する際に、キャリアフィルム116及びワークWを停止させる必要がないので、バイポーラ電極32の生産効率を高めることができる。さらに、キャリアフィルム116の加減速によりキャリアフィルム116に加わる力を抑制できる。そのため、キャリアフィルム116へのダメージを低減できる。
Furthermore, when using the
図8に示されるように、循環方向に沿ったキャリアフィルム116の全長L(ループ状のキャリアフィルム116を破断して直線状にしたときの長さ)は、導電性シートSを切断して得られるバイポーラ電極32の長手方向における大きさ(最大寸法)Dの自然数倍(n倍。nは自然数)から刃124の長手方向における大きさ(最大寸法)C以上ずれていてもよい。ずれ量をαとすると、下記式(1)及び(2)が成り立つ。
L=D×n+α…式(1)
|α|≧C…式(2)
As shown in FIG. 8, the entire length L of the
L = D × n + α formula (1)
| Α | ≧ C equation (2)
nは6以上であってもよい。αは正の値であってもよいし、負の値であってもよい。αが正の値である場合、図8に示されるように、キャリアフィルム116を1回転させる度に、キャリアフィルム116に対する刃124の位置がワークWの搬送方向(X方向)において下流側に距離|α|だけシフトしていく。反対に、αが負の値である場合、キャリアフィルム116を1回転させる度に、キャリアフィルム116に対する刃124の位置がワークWの搬送方向(X方向)において上流側に距離|α|だけシフトしていく。αの絶対値は、D未満であってもよいし、1mm以下であってもよいし、0.5mm以下であってもよい。例えばD=200mm、|α|=0.5mmである場合、キャリアフィルム116の同じ位置で切断が行われるまでキャリアフィルム116を400(=200/0.5)回転させることができる。
n may be 6 or more. α may be a positive value or a negative value. When α is a positive value, as shown in FIG. 8, the distance of the position of the
キャリアフィルム116の全長Lがバイポーラ電極32の大きさDの自然数倍からずれていると、キャリアフィルム116が1回転した後、次の回転時に、1回転目にキャリアフィルム116に形成された切り込みとは異なる位置において切断が行われる(図8参照)。よって、上述の第1切断工程及び第2切断工程のそれぞれにおいて、キャリアフィルム116を循環させる間にキャリアフィルム116の同じ位置で切断が行われることが抑制される。したがって、導電性シートSの切断不良の発生を抑制できる。また、キャリアフィルム116の寿命を長くできるので、バイポーラ電極32の製造コストを低減できる。
When the entire length L of the
図9は、図3のバイポーラ電極の製造装置の制御手順の一例を示すフローチャートである。図9に示されるように、バイポーラ電極32の製造装置100は以下のように制御され得る。
FIG. 9 is a flow chart showing an example of a control procedure of the manufacturing apparatus of the bipolar electrode of FIG. As shown in FIG. 9, the
まず、刃124の下死点の下げ回数Nを0に設定する(工程S1)。次に、キャリアフィルム116の回転数Mを0に設定する(工程S2)。次に、キャリアフィルム116を1回転させながらワークWを切断する(工程S3)。次に、回転数Mを1カウントアップする(工程S4)。次に、M×|α|>Dを満たすか否かを判定する(工程S5)。Dはバイポーラ電極32の長手方向における大きさである。|α|は、キャリアフィルム116の全長Lとバイポーラ電極32の長手方向における大きさDの自然数倍とのずれ量であり、刃124が入る位置のピッチに相当する。M×|α|>Dを満たさない場合には、工程S3に戻って再びキャリアフィルム116を1回転させながらワークWを切断する。工程S3〜S5は上述の第1切断工程に相当する。M×|α|>Dを満たす場合には、刃124の下死点を距離Kだけ下方に移動する(工程S6)。工程S6は上述の移動工程に相当する。次に、下げ回数Nを1カウントアップする(工程S7)。次に、T0+N×K>Gを満たすか否かを判定する(工程S8)。T0は、キャリアフィルム116の切り込み116aの初期深さであり、上述の深さT1と同じでもよい。Gは、予め決定された切り込み深さの限界深さ(例えばキャリアフィルム116の厚み116Dの80%)である。T0+N×K>Gを満たさない場合には、工程S2に戻って回転数Mを0に設定する。その後の工程S3〜S5が上述の第2切断工程に相当する。T0+N×K>Gを満たす場合には、キャリアフィルム116を新品に交換する(工程S9)。次に、ワークWの切断を終了するか否かを判定する(工程S10)。ワークWの切断を終了しない場合は、工程S1に戻って下げ回数Nを0に設定する。ワークWの切断を終了する場合には、制御を終了する。
First, the lowering frequency N of the bottom dead center of the
続いて、バイポーラ電極32を用いて蓄電装置10を製造する方法について説明する。搬送コンベア160によってバイポーラ電極32を搬送した後、バイポーラ電極32の電極板34の周縁部34aに、枠体を接合する。このとき、バイポーラ電極32の上下面から熱プレスを行うことにより、周縁部34aに枠体を溶着させてもよい。そして、セパレータ40を介して、枠体が接合された複数のバイポーラ電極32を積層し、図2の積層体30を得る。複数の枠体が積層されることによって、第1シール部52が構成される。次に、第2シール部54を例えば射出成形により形成する。例えば、モールド内に、流動性を有する第2シール部54の樹脂材料を流し込むことによって、第2シール部54が形成され得る。
Subsequently, a method of manufacturing
次に、注液口等を通じて、樹脂部50内に電解液を注入する。電解液を注入した後、注液口を封止することによって、蓄電モジュール12が製造される。その後、図1に示されるように、導電板14を介して複数の蓄電モジュール12を積層する。積層方向の両端に位置する導電板14にはそれぞれ正極端子24及び負極端子26が予め接続されている。その後、積層方向の両端に、絶縁フィルム22を介して一対の拘束プレート16A,16Bをそれぞれ配置し、ボルト18及びナット20を用いて、拘束プレート16A,16B同士を連結する。このようにして、図1に示される蓄電装置10が製造される。
Next, an electrolytic solution is injected into the
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, but the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、切断装置として、ダイカットロール120に代えてトムソン型又はトムソン刃を用いてもよい。この場合、キャリアフィルム116を循環させることによってワークWを長手方向に搬送した後、所定の切断位置においてワークW及びキャリアフィルム116を停止させる。その後、トムソン型又はトムソン刃を導電性シートSの厚み方向(Z方向)に往復運動させることによって、隣り合う負極38間において導電性シートSを切断する。切断後、再びキャリアフィルム116を循環させることによってワークWを長手方向に搬送する。トムソン型又はトムソン刃においても、第1切断工程と第2切断工程との間において、刃の下死点を下方に移動できる。
For example, as a cutting device, a Thomson type or Thomson blade may be used instead of the
32…バイポーラ電極、36…正極(活物質層)、38…負極(活物質層)、100…製造装置、110…搬送装置、116…キャリアフィルム、116a…切り込み、120…ダイカットロール(切断装置、切断ロール)、124…刃、140…駆動装置、Ax…回転軸、S…導電性シート、Sc…下面、Sd…上面、W…ワーク。
32: bipolar electrode 36: positive electrode (active material layer) 38: negative electrode (active material layer) 100: manufacturing device 110: conveying device 116:
Claims (4)
帯状の導電性シートと、前記導電性シートの両面のそれぞれにおいて前記導電性シートの長手方向に間欠的に配列された複数の活物質層とを有するワークを、前記ワークを支持するループ状のキャリアフィルムを循環させることによって前記長手方向に搬送する搬送工程と、
刃を有する切断装置の前記刃を下方に移動させることによって、隣り合う前記活物質層間において前記導電性シート及び前記キャリアフィルムの一部を切断する第1切断工程と、
前記第1切断工程により前記キャリアフィルムに形成された切り込みの位置において、前記導電性シートを切断する第2切断工程と、
前記第1切断工程と前記第2切断工程との間において、前記刃の下死点を下方に移動する移動工程と、
を含む、バイポーラ電極の製造方法。 A method of manufacturing a bipolar electrode, comprising
A loop-shaped carrier for supporting the work comprising a strip-like conductive sheet and a plurality of active material layers arranged intermittently in the longitudinal direction of the conductive sheet on each of both surfaces of the conductive sheet Conveying the film in the longitudinal direction by circulating the film;
A first cutting step of cutting part of the conductive sheet and the carrier film between the adjacent active material layers by moving the blade of the cutting device having the blade downward;
A second cutting step of cutting the conductive sheet at a position of a cut formed in the carrier film by the first cutting step;
Between the first cutting step and the second cutting step, a moving step of moving the lower dead center of the blade downward;
A method of manufacturing a bipolar electrode, including:
前記第2切断工程の後、前記切り込みの深さが前記キャリアフィルムの厚みの80%以下である、請求項1に記載のバイポーラ電極の製造方法。 The carrier film is a PET film,
The manufacturing method of the bipolar electrode according to claim 1 whose depth of said cut is 80% or less of thickness of said carrier film after said 2nd cutting process.
帯状の導電性シートと、前記導電性シートの両面のそれぞれにおいて前記導電性シートの長手方向に間欠的に配列された複数の活物質層とを有するワークを長手方向に搬送する搬送装置と、
隣り合う前記活物質層間において前記導電性シートを切断するように下方に移動する刃を有する切断装置と、
前記刃の下死点を下方に移動する駆動装置と、
を備え、
前記搬送装置は、前記ワークを支持するループ状のキャリアフィルムを循環させることによって前記ワークを前記長手方向に搬送し、
前記駆動装置は、前記導電性シート及び前記キャリアフィルムの一部を切断する第1切断工程と、前記第1切断工程により前記キャリアフィルムに形成された切り込みの位置において前記導電性シートを切断する第2切断工程との間において、前記刃の下死点を下方に移動する、バイポーラ電極の製造装置。 An apparatus for manufacturing a bipolar electrode,
A conveying device for conveying in the longitudinal direction a workpiece having a strip-like conductive sheet and a plurality of active material layers intermittently arranged in the longitudinal direction of the conductive sheet on both surfaces of the conductive sheet;
A cutting device having a blade moving downward so as to cut the conductive sheet between the adjacent active material layers;
A driving device for moving the blade to the lower dead center downward;
Equipped with
The transport device transports the work in the longitudinal direction by circulating a looped carrier film supporting the work.
The driving device cuts the conductive sheet at a position of a cut formed in the carrier film in the first cutting step of cutting the conductive sheet and a part of the carrier film, and the first cutting step. The manufacturing apparatus of the bipolar electrode which moves the lower dead center of the said blade downward between 2 cutting processes.
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