JP2019186172A - 電極の製造方法、及び電極製造設備 - Google Patents
電極の製造方法、及び電極製造設備 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019186172A JP2019186172A JP2018079327A JP2018079327A JP2019186172A JP 2019186172 A JP2019186172 A JP 2019186172A JP 2018079327 A JP2018079327 A JP 2018079327A JP 2018079327 A JP2018079327 A JP 2018079327A JP 2019186172 A JP2019186172 A JP 2019186172A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- precursor
- separator
- cutting
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
【課題】生産性を向上させることができる電極の製造方法及び電極製造設備を提供すること。【解決手段】一次製造工程は、電極材料20に第1セパレータ材料24を接合して一次前駆体25を製造する工程である。二次製造工程は、ロータリーダイカッタ40に一次前駆体25を通過させ、一次前駆体25における電極材料20に切刃44を入れ、第1セパレータ材料24は切断せずに電極材料20を切断して電極材料20を正極電極の形状に切り込んで二次前駆体50を製造する工程である。除去工程は、一次前駆体25から端材51を除去する工程である。分断工程は、ロータリーダイカッタ63により、第1及び第2セパレータ材料24,55を切断して三次前駆体62を個片の正極電極に分断する工程である。【選択図】図3
Description
本発明は、セパレータを一体に備える電極の製造方法、及び電極製造設備に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池としては、積層型の電極組立体を備えたものが知られている。積層型の電極組立体は、シート状の正極電極と負極電極を、両者の間をセパレータで絶縁した状態で多数積層して構成されている。正極電極は、正極の金属箔の両面に正極活物質層を有し、負極電極は、負極の金属箔の両面に負極活物質層を有する。
電極組立体の積層構造は、正極電極、負極電極、及びセパレータを、順に積み重ねていく製造工程を経るため、積み重ねの回数が多くなり、生産のタクトタイムが長く、生産性がよくないという課題があった。そこで、正極電極をセパレータに予め一体化し、正極電極と一体のセパレータと負極電極を積み重ねることで生産性を高める方法が知られている。
例えば、特許文献1に開示の電池用極板は、正極板(正極電極)を一対のセパレータに包み込み、正極板とセパレータを一体化している。この電池用極板は、正極板のリード部を除く3辺に沿って両セパレータが溶着された溶着部を備える。
この電池用極板の製造は、まず、搬送部によって正極板をセパレータ配置工程位置に供給し、そのセパレータ配置工程位置に供給された正極板の両面にセパレータを配置するセパレータ配置工程が行われる。次に、片方のセパレータに予備成形を行う予備成形工程と、両セパレータを正極板の長辺に沿って長手方向に溶着する長手溶着工程と、両セパレータを正極板の短辺に沿って短手方向に溶着する短手溶着工程とが行われる。そして、分断工程により、連結されている複数の電池用極板が各々切り出され、セパレータに正極板が包み込まれた電池用極板が製造される。
ところで、特許文献1の製造方法では、長手溶着工程を行う際に、向かい合わせた正極板の長辺の間に、溶着に必要とされる間隔が確保されている必要があり、短手溶着工程を行う際には、長手方向に隣接する正極板の間に、溶着に必要とされる間隔が確保されている必要がある。溶着に必要とされる間隔を確保しておくことで、後の分断工程において、形成された溶着部を切断し、正極板が切断されないようにする。したがって、セパレータと電極とを一体化する前には、セパレータに対し所定の位置に電極を位置決めして搬送する必要があるが、電極の位置ずれの虞があるため搬送の高速化が難しい。
本発明の目的は、生産性を向上させることができる電極の製造方法及び電極製造設備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、集電体の表面に活物質層を備えるとともにセパレータが一体化された電極の製造方法であって、前記集電体の材料である長尺集電体と、前記活物質層が前記長尺集電体の長手方向へ形成された塗工部とを備える電極材料を搬送しながら、前記電極材料の一方の面に長尺の第1セパレータ材料を接合し、当該第1セパレータ材料によって前記一方の面側の塗工部の全面が覆われた一次前駆体を製造する一次製造工程と、前記一次前駆体における前記電極材料の他方の面側から前記電極の外形に沿う切刃を入れ、前記第1セパレータ材料は切断せずに前記電極材料を前記電極の形状に切り込んで二次前駆体を製造する二次製造工程と、前記一次前駆体から前記二次前駆体を除いた部分で構成される端材を除去し、前記電極材料から個片の電極を切り出す除去工程と、前記二次前駆体の前記第1セパレータ材料を切断する分断工程と、を有することを要旨とする。
これによれば、一次製造工程では、電極材料の塗工部の全面が覆われる状態で第1セパレータ材料が電極材料に接合され、一次前駆体においては、第1セパレータ材料に対し電極材料が所定位置に配置される。そして、二次製造工程では、第1セパレータ材料に接合された電極材料に対する切断が行われるため、製造された二次前駆体においては、第1セパレータ材料に対する個片の電極の位置ずれがない。そして、除去工程で端材を除去すると、端材と二次前駆体を分離できる。そして、分断工程で、隣り合う個片の電極同士の間に刃を入れて第1セパレータ材料を切断し、二次前駆体を分断することでセパレータを備えた個片の電極を製造できる。
電極の製造方法において、分断工程を行う際、個片の電極は第1セパレータ材料に接合されており、第1セパレータ材料に対する電極の位置は、一次製造工程で配置された位置のままであり、搬送や分断工程を経ても位置ずれしていない。このため、二次前駆体を個片の電極に分断する際にも、個片の電極の位置ずれが生じていることがなく、高速の搬送が可能となり、シート状の電極の位置決め工程を必要とする場合と比べて電極の生産性を向上させることができる。
また、電極の製造方法について、前記除去工程と前記分断工程との間に、前記二次前駆体を搬送しながら、前記他方の面側から個片の電極に長尺の第2セパレータ材料を接合し、当該第2セパレータ材料によって前記個片の電極の全面が覆われた三次前駆体を製造する三次製造工程を有し、前記分断工程では、前記第1セパレータ材料とともに前記第2セパレータ材料を分断してもよい。
これによれば、三次製造工程で得られる三次前駆体は、個片の電極を第1及び第2セパレータ材料で挟んだ状態になる。そして、分断工程を行う際、個片の電極は第1セパレータ材料及び第2セパレータ材料に接合されており、第1及び第2セパレータ材料に対する電極の位置は、一次製造工程で配置された位置のままであり、搬送や分断工程を経ても位置ずれしていない。このため、二次前駆体を個片の電極に分断する際にも、個片の電極の位置ずれが生じていることがなく、高速の搬送が可能となり、シート状の電極の位置決め工程を必要とする場合と比べて電極の生産性を向上させることができる。
また、電極の製造方法について、前記一次製造工程では、前記一次前駆体は、一方の極の電極材料に第1セパレータ材料を接合して製造され、前記三次製造工程では、他方の極の個片の電極が接合された前記第2セパレータ材料を、前記二次前駆体における前記他方の面側から接合し、前記第2セパレータ材料によって前記一方の極の個片の電極が覆われた三次前駆体を製造してもよい。
これによれば、三次製造工程によって三次前駆体を製造すると、異なる極の電極を第2セパレータ材料を挟んで一体化した積層体を製造できる。この積層体を分断工程で分断し、個片化すると、異なる極の電極をセパレータを介して一体化した最小ユニットを形成できる。この最小ユニットを積層することで、異なる極の電極を交互に積層していく場合と比べて積層するために要する時間を短縮できる。
また、電極の製造方法について、前記除去工程の後であり、前記三次製造工程より前に、搬送される前記二次前駆体から異物を除去する異物除去工程を有していてもよい。
これによれば、除去工程では、二次前駆体から端材を分離していくとき、塗工部の切断面に付着していた活物質や、長尺集電体を切断したときに発生した破片等の異物が離脱しやすいが、それら異物を除去工程で除去できる。この異物除去を三次製造工程の前に行うことで、第1セパレータ材料と第2セパレータ材料の間に異物が残ることを抑制できる。その結果、得られる電極を積層した電極組立体において、異物がセパレータを突き破る等の不具合の発生を未然に抑止できる。
これによれば、除去工程では、二次前駆体から端材を分離していくとき、塗工部の切断面に付着していた活物質や、長尺集電体を切断したときに発生した破片等の異物が離脱しやすいが、それら異物を除去工程で除去できる。この異物除去を三次製造工程の前に行うことで、第1セパレータ材料と第2セパレータ材料の間に異物が残ることを抑制できる。その結果、得られる電極を積層した電極組立体において、異物がセパレータを突き破る等の不具合の発生を未然に抑止できる。
また、電極の製造方法について、前記二次製造工程は、前記切刃を周面に備えるダイロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含むロータリーダイカッタによって行われるのが好ましい。
これによれば、例えば、切刃を上下動させて切断を行う場合には、切断の度に一次前駆体の搬送を停止させる必要があり、間欠的な切断になる。これに対し、ロータリーダイカッタを採用することで、一次前駆体を搬送しながら連続的に切断を行うことができ、電極の生産性を向上させることができる。
上記問題点を解決するための電極製造設備は、集電体の表面に活物質層を備えるとともにセパレータが一体化された電極を製造するための電極製造設備であって、前記集電体の材料である長尺集電体と、前記活物質層が前記長尺集電体の長手方向へ形成された塗工部を備える電極材料における一方の面に長尺の第1セパレータ材料を接合し、当該第1セパレータ材料によって前記一方の面側の塗工部の全面が覆われた一次前駆体を製造する第1接合ローラユニットと、前記電極の外形に沿う切刃を有し、通過する前記一次前駆体における前記電極材料の他方の面側から前記切刃を入れ、前記第1セパレータ材料は切断せずに前記電極材料を前記電極の形状に切り込んで二次前駆体を製造する第1切断装置と、前記一次前駆体から前記二次前駆体を除いた部分で構成される端材を除去し、前記電極材料から個片の電極を切り出す端材除去装置と、前記二次前駆体の前記第1セパレータ材料を切断する第2切断装置と、を有することを要旨とする。
これによれば、第1接合ローラユニットにより、電極材料に第1セパレータ材料を接合することにより、一次前駆体においては、第1セパレータ材料に対し電極材料が所定位置に配置される。そして、第1切断装置により、電極材料を切断すると電極の形状に切断される。このとき、第1セパレータ材料に接合された電極材料に対する切断が行われるため、製造された二次前駆体においては、第1セパレータ材料に対する個片の電極の位置ずれがない。端材除去装置によって端材を除去すると、端材と二次前駆体を分離できる。第2切断装置によって二次前駆体を切断する際、個片の電極は第1セパレータ材料に接合されており、第1セパレータ材料に対する電極の位置は、第1接合ローラユニットによって接合された位置のままであり、搬送や第2切断装置による切断を経ても位置ずれしていない。このため、二次前駆体を個片の電極に分断する際にも、個片の電極の位置ずれが生じていることがなく、高速の搬送が可能となり、シート状の電極の位置決め工程を必要とする場合と比べて電極の生産性を向上させることができる。
また、電極製造設備について、前記電極材料の搬送方向における前記端材除去装置より下流側で、かつ前記第2切断装置より上流側に配置され、前記二次前駆体における前記他方の面側から個片の電極に長尺の第2セパレータ材料を接合し、当該第2セパレータ材料によって前記個片の電極が覆われた三次前駆体を製造する第2接合ローラユニットを有していてもよい。
これによれば、第2接合ローラユニットによって製造される三次前駆体は、個片の電極を第1及び第2セパレータ材料で挟んだ状態になる。そして、第2切断装置による切断が行われる際、個片の電極は第1セパレータ材料及び第2セパレータ材料に接合されており、第1及び第2セパレータ材料に対する電極の位置は、一次製造工程で配置された位置のままであり、搬送や第2切断装置による切断を経ても位置ずれしていない。このため、二次前駆体を個片の電極に分断する際にも、個片の電極の位置ずれが生じていることがなく、高速の搬送が可能となり、シート状の電極の位置決め工程を必要とする場合と比べて電極の生産性を向上させることができる。
また、電極製造設備について、前記第1切断装置は、前記切刃を周面に備えるダイ
ロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含むロータリーダイカッタであるのが好ましい。
ロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含むロータリーダイカッタであるのが好ましい。
これによれば、例えば、切刃を上下動させて切断を行う第1切断装置とした場合には、一次前駆体を停止させて切断を行わなければならず、間欠的な切断になる。これに対し、第1切断装置をロータリーダイカッタとすることで、一次前駆体を搬送しながら連続的に切断を行うことができ、電極の生産性を向上させることができる。
本発明によれば、生産性を向上させることができる。
以下、電極の製造方法及び電極製造設備を具体化した一実施形態を図1〜図11にしたがって説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、例えばリチウムイオン二次電池である。二次電池10は、電極組立体11と、図示しない電解液と、電極組立体11及び電解液を収容しているケース12と、を備える。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、例えばリチウムイオン二次電池である。二次電池10は、電極組立体11と、図示しない電解液と、電極組立体11及び電解液を収容しているケース12と、を備える。
図2に示すように、電極組立体11は、セパレータ19が両面に接合された複数の正極電極13と、複数の負極電極16と、を備え、正極電極13は一方の極の電極であり、負極電極16は、他方の極の電極である。そして、正極電極13と負極電極16とは、セパレータ19によって相互に絶縁された状態で層状に重なっている。
正極電極13は、矩形シート状である。正極電極13は、集電体としての正極集電箔14を備える。正極集電箔14は、例えばアルミニウム箔である。正極電極13は、正極集電箔14の両面を覆う正極活物質層15を備える。正極電極13は、正極集電箔14の一辺から突出した形状の正極タブ14aを備える。
正極電極13は、正極タブ14aの突出した長辺に沿う第1の縁13aを備える。正極タブ14aは、第1の縁13aの途中から突出した形状である。正極電極13は、第1の縁13aの対辺となる長辺に第2の縁13bを備える。また、正極電極13は、第1の縁13aと第2の縁13bの一端同士を繋ぐ短辺に第3の縁13cを備え、第1の縁13aと第2の縁13bの他端同士を繋ぐ短辺に第4の縁13d(図7参照)を備える。正極電極13は、第1の縁13aに沿って正極未塗工部14bを備える。正極未塗工部14bは、正極活物質層15が存在せず、正極集電箔14が露出した部分である。なお、本実施形態においては、正極電極13は、正極未塗工部14bを備えるが、正極未塗工部14bは無くてもよい。
負極電極16は、矩形シート状である。負極電極16は、集電体としての負極集電箔17を備える。負極集電箔17は、例えば銅箔である。負極電極16は、負極集電箔17の両面を覆う負極活物質層18を備える。負極電極16は、負極集電箔17の一辺から突出した形状の負極タブ17aを備える。
負極電極16は、負極タブ17aの突出した長辺に沿う第1の縁16aを備える。負極タブ17aは、第1の縁16aの途中から突出した形状である。負極電極16は、第1の縁16aの対辺となる長辺に第2の縁16bを備える。また、負極電極16は、第1の縁16aと第2の縁16bの一端同士を繋ぐ短辺に第3の縁16cを備え、第1の縁16aと第2の縁16bの他端同士を繋ぐ短辺に第4の縁16dを備える。
負極電極16の隣り合う2辺(長辺及び短辺)の長さは、正極電極13の隣り合う2辺(長辺及び短辺)の長さより長く、負極電極16は、正極電極13より一回り大きい。また、負極活物質層18の隣り合う2辺(長辺及び短辺)の長さは、正極活物質層15の隣り合う2辺(長辺及び短辺)の長さより長く、負極活物質層18は、正極活物質層15より一回り大きい。
各セパレータ19は、正極活物質層15の表面に接着され、正極電極13と一体化されている。各セパレータ19は、正極電極13の第1の縁13aに沿う第1の縁19aを備える。また、各セパレータ19は、第1の縁19aの対辺となる長辺に、正極電極13の第2の縁13bに沿う第2の縁19bを備える。また、各セパレータ19は、第1の縁19aと第2の縁19bの一端同士を繋ぐ短辺に、正極電極13の第3の縁13cに沿う第3の縁19cを備え、第1の縁19aと第2の縁19bの他端同士を繋ぐ短辺に、正極電極13の第4の縁13dに沿う第4の縁19dを備える。
セパレータ19の第1〜第4の縁19a〜19dは、それぞれ正極電極13の第1〜第4の縁13a〜13dからはみ出した位置にある。そして、セパレータ19の平面形状は、負極電極16の平面形状と同じであり、正極電極13より一回り大きい。
次に、一対のセパレータ19を備える正極電極13の製造方法、及び電極製造設備30について説明する。
一対のセパレータ19を備える正極電極13の製造方法は、一次製造工程と、二次製造工程と、除去工程と、異物除去工程と、分断工程と、を有し、本実施形態では、異物除去工程と分断工程との間に三次製造工程を有する。一次製造工程は、電極材料20を搬送しながら、当該電極材料20の一方の面に第1セパレータ材料24を接着して、一次前駆体25を製造する工程である。
一対のセパレータ19を備える正極電極13の製造方法は、一次製造工程と、二次製造工程と、除去工程と、異物除去工程と、分断工程と、を有し、本実施形態では、異物除去工程と分断工程との間に三次製造工程を有する。一次製造工程は、電極材料20を搬送しながら、当該電極材料20の一方の面に第1セパレータ材料24を接着して、一次前駆体25を製造する工程である。
なお、図4又は図8に示すように、電極材料20は、長尺集電体としての長尺金属箔21と、長尺金属箔21の両面に正極活物質層15が長手方向へ形成された第1塗工部22a及び第2塗工部22bとを備える。第1塗工部22aは、長尺金属箔21の一方の面に形成され、第2塗工部22bは、長尺金属箔21の他方の面に形成されている。電極材料20においては、長尺金属箔21は正極集電箔14となる部位であり、各塗工部22a,22bは正極活物質層15となる部位である。
各塗工部22a,22bは、活物質、導電剤、溶媒及びバインダを混合したペースト状の活物質合剤を長尺金属箔21の表面に塗布し、乾燥した後、加圧して形成されている。各塗工部22a,22bは、電極材料20の長手方向に沿って、帯状に一定の幅で延びている。電極材料20は、両方の長縁部E1,E2に沿って露出部23を備える。各露出部23は、長尺金属箔21の長手方向に沿って一定幅で露出している。露出部23は、長尺金属箔21において塗工部22a,22bが存在しない部位であり、長尺金属箔21が露出した部分である。そして、露出部23は、正極タブ14aとなる部位である。
次に、電極製造設備30について詳しく説明する。
図3に示すように、電極製造設備30は、電極材料20を供給する供給部31を備える。供給部31は、ロール状に捲回された電極材料20を支持するホルダ32を備える。ホルダ32は、電極材料20の搬送速度にあわせて、電極材料20を送出する。なお、以下の説明において、搬送方向D1は、電極材料20が搬送される方向を示している。搬送方向D1は、電極材料20の長手方向と一致する。また、図6に示すように、幅方向D2は、電極材料20の面に沿う方向のうち、搬送方向D1と直交する方向を示している。
図3に示すように、電極製造設備30は、電極材料20を供給する供給部31を備える。供給部31は、ロール状に捲回された電極材料20を支持するホルダ32を備える。ホルダ32は、電極材料20の搬送速度にあわせて、電極材料20を送出する。なお、以下の説明において、搬送方向D1は、電極材料20が搬送される方向を示している。搬送方向D1は、電極材料20の長手方向と一致する。また、図6に示すように、幅方向D2は、電極材料20の面に沿う方向のうち、搬送方向D1と直交する方向を示している。
図3に示すように、電極製造設備30は、電極材料20を搬送する円柱状のガイドロール33aを備える。ガイドロール33aの軸心は、幅方向D2に沿って延びる。ガイドロール33aは、供給される電極材料20の向きを変更し、後述する第1圧着ローラユニット36に一定の角度で電極材料20を供給する。なお、電極材料20は、第1塗工部22aが上側になり、第2塗工部22bが下側になる状態で搬送される。
電極製造設備30は、第1セパレータ材料24を供給する第1セパレータ供給部34を備える。なお、第1セパレータ材料24は、セパレータ19の材料である。第1セパレータ材料24の片面は、接合部とされる。第1セパレータ供給部34は、供給部31から供給された電極材料20の上側で、かつ接合部が下側となる状態で第1セパレータ材料24が搬送されるように、供給部31よりも上流側に配置されている。第1セパレータ供給部34は、ロール状に捲回された第1セパレータ材料24を支持するホルダ35を備える。ホルダ35は、第1セパレータ材料24の搬送速度にあわせて、第1セパレータ材料24を送出する。
電極製造設備30は、第1セパレータ材料24を搬送する円柱状のガイドロール33bを備える。ガイドロール33bの軸心は、幅方向D2に沿って延びる。ガイドロール33bは、第1セパレータ材料24の向きを変更し、後述する第1圧着ローラユニット36に一定の角度で第1セパレータ材料24を供給する。
電極製造設備30は、搬送方向D1における供給部31の下流側に第1接合ローラユニットとしての第1圧着ローラユニット36を備える。第1圧着ローラユニット36は、一対の圧接ローラ36aを備える。
一次製造工程では、搬送される電極材料20及び第1セパレータ材料24が、第1圧着ローラユニット36の一対の圧接ローラ36aの間を通過することで、第1セパレータ材料24の接合部が電極材料20の一方の面を構成する第1塗工部22aに圧接され、貼り付く(接合される)。すると、第1セパレータ材料24に電極材料20が固定(接合)され、一次前駆体25が製造される。
図5に示すように、幅方向D2への第1セパレータ材料24の寸法は、幅方向D2への第1塗工部22aの寸法より長く、第1塗工部22aにおいては、その幅方向D2の全体が第1セパレータ材料24に覆われる。なお、幅方向D2両側の露出部23は、幅方向D2に沿った第1塗工部22a寄りの一部が第1セパレータ材料24によって覆われ、長縁部E1,E2側は露出したままである。そして、第1セパレータ材料24の下面に電極材料20が固定されることで一次前駆体25が製造され、一次製造工程が完了する。
図3に示すように、電極製造設備30は、第1切断装置としてのロータリーダイカッタ40を備える。ロータリーダイカッタ40は、搬送方向D1において、第1圧着ローラユニット36より下流側に配置されている。
図6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42とを備える。本実施形態では、ダイロール41は、アンビルロール42の下方に配置されている。ダイロール41の軸心、及び、アンビルロール42の軸心は、幅方向D2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42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43と、ロール本体43の周面に設置された切刃44と、ロール本体43の外周面を覆うクッション材45と、を備える。なお、図3では、切刃44について、模式的にダイロール41の周上の一箇所のみに記載しているが、正確には、図6の如く、切刃44は、ダイロール41の周方向において、ほぼ全周にわたり配置される。
ロール本体43が回転することで切刃44が移動する。切刃44は、正極電極13の外形(輪郭)に合わせた形状である。ロール本体43の軸心方向には二つの切刃44が間隔を空けて並設されるとともに、ロール本体43の周方向には二つの切刃44が間隔を空けて並設されている。そして、ロール本体43が1回転すると、図7に示すように、電極材料20には、正極電極13の外形に沿った切り込み20aが、幅方向D2に二つ及び搬送方向D1に二つの合計四つ形成することができる。
また、搬送方向D1に隣り合う切り込み20a同士の間、及び幅方向D2に隣り合う切り込み20a同士の間には、それぞれ電極材料20の一部が残ることになる。また、幅方向D2に並ぶ二つの切り込み20aよりも外側には、露出部23が切れ残っている。よって、一次前駆体25がロータリーダイカッタ40を通過すると、切り込み20aの内側に個片の正極電極13が切り出され、各切り込み20aに対する搬送方向D1及び幅方向D2の外側には端材51が形成される。端材51は、格子状に一繋がりとなっている。
図6に示すように、クッション材45は、例えば、スポンジ製である。クッション材45は、ロール本体43の外周面のうち、切刃44を除く全ての部位を覆う状態に装着されている。切刃44の刃先は、クッション材45が圧縮されていない状態では、クッション材45の内側に埋没している。また、クッション材45は、ダイロール41とアンビルロール42の間で圧縮されて弾性変形し、クッション材45の外周面から切刃44を突出させる。
具体的には、切刃44がアンビルロール42に最も接近した場所に近付くに従い、クッション材45は徐々に圧縮されて弾性変形していき、切刃44がアンビルロール42に最も接近した場所でクッション材45は最も圧縮される。このとき、切刃44はクッション材45の表面(外周面)から最も突出する状態である。
アンビルロール42は、ローラ本体46と、ローラ本体46の軸心方向両端の周面に一体化された嵩上げ部材47と、を備える。嵩上げ部材47は、ローラ本体46の全周に亘って設けられている。嵩上げ部材47は、一次前駆体25において、電極材料20の露出部23をダイロール41側に近付けるものである。嵩上げ部材47は、例えば硬質ゴム製である。嵩上げ部材47の周面は、ローラ本体46の径方向に沿って該ローラ本体46の周面よりも突出した位置にある。嵩上げ部材47の厚さは、第1塗工部22aの厚さとほぼ同じである。
そして、二次製造工程において、一次前駆体25がロータリーダイカッタ40を通過する際、クッション材45の外周面から突出した切刃44は、下側の第2塗工部22bに押し付けられる。すると、図8に示すように、切刃44は、電極材料20の両面のうち、第1セパレータ材料24の接着されていない他方の面を構成する第2塗工部22bに入り込み、第2塗工部22bを切断し、長尺金属箔21を切断するとともに、第1セパレータ材料24の接着された第1塗工部22aの厚さ方向の半ばまで入り込む。すなわち、切刃44は、一次前駆体25の第1セパレータ材料24にまで至らない。上側の第1塗工部22aは、ある程度、切刃44が食い込むと、その部位を起点として亀裂が生じ、又は割れる。その結果、切刃44により電極材料20は個片の正極電極13の形状に切断され、電極材料20に切り込み20aが形成される。
また、図示しないが、切刃44がアンビルロール42に最も接近した場所では、露出部23は嵩上げ部材47によってダイロール41に近付き、切刃44の一部は露出部23を切断し、嵩上げ部材47に届く。このため、露出部23には正極タブ14aに沿った切り込み20aが形成される。そして、搬送される一次前駆体25の電極材料20が、ロータリーダイカッタ40によって切断され、電極材料20には個片の正極電極13の輪郭に沿う切り込み20aが形成される。また、二次製造工程では第1セパレータ材料24は切断されないため、二次前駆体50は、第1セパレータ材料24に個片の正極電極13と端材51とが固定(接合)された状態で製造される。その結果、二次製造工程が完了するとともに、二次前駆体50が製造される。
図7に示すように、二次製造工程を経ると、一次前駆体25は、第1セパレータ材料24と、当該第1セパレータ材料24に接着した複数の正極電極13とからなる二次前駆体50、及び一次前駆体25から二次前駆体50を除いた部分である端材51から形成される。端材51は、電極材料20のうち、幅方向D2両側の露出部23の切れ残りと、電極材料20における個片の正極電極13以外の部分とからなる格子状である。
図3に示すように、電極製造設備30は、端材除去装置52を備える。端材除去装置52は、円柱状の分離ロールよりなる。端材除去装置52の軸心は、幅方向D2に沿って延びる。端材除去装置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。端材除去装置52には、端材51の先端部が予め結合されている。
そして、図6に示すように、除去工程において、端材除去装置52が回転することにより、二次製造工程で発生した端材51が巻き取られると、第1セパレータ材料24に接合していた端材51が第1セパレータ材料24から剥離し、二次前駆体50と端材51とが分離される。
図9に示すように、二次前駆体50においては、搬送方向D1に隣り合う正極電極13同士の間、詳細には隣り合う一方の正極電極13の第3の縁13cと他方の正極電極13の第4の縁13dとの間には、第1隙間S1が形成される。よって、搬送方向D1に隣り合う正極電極13同士の間からは、第1セパレータ材料24が露出している。
また、二次前駆体50においては、幅方向D2に隣り合う正極電極13同士の間、詳細には隣り合う一方の正極電極13の第2の縁13bと他方の正極電極13の第2の縁13bとの間には、第2隙間S2が形成される。よって、幅方向D2に隣り合う正極電極13同士の間からは、第1セパレータ材料24が露出している。また、露出部23が除去された部分からも第1セパレータ材料24が露出している。よって、二次前駆体50においては、個片の正極電極13を取り囲むように第1セパレータ材料24が格子状に露出している。
図3に示すように、電極製造設備30は、搬送方向D1におけるロータリーダイカッタ40より下流側に配置されたクリーナ48を備える。クリーナ48は、搬送される二次前駆体50の下方に配置されている。クリーナ48は、搬送される二次前駆体50に向けて開口する。クリーナ48は、二次前駆体50の幅方向D2全体に亘って二次前駆体50に向けて開口している。なお、クリーナ48は、二次前駆体50に対し非接触な状態で異物を除去する非接触式である。
そして、前述の除去工程の後であり、後述の三次製造工程より前に異物除去工程が行われる。具体的には、クリーナ48が駆動されると、その内部が負圧となり、空気とともに、二次前駆体50に付着した異物を吸引し、異物除去工程が行われる。
電極製造設備30は、搬送方向D1におけるクリーナ48より下流側に第2セパレータ供給部56を備える。第2セパレータ供給部56は、第2セパレータ材料55を供給する。なお、第2セパレータ材料55は、セパレータ19の材料である。第2セパレータ材料55の片面は、接合部とされる。第2セパレータ供給部56は、搬送される二次前駆体50の下側で、かつ接合部が上側となる状態で第2セパレータ材料55が搬送されるように、クリーナ48よりも搬送方向D1の下流側に配置されている。第2セパレータ供給部56は、ロール状に捲回された第2セパレータ材料55を支持するホルダ57を備える。ホルダ57は、二次前駆体50の搬送速度にあわせて、第2セパレータ材料55を送出する。
電極製造設備30は、第2セパレータ供給部56の下流側に第2接合ローラユニットとしての第2圧着ローラユニット60を備える。第2圧着ローラユニット60は、一対の圧接ローラ60aを備える。
そして、三次製造工程では、搬送される二次前駆体50及び第2セパレータ材料55が、第2圧着ローラユニット60の一対の圧接ローラ60aの間を通過することで、第2セパレータ材料55の接合部が二次前駆体50の他方の面を構成する第2塗工部22bに圧着され、第2セパレータ材料55に二次前駆体50が圧接され、貼り付く(接合される)。
図10に示すように、幅方向D2への第2セパレータ材料55の寸法は、幅方向D2への第1セパレータ材料24の寸法と同じであり、幅方向D2に並んだ二つの正極電極13の寸法より長い。このため、幅方向D2に並ぶ二つの正極電極13は幅方向D2全体に亘って第2セパレータ材料55に覆われ、各正極電極13の正極活物質層15となる第2塗工部22bの全面が第2セパレータ材料55によって覆われる。また、各正極電極13は、搬送方向D1全体に亘って第2セパレータ材料55に覆われる。このとき、第1セパレータ材料24と第2セパレータ材料55は、幅方向D2の両端の位置が一致するが、一致していなくてもよい。
また、幅方向D2両側に位置する正極タブ14aは、根本側(正極活物質層15側)のみ第1セパレータ材料24及び第2セパレータ材料55によって覆われ、先端側は露出したままである。そして、二次前駆体50における第2塗工部22bに第2セパレータ材料55が固定(接合)された三次前駆体62が製造され、三次製造工程が完了する。
三次前駆体62は、個片に分断された正極電極13を第2塗工部22b側から覆っている。よって、三次前駆体62は、複数の正極電極13を第1セパレータ材料24と第2セパレータ材料55で挟んだ形状である。
図3に示すように、電極製造設備30は、搬送方向D1における第2圧着ローラユニット60より下流側に、第2切断装置としてのロータリーダイカッタ63を備える。ロータリーダイカッタ63は、三次前駆体62のうちの第1セパレータ材料24及び第2セパレータ材料55を切断するための装置である。図11に示すように、ロータリーダイカッタ63は、ダイロール64と、アンビルロール65とを備える。本実施形態では、ダイロール64は、アンビルロール65の下方に配置されている。ダイロール64の軸心、及び、アンビルロール65の軸心は、幅方向D2に沿って延び、かつ互いに平行である。ダイロール64及びアンビルロール65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64は、円柱状のロール本体66と、ロール本体66の周面に巻回された切刃67とを備える。なお、図3では、切刃67について、模式的にダイロール64の周上の一箇所のみに記載しているが、正確には、図11の如く、切刃67は、ダイロール64の周方向において、ほぼ全周にわたり配置される。
ロール本体66が回転することで切刃67が移動する。切刃67は、三次前駆体62において正極電極13同士の間に形成された第1隙間S1及び第2隙間S2に入り込む位置に配置されている。切刃67は、ロール本体66の軸心方向の中間において、ロール本体66の全周に延びる第1刃部67aと、ロール本体66の軸心方向に長手が延び、かつ周方向に等間隔を空けて配置された一対の第2刃部67bとを有する。
そして、第1刃部67aは、三次前駆体62の幅方向D2の中間位置に位置する第2隙間S2に対応した位置に入り込み、三次前駆体62を幅方向D2に二分する。第2刃部67bは、三次前駆体62の第1隙間S1に対応した位置に入り込み、三次前駆体62を搬送方向D1に分断していく。
よって、分断工程では、三次前駆体62がロータリーダイカッタ63を通過すると、三次前駆体62は、第1刃部67aによって幅方向D2に二分されながら、第2刃部67bによって搬送方向D1に分断されていく。すると、長尺金属箔21から正極集電箔14が形成されるとともに、第1塗工部22a及び第2塗工部22bから正極活物質層15が形成され、個片の正極電極13が製造される。また、第1塗工部22aに固定された第1セパレータ材料24から一方のセパレータ19が形成されるとともに、第2塗工部22bに固定された第2セパレータ材料55から他方のセパレータ19が形成される。その結果、一対のセパレータ19を備える正極電極13が製造される。なお、正極タブ14aは、一対のセパレータ19から飛び出している。
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)セパレータ19を備える正極電極13の製造方法において、一次製造工程で電極材料20に第1セパレータ材料24を固定することで、一次前駆体25では、第1セパレータ材料24に対し電極材料20が所定位置に配置される。二次製造工程では、第1セパレータ材料24に電極材料20が接着された状態で一次前駆体25が切断されるため、製造された二次前駆体50においては、第1セパレータ材料24に対する個片の正極電極13の位置ずれがない。そして、分断工程で、三次前駆体62を切断することで、セパレータ19を備えた正極電極13を製造できる。分断工程において、個片の正極電極13は第1セパレータ材料24に固定されており、第1セパレータ材料24に対する正極電極13の位置は、一次製造工程で配置された位置のままであり、搬送を経ても、分断工程を経ても位置ずれしない。このように、正極電極13の位置ずれが生じないため、第1セパレータ材料24上に個片の正極電極13を位置決めする位置決め工程を必要とする場合と比べて正極電極13の生産性を向上させることができる。
(1)セパレータ19を備える正極電極13の製造方法において、一次製造工程で電極材料20に第1セパレータ材料24を固定することで、一次前駆体25では、第1セパレータ材料24に対し電極材料20が所定位置に配置される。二次製造工程では、第1セパレータ材料24に電極材料20が接着された状態で一次前駆体25が切断されるため、製造された二次前駆体50においては、第1セパレータ材料24に対する個片の正極電極13の位置ずれがない。そして、分断工程で、三次前駆体62を切断することで、セパレータ19を備えた正極電極13を製造できる。分断工程において、個片の正極電極13は第1セパレータ材料24に固定されており、第1セパレータ材料24に対する正極電極13の位置は、一次製造工程で配置された位置のままであり、搬送を経ても、分断工程を経ても位置ずれしない。このように、正極電極13の位置ずれが生じないため、第1セパレータ材料24上に個片の正極電極13を位置決めする位置決め工程を必要とする場合と比べて正極電極13の生産性を向上させることができる。
(2)電極材料20に長尺の第1セパレータ材料24を固定し、その第1セパレータ材料24に固定した電極材料20を切断することで、幅方向D2に並ぶ二枚の正極電極13を同時に第1セパレータ材料24に配置できる。よって、個片の正極電極13を一枚ずつ第1セパレータ材料24に配置する場合と比べて、生産性を向上させることができる。
(3)一次製造工程で、長尺の第1セパレータ材料24を電極材料20に固定し、三次製造工程では、二次前駆体50に長尺の第2セパレータ材料55を固定する。そして、分断工程で長尺の三次前駆体62を分断することで、幅方向D2に並ぶ二枚の正極電極13を同時に製造できる。よって、個片のセパレータ19と、個片の正極電極13とを一枚ずつ一体化する場合と比べると、生産性を向上させることができる。
(4)一次製造工程で一次前駆体25を製造した後、一次前駆体25は搬送方向D1へ搬送されるが、電極材料20は第1セパレータ材料24に固定されているため、搬送中に第1セパレータ材料24に対し電極材料20が移動することが抑制され、第1セパレータ材料24の所定位置に電極材料20が配置された状態を維持できる。その結果、後の二次製造工程では、電極材料20を所定位置で切断できる。
(5)二次製造工程で二次前駆体50を製造した後、二次前駆体50は搬送方向D1へ搬送され、端材51が除去される。二次前駆体50では、個片の正極電極13は第1セパレータ材料24に固定されているため、搬送中や端材51の除去中に第1セパレータ材料24に対し個片の正極電極13が位置ずれしない。その結果、三次製造工程を経た後の分断工程では、正極電極13が切断されることを抑制できる。
(6)二次製造工程では、電極材料20の第2塗工部22bから切刃44を入れたとき、切刃44が第1塗工部22aの途中まで入るようにし、第1セパレータ材料24に到達しないようにした。このため、電極材料20は個片の正極電極13の形状に切断しつつ、第1セパレータ材料24は切断されない。このため、長尺の第1セパレータ材料24に個片の正極電極13が固定された状態を維持でき、第1セパレータ材料24の搬送に合わせて複数の正極電極13を一括して搬送できる。
(7)二次製造工程で一次前駆体25を切断すると、二次前駆体50以外に端材51が生じるが、除去工程では、第1セパレータ材料24に圧着していた端材51を第1セパレータ材料24から剥離し、端材51を除去するようにした。このため、第1セパレータ材料24に個片の正極電極13のみが固定された二次前駆体50を製造できる。
(8)二次製造工程では、ロータリーダイカッタ40によって一次前駆体25を切断するようにした。例えば、切刃を上下動させて切断を行う装置を第1切断装置とした場合には、一次前駆体25の搬送を停止させて切断を行わなければならず、間欠的な切断になる。これに対し、ロータリーダイカッタ40を採用することで、一次前駆体25を搬送しながら連続的に切断を行うことができ、正極電極13の生産性を向上させることができる。
(9)二次前駆体50から端材51を分離していくとき、個片となった正極電極13の切断面に付着していた活物質や、長尺金属箔21を切断したときに発生した破片等の異物が離脱しやすい。しかし、ロータリーダイカッタ40より下流側で、かつ第2圧着ローラユニット60の上流側にクリーナ48を配置して、異物をクリーナ48によって除去できる。この異物除去を三次製造工程の前に行うことで、製造された三次前駆体62において、第1セパレータ材料24と第2セパレータ材料55の間に異物が残ることを抑制できる。その結果、得られる正極電極13を積層した電極組立体において、異物がセパレータ19を突き破る等の不具合の発生を未然に抑止できる。
(10)クリーナ48を非接触式としたため、クリーナ48が二次前駆体50に接触することで異物を発生させることを無くすことができる。
(11)一次製造工程では、電極材料20の上側に位置する第1塗工部22aに第1セパレータ材料24を圧着した。そして、二次製造工程では、ロータリーダイカッタ40の切刃44を、電極材料20の下側に位置する第2塗工部22bから入れた。このため、切刃44による電極材料20の切断によって異物が発生しても、その異物を電極材料20から落下させることができ、製造された一次前駆体25に異物が残りにくくできる。
(11)一次製造工程では、電極材料20の上側に位置する第1塗工部22aに第1セパレータ材料24を圧着した。そして、二次製造工程では、ロータリーダイカッタ40の切刃44を、電極材料20の下側に位置する第2塗工部22bから入れた。このため、切刃44による電極材料20の切断によって異物が発生しても、その異物を電極材料20から落下させることができ、製造された一次前駆体25に異物が残りにくくできる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図12に示すように、セパレータ19を備える正極電極13は、正極電極13の片面だけにセパレータ19が接合されたものでもよい。すなわち、セパレータ19を備える正極電極13は、除去工程の後に、分断工程を行い、二次前駆体50の第1セパレータ材料24を切断して製造したものであってもよい。同様に、セパレータ19を備える負極電極16も、一次製造工程、二次製造工程、除去工程、及び分断工程を経て製造できる。そして、セパレータ19を備える正極電極13を製造する場合、三次製造工程において、図13に示すように、第2セパレータ供給部56から供給する第2セパレータ材料55を、個片の負極電極16が予め接合されたものとしてもよい。
○ 図12に示すように、セパレータ19を備える正極電極13は、正極電極13の片面だけにセパレータ19が接合されたものでもよい。すなわち、セパレータ19を備える正極電極13は、除去工程の後に、分断工程を行い、二次前駆体50の第1セパレータ材料24を切断して製造したものであってもよい。同様に、セパレータ19を備える負極電極16も、一次製造工程、二次製造工程、除去工程、及び分断工程を経て製造できる。そして、セパレータ19を備える正極電極13を製造する場合、三次製造工程において、図13に示すように、第2セパレータ供給部56から供給する第2セパレータ材料55を、個片の負極電極16が予め接合されたものとしてもよい。
この場合、第2セパレータ材料55の長手方向に隣り合う負極電極16同士の隙間は、その隙間の中間位置が、二次前駆体50における、搬送方向D1に隣り合う正極電極13同士の間の第1隙間S1の中間位置に一致するようにする。また、第2セパレータ材料55の長手方向に隣り合う負極電極16同士の隙間は、二次前駆体50における第1隙間S1より狭くする。さらに、第2セパレータ材料55の短手方向に隣り合う負極電極16同士の隙間は、その隙間の中間位置が、二次前駆体50における、幅方向D2に隣り合う正極電極13同士の間の第1隙間S1の中間位置に一致するようにする。また、第2セパレータ材料55の短手方向に隣り合う負極電極16同士の隙間は、二次前駆体50における第1隙間S1より狭くする。
このように構成した場合、第2セパレータ供給部56は、搬送される二次前駆体50の下側で、かつ第2セパレータ材料55の上面側に接合部が設けられた状態で配置されている。そして、三次製造工程では、搬送される二次前駆体50及び第2セパレータ材料55が、第2圧着ローラユニット60の一対の圧接ローラ60aの間を通過することで、第2セパレータ材料55の接合部が二次前駆体50の他方の面を構成する第2塗工部22bに圧接され、貼り付く(接合される)。すると、第2セパレータ材料55に二次前駆体50が固定(接合)される。
そして、分断工程では、三次前駆体62の第1隙間S1及び第2隙間S2にダイロール64の切刃67を入り込ませ、第1及び第2セパレータ材料24,55を分断することで、第2セパレータ供給部56を介して、正極電極13と負極電極16が一体化される。すると、セパレータ19を備えた正極電極13及び負極電極16が製造されると同時に、正極電極13と負極電極16をセパレータ19を挟んで一体化した積層構造の最小ユニットを製造できる。この最小ユニットを積層することで、異なる正極電極13と負極電極16を交互に積層していく場合と比べて積層するために要する時間を短縮できる。
なお、正極電極13と負極電極16とを一体化した最小ユニットの製造は一例であり、正極電極13の片面だけにセパレータ19が接合されたものと、負極電極16の片面だけにセパレータ19が接合されたものと、をユニットとしなくてもよい。すなわち、正極電極13の片面だけにセパレータ19が接合されたものと、負極電極16の片面だけにセパレータ19が接合されたもの各々を、生産ラインの下流の工程にあたる積層工程に送り、任意の積層装置、例えば、ピック・アンド・プレース方式の積層装置により、積層してもよい。
○ 第1セパレータ材料24は、供給部31から供給された電極材料20の下側の面である第2塗工部22b側の面に固定(接合)されてもよい。この場合、二次製造工程では、ロータリーダイカッタ40は、一次前駆体25の上側に露出した電極材料20の第1塗工部22aを切り込むように、ダイロール41がアンビルロール42の上方に配置される。そして、三次製造工程では、第2セパレータ材料55は、二次前駆体50における上側の面である第1塗工部22a側の面に固定(接合)される。
○ 電極製造設備30において、クリーナ48は無くてもよい。
○ 電極製造設備30において、クリーナは接触式であってもよい。
○ 電極製造設備30において、第1切断装置及び第2切断装置の少なくとも一つは、ロータリーダイカッタ以外の方式で切断するものであってもよい。例えば、第1切断装置及び第2切断装置の少なくとも一つは、切刃を上下動させて切断するものであってもよい。
○ 電極製造設備30において、クリーナは接触式であってもよい。
○ 電極製造設備30において、第1切断装置及び第2切断装置の少なくとも一つは、ロータリーダイカッタ以外の方式で切断するものであってもよい。例えば、第1切断装置及び第2切断装置の少なくとも一つは、切刃を上下動させて切断するものであってもよい。
○ ロータリーダイカッタ40に設ける切刃44の数は変更してもよい。例えば、ロール本体43の周方向に一つだけ切刃44を設けてもよいし、ロール本体43の軸心方向に一つだけ切刃44を設けてもよい。又は、ロール本体43の軸心方向に切刃44を四つ並設してもよい。
○ 電極材料20は、長尺金属箔21の片面だけに塗工部が形成されたものでもよい。この場合、一次製造工程では、第1セパレータ材料24は、電極材料20における塗工部が形成された一方の面に接合される。そして、二次製造工程では、ロータリーダイカッタ40の切刃44は、長尺金属箔21だけが露出した他方の面から入れられる。三次製造工程では、長尺金属箔21が露出した面に第2セパレータ材料55が接合される。
○ 第1セパレータ材料24を電極材料20に接合する方法、及び二次前駆体50に第2セパレータ材料55を接合する方法は、圧着以外にも融着であってもよい。
○ 第1セパレータ材料24及び第2セパレータ材料55の接合部は、その全面に設けられず、局所的に設けられていてもよい。
○ 第1セパレータ材料24及び第2セパレータ材料55の接合部は、その全面に設けられず、局所的に設けられていてもよい。
○ 電極材料20を供給する供給部31は、電極材料20を捲回状に一旦ロールしたものであったが、必ずしもロールする必要はなく、電極材料20の製造装置そのものであり、電極材料20の製造装置より、電極材料20が直接供給される構造であってもよい。
○ 供給部31に捲回された電極材料20は、予め露出部23が切断され、正極タブ14aの形状が切り出されたものであってもよい。
○ 第1セパレータ材料24に配置される接合部は、必ずしも片面全面に形成されていなくてもよく、少なくとも、最終的に正極電極13となる部分と重なる位置に配置されていればよい。
○ 第1セパレータ材料24に配置される接合部は、必ずしも片面全面に形成されていなくてもよく、少なくとも、最終的に正極電極13となる部分と重なる位置に配置されていればよい。
○ 電極材料20と第1セパレータ材料24との接合は、圧着式のセパレータ材料に限定されず、セパレータ材料の片面に接着剤の層よりなる接着層を接合部として設け、接着剤による接合であってもよい。
○ 前述の実施形態では、第1圧着ローラユニット36の圧接ローラ36aは、電極材料20と第1セパレータ材料24とを挟み、加圧するが、加圧のみではなく熱も加える加熱ローラであってもよい。
○ 前述の実施形態では、三次前駆体62のうちの第1セパレータ材料24及び第2セパレータ材料55を、ロータリーダイカッタ63にて切断するが、ロータリーダイカッタ63に代え、三次前駆体62を長手方向に切断するスリットカッターと、短手方向(幅方向D2)に切断するロータリーカッターとを組み合わせ、用いてもよい。
○ 集電体は、活物質合剤が塗布できるものであれば、金属箔に限定されるものではない。例えば、織物状や網状のシートを用いてもよい。
○ 電極製造設備30によって製造される電極は負極電極16であってもよい。
○ 電極製造設備30によって製造される電極は負極電極16であってもよい。
○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
11…電極組立体、13…電極としての正極電極、14…集電体としての正極集電箔、15…正極活物質層、19…セパレータ、20…電極材料、22a,22b…塗工部、21…長尺集電体としての長尺金属箔、24…第1セパレータ材料、25…一次前駆体、36…第1接着ローラユニット、40…第1切断装置としてのロータリーダイカッタ、41…ダイロール、42…アンビルロール、44…切刃、50…二次前駆体、51…端材、52…端材除去装置、55…第2セパレータ材料、60…第2接着ローラユニット、62…三次前駆体、63…第2切断装置としてのロータリーダイカッタ。
Claims (8)
- 集電体の表面に活物質層を備えるとともにセパレータが一体化された電極の製造方法であって、
前記集電体の材料である長尺集電体と、前記活物質層が前記長尺集電体の長手方向へ形成された塗工部とを備える電極材料を搬送しながら、前記電極材料の一方の面に長尺の第1セパレータ材料を接合し、当該第1セパレータ材料によって前記一方の面側の塗工部の全面が覆われた一次前駆体を製造する一次製造工程と、
前記一次前駆体における前記電極材料の他方の面側から前記電極の外形に沿う切刃を入れ、前記第1セパレータ材料は切断せずに前記電極材料を前記電極の形状に切り込んで二次前駆体を製造する二次製造工程と、
前記一次前駆体から前記二次前駆体を除いた部分で構成される端材を除去し、前記電極材料から個片の電極を切り出す除去工程と、
前記二次前駆体の前記第1セパレータ材料を切断する分断工程と、を有することを特徴とする電極の製造方法。 - 前記除去工程と前記分断工程との間に、前記二次前駆体を搬送しながら、前記他方の面側から個片の電極に長尺の第2セパレータ材料を接合し、当該第2セパレータ材料によって前記個片の電極の全面が覆われた三次前駆体を製造する三次製造工程を有し、前記分断工程では、前記第1セパレータ材料とともに前記第2セパレータ材料を分断する請求項1に記載の電極の製造方法。
- 前記一次製造工程では、前記一次前駆体は、一方の極の電極材料に第1セパレータ材料を接合して製造され、前記三次製造工程では、他方の極の個片の電極が接合された前記第2セパレータ材料を、前記二次前駆体における前記他方の面側から接合し、前記第2セパレータ材料によって前記一方の極の個片の電極が覆われた三次前駆体を製造する請求項2に記載の電極の製造方法。
- 前記除去工程の後であり、前記三次製造工程より前に、搬送される前記二次前駆体から異物を除去する異物除去工程を有する請求項2又は請求項3に記載の電極の製造方法。
- 前記二次製造工程は、前記切刃を周面に備えるダイロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含むロータリーダイカッタによって行われる請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の電極の製造方法。
- 集電体の表面に活物質層を備えるとともにセパレータが一体化された電極を製造するための電極製造設備であって、
前記集電体の材料である長尺集電体と、前記活物質層が前記長尺集電体の長手方向へ形成された塗工部を備える電極材料における一方の面に長尺の第1セパレータ材料を接合し、当該第1セパレータ材料によって前記一方の面側の塗工部の全面が覆われた一次前駆体を製造する第1接合ローラユニットと、
前記電極の外形に沿う切刃を有し、通過する前記一次前駆体における前記電極材料の他方の面側から前記切刃を入れ、前記第1セパレータ材料は切断せずに前記電極材料を前記電極の形状に切り込んで二次前駆体を製造する第1切断装置と、
前記一次前駆体から前記二次前駆体を除いた部分で構成される端材を除去し、前記電極材料から個片の電極を切り出す端材除去装置と、
前記二次前駆体の前記第1セパレータ材料を切断する第2切断装置と、を有することを特徴とする電極製造設備。 - 前記電極材料の搬送方向における前記端材除去装置より下流側で、かつ前記第2切断装置より上流側に配置され、前記二次前駆体における前記他方の面側から個片の電極に長尺の第2セパレータ材料を接合し、当該第2セパレータ材料によって前記個片の電極が覆われた三次前駆体を製造する第2接合ローラユニットを有する請求項6に記載の電極製造設備。
- 前記第1切断装置は、前記切刃を周面に備えるダイロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含むロータリーダイカッタである請求項6又は請求項7に記載の電極製造設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018079327A JP2019186172A (ja) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 電極の製造方法、及び電極製造設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018079327A JP2019186172A (ja) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 電極の製造方法、及び電極製造設備 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019186172A true JP2019186172A (ja) | 2019-10-24 |
Family
ID=68341907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018079327A Pending JP2019186172A (ja) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 電極の製造方法、及び電極製造設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019186172A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113387213A (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-14 | 大众汽车股份公司 | 用于加工电极幅材的方法和对此的加工装置 |
DE102020203092A1 (de) | 2020-03-11 | 2021-09-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bearbeitung einer Elektrodenbahn und Bearbeitungsvorrichtung hierfür |
-
2018
- 2018-04-17 JP JP2018079327A patent/JP2019186172A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113387213A (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-14 | 大众汽车股份公司 | 用于加工电极幅材的方法和对此的加工装置 |
DE102020203092A1 (de) | 2020-03-11 | 2021-09-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bearbeitung einer Elektrodenbahn und Bearbeitungsvorrichtung hierfür |
US20210288302A1 (en) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for processing an electrode sheet and processing device for this purpose |
US11735707B2 (en) | 2020-03-11 | 2023-08-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for processing an electrode sheet and processing device for this purpose |
CN113387213B (zh) * | 2020-03-11 | 2023-12-05 | 大众汽车股份公司 | 用于加工电极幅材的方法和对此的加工装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101436719B1 (ko) | 비쌍극형 전지의 제조 방법 및 비쌍극형 전지의 제조 장치 | |
CN113302777A (zh) | 电极组件及其成型方法和生产系统、二次电池、电池模块以及装置 | |
JP2012513076A (ja) | 二次電池の製造方法及び二次電池 | |
WO2012020658A1 (ja) | 電極巻き取り方法 | |
KR20100096018A (ko) | 권회 전극체의 제조 방법 및 권회 전극체 제조 장치 | |
JP6693419B2 (ja) | 電極ユニット、及び電極ユニットの製造方法 | |
KR20180001458A (ko) | 이차 전지용 스택 장치, 이를 이용한 스택 방법 및 이에 따른 이차 전지 | |
JP6679829B2 (ja) | 蓄電装置のセパレータ収納式電極体、蓄電装置の電極組立体、及び蓄電装置の製造装置 | |
JPWO2013031889A1 (ja) | 電池用電極の製造方法 | |
JP5761576B2 (ja) | 積層型電池および積層電極体の製造方法 | |
JP2019186172A (ja) | 電極の製造方法、及び電極製造設備 | |
JP2017196669A (ja) | 電極製造設備 | |
US20230330885A1 (en) | Electrode Assembly Manufacturing Apparatus Including Ultrasonic Cutter and Method Using the Same | |
JP2019133907A (ja) | セパレータ付き電極製造装置 | |
JP2003297430A (ja) | 二次電池の製造方法、二次電池電極の製造装置 | |
CN106654148B (zh) | 一种电池极片裁切方法和包含该方法的电池芯组装方法 | |
JP6686724B2 (ja) | 電極製造設備 | |
JP2017105083A (ja) | 電極体製造装置及び電極体製造方法 | |
JP2021028896A (ja) | 蓄電装置の製造方法 | |
JP6736953B2 (ja) | 電極の製造方法及びロータリーダイカッタ | |
JP6097331B2 (ja) | 枚葉積層型リチウムイオン電池の製造装置、および枚葉積層型リチウムイオン電池の製造方法 | |
JP2019102196A (ja) | 電池の製造方法 | |
JP2020102353A (ja) | 積層電極製造装置、及び積層体製造装置 | |
JP2014220196A (ja) | 電極の製造方法及び電極の製造装置 | |
JP2021051924A (ja) | 蓄電装置の製造方法、及び蓄電装置 |