JP2019202858A - 電極搬送装置、及び電極製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極に対するダメージを抑制しつつ、電極が外周側へ移動することを抑制できる電極搬送装置、及び電極製造装置を提供する。【解決手段】電極搬送装置６０は、旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに載置された電極２０Ａに対して上方から気体Ｇを供給する気体供給部６５を備える。気体供給部６５は、電極２０Ａに気体Ｇを供給することで、旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに対して電極２０Ａを押し付けることができる。これにより、電極２０Ａと旋回搬送部３９Ａの上面３９ａとの間に作用する摩擦力ＦＣ２を大きくすることができる。摩擦力ＦＣ２は、遠心力ＦＣ１と反対向きに作用する力であるため、当該摩擦力ＦＣ２が大きくなることで、電極２０Ａが外周側へ移動することを抑制できる。また、電極２０Ａに対するダメージは、電極２０Ａに気体Ｇを供給する場合、小さくなる。【選択図】図６

Description

本発明は、電極搬送装置、及び電極製造装置に関する。

従来、ワークを搬送する搬送装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この搬送装置は、交差する一対のコンベアの交差部に配置され、前段のコンベアから後段のコンベアにワークをカーブ搬送して乗り継ぎさせるカーブコンベアを備える。この搬送装置は、カーブコンベアの外周側にワークを受けるための部材を備えている。

特開平６−２７１０３０号公報

ここで、電極を搬送する搬送装置に対しても、上述の搬送装置のカーブコンベアのような旋回搬送部が用いられる場合がある。旋回搬送部で電極が搬送される際、電極には外周側へ向かう遠心力が作用する。電極は、反りや皺の影響により、旋回搬送部の上面との接触面積が小さくなる場合がある。すなわち、摩擦を生じるための面が小さい。更に、電極は薄くて軽いワークであるため、大きな摩擦力を発生しにくい。これらの影響により、電極と旋回搬送部の上面との間において、遠心力と反対向きに作用する摩擦力が小さくなる。従って、電極は、遠心力の影響により、外周側へ移動するという問題が生じる。このような問題に対し、上述の搬送装置のように、電極と外周側で接触することによって当該電極の移動を規制する規制部材を設ける構成が挙げられる。しかしながら、電極が規制部材と接触することによって、電極がダメージを受けるという問題がある。

本発明は、電極に対するダメージを抑制しつつ、電極が外周側へ移動することを抑制できる電極搬送装置、及び電極製造装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電極搬送装置は、集電体の少なくとも片面に活物質層を有する電極を搬送する電極搬送装置であって、互いに交差する方向へ延びる一対の搬送部間において、上面に載置させた電極を旋回させて搬送する旋回搬送部と、旋回搬送部の上面に載置された電極に対して上方から気体を供給する気体供給部と、を備える。

この電極搬送装置は、互いに交差する方向へ延びる一対の搬送部間において、上面に載置させた電極を旋回させて搬送する旋回搬送部を備える。電極には、旋回搬送部の上面で旋回しながら搬送されることで、外周側へ向かう遠心力が作用する。これに対し、電極搬送装置は、旋回搬送部の上面に載置された電極に対して上方から気体を供給する気体供給部を備える。気体供給部は、電極に気体を供給することで、旋回搬送部の上面に対して電極を押し付けることができる。これにより、電極と旋回搬送部の上面との間に作用する摩擦力を大きくすることができる。摩擦力は、遠心力と反対向きに作用する力であるため、当該摩擦力が大きくなることで、電極が外周側へ移動することを抑制できる。また、電極に対するダメージは、電極を規制部材と直接接触させる場合に比して、電極に気体を供給する場合の方が小さくなる。以上より、電極に対するダメージを抑制しつつ、電極が外周側へ移動することを抑制できる。

電極搬送装置において、気体供給部は、旋回搬送部の旋回方向に沿って、複数の気体供給口を有してよい。これにより、気体供給部は、旋回搬送部で搬送される電極に対し、旋回方向における複数の位置にて、気体を供給することができる。これにより、気体供給部は、旋回搬送部の旋回方向の各位置において、電極が外周側へ移動することを抑制できる。

電極搬送装置において、旋回方向に沿った複数の気体供給口のピッチは、旋回搬送部での電極における旋回方向に沿った長さ以下に設定されてよい。これにより、旋回搬送部で搬送される電極は、一の気体供給口から気体を供給される位置を通過する前に、次の気体供給口から気体を供給される位置に到達する。すなわち、気体供給部は、複数の気体供給口から途切れることなく電極へ気体を供給することができる。

電極搬送装置において、気体供給部は、旋回搬送部での電極における中心位置に気体を供給可能であってよい。これにより、気体供給部は、電極における中央位置付近を旋回搬送部の上面に対して押し付けることができる。電極の当該位置に摩擦力を発生させることで、電極の姿勢を維持し易くなる。

電極製造装置は、上述の電極搬送装置と、搬送方向における電極搬送装置の上流側に配置され、シート部材を切断することで、電極を形成する切断部と、を備え、切断部は、旋回搬送部の上面において、下方へ凸に湾曲するように電極を形成してよい。例えば、電極が上側に凸となった状態で旋回搬送部の上面に載置された場合、電極のうち、活物質の剥離の起き易い端部付近が上面と接触する。この場合、電極の活物質の剥離によるダメージが起き易くなる。一方、上述の切断部で形成された電極は、下方へ凸に湾曲した状態で旋回搬送部の上面に配置される。当該状態で搬送される電極に対するダメージは、上方へ凸に湾曲した状態の電極に対するダメージより小さくなる。

電極製造装置において、切断部は、シート部材をロール状に巻いたロール体から、シート部材を供給され、ロール体は、シート部材が切断部へ供給される際に下方へ凸に湾曲する巻出し方向にて、シート部材を巻き出してよい。これにより、シート部材の巻出し方向を設定するだけで、切断部が下方へ凸に湾曲するような電極を形成することができる。

電極製造装置は、上述の電極搬送装置と、搬送方向における電極搬送装置の上流側に配置され、シート部材を切断することで、電極を形成する切断部と、を備え、切断部は、上方又は下方へ凸に湾曲するように電極を形成し、電極搬送装置への供給時には、下方へ凸に湾曲した状態とする。

本発明によれば、電極に対するダメージを抑制しつつ、電極が外周側へ移動することを抑制できる電極搬送装置、及び電極製造装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電極搬送装置を備えた電極製造装置を適用して製造される電極を用いた蓄電装置の内部を示す断面図である。 図１のII−II線断面図である。 電極製造装置の構造を示す概略平面図である。 切断部付近の構成を示す概略側面図である。 電極搬送装置を示す概略平面図である。 図６（ａ）は、図５に示すＶＩａ−ＶＩａ線に沿った断面図であり、図６（ｂ）は、比較例に係る電極搬送装置を示す断面図である。 気体供給部を下方から見た図である。 変形例に係る電極搬送装置の気体供給部を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る電極搬送装置を備えた電極製造装置を適用して製造される電極を用いた蓄電装置の内部を示す断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２において、蓄電装置１は、積層型の電極組立体を有するリチウムイオン二次電池である。

蓄電装置１は、例えば略直方体形状のケース２と、このケース２内に収容された電極組立体３とを備えている。ケース２は、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。ケース２の内部には、図示はしないが、例えば非水系（有機溶媒系）の電解液が注液されている。ケース２上には、正極端子４及び負極端子５が互いに離間して配置されている。正極端子４は、絶縁リング６を介してケース２に固定され、負極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定されている。また、電極組立体３とケース２の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムが配置されており、絶縁フィルムによってケース２と電極組立体３との間が絶縁されている。図１では便宜上、電極組立体３の下端とケース２の底面との間には僅かな隙間が設けられているが、実際には電極組立体３の下端が絶縁フィルムを介してケース２の内側の底面に接触している。また、電極組立体３の積層方向において、電極組立体３のガタツキを低減するために、電極組立体３とケース２との間の隙間に、数枚のスペーサが配置されている。スペーサの枚数は、電極組立体３の厚みに応じて適宜調整される。

電極組立体３は、複数の正極８と複数の負極９とが袋状のセパレータ１０を介して交互に積層された構造を有している。正極８は、袋状のセパレータ１０に包まれている。袋状のセパレータ１０に包まれた状態の正極８は、セパレータ付き正極１１として構成されている。従って、電極組立体３は、複数のセパレータ付き正極１１と複数の負極９とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体３の両端に位置する電極は、負極９である。

正極８は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔１４と、この金属箔１４の両面に形成された正極活物質層１５とを有している。金属箔（集電体）１４は、平面視矩形状の箔本体部１４ａと、この箔本体部１４ａと一体化されたタブ１４ｂとを有している。タブ１４ｂは、箔本体部１４ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。そして、タブ１４ｂは、セパレータ１０を突き抜けている。複数の正極８より延びる複数のタブ１４ｂは、集箔された状態で導電部材１２に接続（溶接）され、導電部材１２を介して正極端子４に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１４ｂを省略している。

正極活物質層１５は、箔本体部１４ａの表裏両面に形成されている。正極活物質層１５は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つとリチウムとが含まれる。

負極９は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔１６と、この金属箔１６の両面に形成された負極活物質層１７とを有している。金属箔１６は、平面視矩形状の箔本体部１６ａと、この箔本体部１６ａと一体化されたタブ１６ｂとを有している。タブ１６ｂは、箔本体部１６ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ１６ｂは、導電部材１３を介して負極端子５に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１６ｂを省略している。

負極活物質層１７は、箔本体部１６ａの表裏両面に形成されている。負極活物質層１７は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。

セパレータ１０は、平面視矩形状を呈している。セパレータ１０の形成材料としては、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、或いはポリプロピレン、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または不織布等が例示される。

以上のように構成された蓄電装置１を製造する場合は、まずセパレータ付き正極１１及び負極９を製作した後、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層し、積層体を形成する。この積層体を加圧することでセパレータ付き正極１１及び負極９を密着させた後、セパレータ付き正極１１及び負極９をテープ等で固定することで電極組立体３を得る。そして、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを導電部材１２を介して正極端子４に接続すると共に、負極９のタブ１６ｂを導電部材１３を介して負極端子５に接続した後、電極組立体３をケース２内に収容する。本実施形態は、この製造工程の始めの正極８又は負極９の製作に関わる。まず、帯状の金属箔に活物質合剤を塗工後乾燥させ、帯状の金属箔の両面に活物質層前駆体を備えたシート部材３０を製作する。このシート部材３０を切断することで、正極８又は負極９を製作する。

次に、図３を参照して、本発明の実施形態に係る電極搬送装置６０を備える電極製造装置１００について説明する。図３は、電極製造装置１００の構成を示す平面図である。電極製造装置１００は、金属箔の両面に活物質層を有する電極２０を製造する装置である。電極製造装置１００は、電極２０の材料となる部材を搬送方向へ搬送しながら、電極２０を製造する。なお、電極製造装置１００が製造する電極２０は正極８及び負極９のいずれであってもよい。また、電極２０は、後述のプレス部でプレスされることによって完成するものである。ただし、ここでは説明を容易とするために、プレスされる前の部材であっても、切断部で電極２０の形状に形成されたものは「電極２０」と称するものとする。

図３に示すように、電極製造装置１００は、搬送方向における上流側から順に、切断部２１と、分岐部２２と、を備える。また、電極製造装置１００は、分岐部２２から分岐した一方のラインにおいて、搬送方向における上流側から順に、搬送路２３Ａと、プレス部２４Ａと、搬送路２６Ａと、を備える。電極製造装置１００は、分岐部２２から分岐した他方のラインにおいて、搬送方向における上流側から順に、搬送路２３Ｂと、プレス部２４Ｂと、搬送路２６Ｂと、を備える。また、電極製造装置１００は、搬送路２６Ａと搬送路２６Ｂとを合流させる合流部２７を備える。

切断部２１は、例えば、一対のローラを備えたロータリーダイカット方式の切断装置として構成されている。帯状のシート部材３０は、当該シート部材３０の長手方向に、切断部２１の一対のローラ間を通過するように搬送される。切断部２１は、送出方向と直交する方向に配列された電極２０Ａ及び電極２０Ｂを形成する。すなわち、切断部２１は、帯状のシート部材３０から、短手方向に二枚分の電極２０を切り出す、いわゆる「二条取り」の切断を行う。切断部２１は、帯状のシート部材３０を短手方向において電極２０の二枚分の大きさ及び形状に切断する。また、切断部２１は、帯状のシート部材３０を長手方向において電極２０の一枚分のピッチ毎に切断する。

なお、水平方向における一の方向に対して「Ｘ軸」を設定し、水平方向においてＸ軸と直交する方向に対して「Ｙ軸」を設定する。シート部材３０が送られる方向がＸ軸方向に対応し、シート部材３０の送り方向における下流側がＸ軸方向の正側に対応する。Ｘ軸方向と直交する方向がＹ軸方向に対応し、当該Ｙ軸方向の一方がＹ軸方向の正側に対応する。以降の説明においては、「Ｘ軸」、「Ｙ軸」を用いて説明を行う場合がある。

ここで、図４を参照して、切断部２１付近の構成について説明する。図４においては、理解のためにシート部材３０及び電極２０の厚みを増した状態で記載している。切断部２１は、一対のローラ２１Ａ，２１Ｂを備える。一対のローラ２１Ａ，２１Ｂにはシート部材３０を所望の形状に切断する刃部が形成されている。従って、一対のローラ２１Ａ，２１Ｂは、シート部材３０を挟み込んで、当該シート部材３０を切断する。切断部２１は、帯状のシート部材３０を切断することで、電極２０を形成する。切断部２１は、シート部材３０を切断し、当該シート部材３０の長手方向、すなわちローラの回転軸が延びる方向と直交する送出方向へ送出することで、電極２０を形成する。

切断部２１の上流側には、当該切断部２１へシート部材３０を供給するシート部材供給部１９が設けられる。シート部材供給部１９は、電極２０の基材となる帯状のシート部材３０を切断部２１へ供給する。シート部材供給部１９は、供給ローラ５３と、ニップローラ５６と、ガイドローラ５５，５７と、を備える。供給ローラ５３は、シート部材３０をロール状に巻いたロール体５４を回転させることによってシート部材３０を送り出す。ニップローラ５６は、シート部材３０を切断部２１へ送り出す。ガイドローラ５５は、供給ローラ５３とニップローラ５６との間でシート部材３０をガイドする。ガイドローラ５７は、ニップローラ５６と切断部２１との間でシート部材３０をガイドする。これにより、切断部２１は、シート部材３０をロール状に巻いたロール体５４から、シート部材３０を供給される。

切断部２１は、下方へ凸に湾曲するように電極２０を形成する。これにより、切断部２１は、後述の旋回搬送部３９Ａの上面において、下方へ凸に湾曲するように電極２０を形成する（図６参照）。ここで、シート部材３０は、ロール体５４においてロール状に巻かれている。従って、シート部材３０は、当該厚み方向における一方に凸となるような、いわゆる巻きグセを有する状態にて、切断部２１に供給される。このため、切断後の電極の湾曲の方向は、ロール体５４がシート部材３０を巻き出す方向に依存する。ロール体５４は、シート部材３０が切断部２１へ供給される際に下方へ凸に湾曲するような巻きグセを有する巻出し方向にて、シート部材３０を巻き出す。ここでは、ロール体５４は、切断部２１の上側のローラ２１Ａと同じ回転方向で回転するように、シート部材３０を巻き出す。この場合、シート部材３０は、上側のローラ２１Ａに沿って湾曲するような状態、すなわち下方へ凸に湾曲するような巻きグセを有する状態で切断部２１に供給される。このような巻きグセの影響により、切断部２１で切断された後の電極２０は、下方へ凸に湾曲する。以上より、切断部２１は、後述の旋回搬送部３９Ａの上面３９ａにおいて、下方へ凸に湾曲するように電極２０を形成する（図６参照）。

ここで、図５を参照して、電極２０について説明する。図５に示すように、電極２０は、短手方向に互いに対向する縁部２０ａ，２０ｂと、長手方向に対向する縁部２０ｃ，２０ｄと、を備える矩形状の形状を有する。縁部２０ａ，２０ｂと縁部２０ｃ，２０ｄとは互いに直交する。電極２０の縁部２０ａ側には金属箔が露出する活物質層２０ｇの未塗工部が形成される。未塗工部は、縁部２０ａから突出するタブ２０ｆを有する。なお、電極２０の形状については、短手方向と長手方向が逆であってもよい。また、タブ２０ｆのみならず、縁部２０ａ付近の一部も未塗工部となっていてよい。

図３に戻り、切断部２１から送出された直後の状態では、電極２０Ｂは、タブ２０ｆがＹ軸方向の正側へ突出する姿勢である。また、電極２０Ａは、電極２０ＢのＹ軸方向の負側に配置されており、且つ、タブ２０ｆがＹ軸方向の負側へ突出する姿勢である。

分岐部２２は、切断部２１から送出された電極２０Ａ及び電極２０Ｂを搬送路２３Ａ及び搬送路２３Ｂへ分岐させる。分岐部２２は、下面で電極２０Ａ，２０Ｂを吸着した状態で搬送する吸着コンベア３１によって構成される。吸着コンベア３１は、電極２０Ａ，２０Ｂを二列に配列されたままの状態でＸ軸方向へ搬送するように、Ｘ軸方向へ延びる。

吸着コンベア３１は、搬送方向における一部において、搬送路２３Ａと重なっている。すなわち、吸着コンベア３１の下方に搬送路２３Ａの一部が配置される。搬送路２３Ａは、吸着コンベア３１の幅方向（Ｙ軸方向）の縁部のうち、電極２０Ａが配置される側のＹ軸方向の負側の縁部３１ａまで延びている。吸着コンベア３１は、切断部２１から搬送した電極２０Ａを搬送路２３Ａの位置で落下させることで、当該搬送路２３Ａに電極２０Ａを移し替える。吸着コンベア３１は、搬送方向における一部であって、搬送路２３Ａと搬送方向において異なる位置において、搬送路２３Ｂと重なっている。すなわち、吸着コンベア３１の下方に搬送路２３Ｂの一部が配置される。搬送路２３Ｂは、吸着コンベア３１の幅方向（Ｙ軸方向）の縁部のうち、電極２０Ｂが配置される側のＹ軸方向の正側の縁部３１ｂまで延びている。吸着コンベア３１は、切断部２１から搬送した電極２０Ｂを搬送路２３Ｂの位置で落下させることで、当該搬送路２３Ｂに電極２０Ｂを移し替える。

搬送路２３Ａは、分岐部２２からプレス部２４Ａへ電極２０Ａを搬送する経路である。搬送路２３Ａは、搬送部３２Ａと、搬送部３６Ａと、旋回搬送部３９Ａと、を備える。搬送部３２Ａは、分岐部２２からＹ軸方向の正側へ向かって延びる。搬送部３６Ａは、搬送部３２Ａの下流側の端部からプレス部２４Ａへ向かってＸ軸方向の負側へ向かって延びる。旋回搬送部３９Ａは、互いに交差する方向へ延びる一対の搬送部３２Ａ，３６Ａ間において、上面に載置させた電極２０Ａを旋回させて搬送する。これにより、旋回搬送部３９Ａは、搬送部３２Ａと搬送部３６Ａとの間で電極２０Ａの方向転換を行う。

プレス部２４Ａは、電極２０Ａをプレスする。プレス部２４Ａは、一対のプレスローラを備える。プレス部２４Ａは、電極２０Ａを一対のプレスローラでプレスする。一対のプレスローラは、互いに平行な状態で上下方向に配置されている。また、一対のプレスローラの回転軸は、Ｙ軸方向に平行に延びている。電極２０Ａは、一対のプレスローラ間を通過することにより、プレスされる。

搬送路２６Ａは、プレス部２４Ａから合流部２７へ電極２０Ａを搬送する経路である。搬送路２６Ａは、搬送部４１Ａと、搬送部４２Ａと、旋回搬送部４３Ａと、を備える。搬送部４１Ａは、プレス部２４ＡからＸ軸方向の負側へ向かって延びる。搬送部４１Ａは、コンベア４７Ａによって構成される。搬送部４２Ａは、搬送部４１Ａの下流側の端部から合流部２７へ向かってＹ軸方向の負側へ向かって延びる。旋回搬送部４３Ａは、互いに交差する方向へ延びる一対の搬送部４１Ａ，４２Ａ間において、上面に載置させた電極２０Ａを旋回させて搬送する。これにより、旋回搬送部４３Ａは、搬送部４１Ａと搬送部４２Ａとの間で電極２０Ａの方向転換を行う。

搬送路２３Ｂは、分岐部２２からプレス部２４Ｂへ電極２０Ｂを搬送する経路である。搬送路２３Ｂは、搬送部３２Ｂと、搬送部３６Ｂと、旋回搬送部３９Ｂと、を備える。搬送部３２Ｂは、分岐部２２からＹ軸方向の負側へ向かって延びる。搬送部３６Ｂは、搬送部３２Ｂの下流側の端部からプレス部２４Ｂへ向かってＸ軸方向の負側へ向かって延びる。旋回搬送部３９Ｂは、互いに交差する方向へ延びる一対の搬送部３２Ｂ，３６Ｂ間において、上面に載置させた電極２０Ｂを旋回させて搬送する。これにより、旋回搬送部３９Ｂは、搬送部３２Ｂと搬送部３６Ｂとの間で電極２０Ｂの方向転換を行う。

プレス部２４Ｂは、電極２０Ｂをプレスする。プレス部２４Ｂは、一対のプレスローラを備える。プレス部２４Ｂは、プレス部２４Ａと同趣旨の構成を有する。

搬送路２６Ｂは、プレス部２４Ｂから合流部２７へ電極２０Ｂを搬送する経路である。搬送路２６Ｂは、搬送部４１Ｂと、搬送部４２Ｂと、旋回搬送部４３Ｂと、を備える。搬送部４１Ｂは、プレス部２４ＢからＸ軸方向の負側へ向かって延びる。搬送部４１Ｂは、コンベア４７Ｂによって構成される。搬送部４２Ｂは、搬送部４１Ｂの下流側の端部から合流部２７へ向かってＹ軸方向の正側へ向かって延びる。旋回搬送部４３Ｂは、互いに交差する方向へ延びる一対の搬送部４１Ｂ，４２Ｂ間において、上面に載置させた電極２０Ｂを旋回させて搬送する。これにより、旋回搬送部４３Ｂは、搬送部４１Ｂと搬送部４２Ｂとの間で電極２０Ｂの方向転換を行う。

合流部２７は、搬送路２６Ａと搬送路２６Ｂとが合流する部分である。合流部２７は、搬送路２６Ａで搬送された電極２０Ａ及び搬送路２６Ｂで搬送された電極２０Ｂを合流させる。合流部２７は、下面で電極２０Ａ，２０Ｂを吸着した状態で搬送する吸着コンベア４６によって構成される。吸着コンベア４６は、電極２０Ａ，２０Ｂを二列に配列した状態でＸ軸方向の負側へ搬送するように、Ｘ軸方向へ延びる。吸着コンベア４６に搬送された電極２０Ａ，２０Ｂは、吸着コンベア４６の下流側に配置された位置決め部４９Ａ，４９Ｂに移し替えられる。

次に、図５〜図７を参照して、本実施形態に係る電極搬送装置６０の構成について詳細に説明する。なお、ここでは、旋回搬送部３９Ａの箇所における電極搬送装置６０の構成について説明するが、旋回搬送部３９Ｂ，４３Ａ，４３Ｂも旋回搬送部３９Ａと同様に電極搬送装置６０として構成される。図５は、電極搬送装置６０を示す概略平面図である。図６（ａ）は、図５に示すＶＩａ−ＶＩａ線に沿った断面図である。図６（ｂ）は、比較例に係る電極搬送装置を示す断面図である。図７は、気体供給部を下方から見た図である。図７では、電極２０が仮想線で示されている。図５に示すように、電極搬送装置６０は、前述の旋回搬送部３９Ａと、気体供給部６５と、を備える。

旋回搬送部３９Ａは、搬送方向の方向転換を行うことで、プレス部２４Ａに対する電極２０Ａの向きを変更する。旋回搬送部３９Ａは、Ｙ軸方向に搬送される電極２０Ａの搬送方向を、Ｘ軸方向へ転換する。旋回搬送部３９Ａは、９０°の円弧を描くように湾曲する搬送路を形成する。旋回搬送部３９Ａは、湾曲する搬送路に対する電極２０Ａの角度を略一定に保ちながら、電極２０Ａを搬送する。従って、電極２０Ａのプレス部２４Ａの回転軸方向に対する角度は、旋回搬送部３９Ａに搬送されるに従って徐々に変化し、旋回搬送部３９Ａの前後で約９０°変化する。これにより、旋回搬送部３９Ａは、当該旋回搬送部３９Ａの通過前後において、プレス部２４Ａに対する電極２０Ａの向きを変更することができる。旋回搬送部３９Ａは、９０°の円弧を描く軌道を有するカーブコンベアによって構成される。

旋回搬送部３９Ａは、コンベア３４ＡによりＹ軸方向の正側へ搬送される電極２０Ａの搬送方向を、Ｘ軸方向の負側へ転換し、コンベア３７Ａへ受け渡す。電極２０Ａは、旋回搬送部３９Ａの上流側では、タブ２０ｆがＹ軸方向の負側へ突出する姿勢である。電極２０Ａは、旋回搬送部３９Ａの下流側では、タブ２０ｆがＸ軸方向の正側へ突出する姿勢である。なお、旋回搬送部３９Ａ上の電極２０Ａの搬送方向は、９０°の円弧を描くように設定される。以降の説明では、旋回搬送部３９Ａの円弧状の搬送方向を「旋回方向Ｄ１」と称する場合がある。

旋回搬送部３９Ａは、ベルト６１と、ローラ６２，６２と、を備える。ローラ６２，６２は、旋回搬送部３９Ａの旋回方向Ｄ１における両端部にそれぞれ配置される。ローラ６２，６２には、無端のベルト６１が架け渡される。ベルト６１は、上方から見て、扇状をなすように延びている。ベルト６１のうち、一方のローラ６２の上端部と他方のローラ６２の上端部に架け渡される部分が旋回方向Ｄ１における上流側から下流側へ向かって送られる。従って、ベルト６１の上面、すなわち旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに載置された電極２０Ａは、搬送方向へ搬送される。

ここで、旋回搬送部３９Ａで搬送される際の電極２０Ａの位置について説明する。ただし、本明細書での電極２０Ａの位置は、電極２０Ａが搬送路に対する水平方向の位置ズレ、及び回転方向における位置ズレがない状態で搬送された場合の位置、すなわち設計上の位置であるものと仮定する。従って、実機での電極２０Ａの位置は、搬送路に対して製造上の誤差などの範囲でずれていてもよい。旋回搬送部３９Ａに対して基準線ＳＬを設定する。基準線ＳＬは、旋回方向Ｄ１に沿って湾曲する線である。図５では、基準線ＳＬは、ベルト６１の径方向における中央位置に設定される。電極２０Ａの中心位置ＣＰは、旋回搬送部３９Ａの周方向における各箇所において、基準線ＳＬ上に配置される。すなわち、電極２０Ａが旋回搬送部３９Ａで搬送されている時、中心位置ＣＰは、基準線ＳＬを描くように移動する。また、電極２０Ａの長手方向における中心線ＣＬは、基準線ＳＬに対する接線をなす。なお、基準線ＳＬは、ベルト６１の径方向における中央位置に設定されていたが、当該中央位置から径方向にずれた位置に設定されてもよい。

気体供給部６５は、旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに載置された電極２０Ａに対して上方から気体を供給する。これにより、気体供給部６５は、電極２０Ａを上面３９ａに対して非接触で押し付けることができる。気体として、空気や不活性ガスなどが採用される。気体供給部６５は、旋回搬送部３９Ａの旋回方向Ｄ１に沿って延びる配管によって構成される。上下方向から見たときに、気体供給部６５の中心軸線は、旋回搬送部３９Ａの基準線ＳＬと一致するように配置される。気体供給部６５の旋回方向Ｄ１における上流側の端部は、旋回方向Ｄ１におけるベルト６１の上流側の端部付近に配置される。気体供給部６５の搬送方向における下流側の端部は、旋回方向Ｄ１におけるベルト６１の下流側の端部付近に配置される。

気体供給部６５の旋回方向Ｄ１における上流側の端部にはラインＬ１が接続され、下流側の端部にはラインＬ２が接続される。気体供給源６７は、ポンプ等によって構成されており、気体供給源６７は、ラインＬ１，Ｌ２を介して気体供給部６５に対して気体を給気する。気体供給部６５の下側の管壁には、複数の気体供給口６５ａ（特に図６及び図７参照）が形成される。気体供給口６５ａは、管壁の下端の位置にて上下方向に延びるように形成される。従って、気体供給源６７から気体供給部６５へ送られた気体Ｇは、気体供給口６５ａから下方へ向かって噴出される（特に図６参照）。

図７に示すように、気体供給部６５は、旋回搬送部３９Ａの旋回方向Ｄ１に沿って、複数の気体供給口６５ａを有する。複数の気体供給口６５ａは、気体供給部６５の下側の管壁において、所定のピッチで配管の長手方向に沿って一列に並ぶように配置される。複数の気体供給口６５ａは、円弧状を描くような配列にて配置される。旋回方向Ｄ１に沿った複数の気体供給口６５ａのピッチＰ１は、電極２０Ａにおける旋回方向Ｄ１に沿った長さＷ１以下に設定されている。ピッチＰ１は、旋回方向Ｄ１に互いに隣り合う一対の気体供給口６５ａの中心間の距離である。また、本実施形態では、電極２０Ａは、短手方向の辺に対応する縁部２０ｃ，２０ｄが旋回方向Ｄ１に沿って延びるような姿勢、すなわち、旋回方向Ｄ１に対する接線と略平行をなすような姿勢で、搬送される。従って、電極２０Ａにおける旋回方向Ｄ１に沿った長さＷ１は、短手方向における電極２０Ａの辺の長さに該当する。

気体供給部６５は、旋回搬送部３９Ａでの電極２０Ａにおける中心位置ＣＰに気体を供給可能である。上述のように、電極２０Ａが旋回搬送部３９Ａに搬送されている間、電極２０Ａの中心位置ＣＰは、旋回搬送部３９Ａの基準線ＳＬに配置された状態で移動する。そして、上下方向から見て、複数の気体供給口６５ａの中心は、旋回搬送部３９Ａの基準線ＳＬ上に配置される。従って、電極２０Ａの中心位置ＣＰは、それぞれの気体供給口６５ａの真下へ到達したタイミングで、当該気体供給口６５ａから気体Ｇを供給される（図６参照）。これにより、気体供給部６５は、電極２０Ａの中心位置ＣＰ及び中心線ＣＬ付近の領域に気体Ｇを供給することができる。

次に、本実施形態に係る電極搬送装置６０及び電極製造装置１００の作用・効果について説明する。なお、以下の説明においては、旋回搬送部３９Ａを備える電極搬送装置６０のみについて説明するが、旋回搬送部３９Ｂ，４３Ａ，４３Ｂを備える電極搬送装置６０も同趣旨の作用・効果を奏する。

まず、比較例に係る電極搬送装置１６０について図６（ｂ）を参照して説明する。比較例に係る電極搬送装置１６０は、気体供給部６５を有しておらず、且つ、外周側に規制部材６９を有する点で、本実施形態に係る電極搬送装置６０と異なる。旋回搬送部３９Ａで電極２０Ａが搬送される際、電極２０Ａには外周側へ向かう遠心力ＦＣ１が作用する。電極２０Ａは、反りや皺の影響により、旋回搬送部３９Ａの上面３９ａとの接触面積が小さくなる場合がある。ここでは、電極２０Ａが下方へ凸となるように湾曲しているため、電極２０Ａは、中心位置ＣＰ付近にて、上面３９ａと接触する。すなわち、摩擦力を発生する面が狭い。更に、電極２０Ａは薄くて軽いワークであり、摩擦力が発生し難い。これらの影響により、電極２０Ａと旋回搬送部３９Ａの上面３９ａとの間において、遠心力ＦＣ１と反対向きに作用する摩擦力ＦＣ３が小さくなる。従って、電極２０Ａは、遠心力の影響により、外周側へ移動し易くなる。これに対し、規制部材６９は、移動してきた電極２０Ａと外周側で接触することによって当該電極２０Ａの移動を規制する。しかしながら、電極２０Ａを形成する時に出来た切断面（端面）が規制部材６９と接触することによって、活物質の剥離など異物の発生が起こりやすくなり、また、電極２０Ａの端面自体がダメージを受ける場合もある。

これに対して、本実施形態に係る電極搬送装置６０は、互いに交差する方向へ延びる一対の搬送部３２Ａ，３６Ａ間において、上面３９ａに載置させた電極２０Ａを旋回させて搬送する旋回搬送部３９Ａを備える（図５参照）。図６に示すように、電極２０Ａには、旋回搬送部３９Ａの上面３９ａで旋回しながら搬送されることで、外周側へ向かう遠心力ＦＣ１が作用する。これに対し、電極搬送装置６０は、旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに載置された電極２０Ａに対して上方から気体Ｇを供給する気体供給部６５を備える。気体供給部６５は、電極２０Ａに気体Ｇを供給することで、旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに対して電極２０Ａを押し付けることができる。これにより、電極２０Ａと旋回搬送部３９Ａの上面３９ａとの間に作用する摩擦力ＦＣ２を（前述の摩擦力ＦＣ３に比して）大きくすることができる。摩擦力ＦＣ２は、遠心力ＦＣ１と反対向きに作用する力であるため、当該摩擦力ＦＣ２が大きくなることで、電極２０Ａが外周側へ移動することを抑制できる。また、電極２０Ａに対するダメージは、電極２０Ａを規制部材６９と直接接触させる場合に比して、電極２０Ａに気体Ｇを供給する場合の方が小さくなる。以上より、電極２０Ａに対するダメージを抑制しつつ、電極２０Ａが外周側へ移動することを抑制できる。

電極搬送装置６０において、気体供給部６５は、旋回搬送部３９Ａの旋回方向Ｄ１に沿って、複数の気体供給口６５ａを有する。これにより、気体供給部６５は、旋回搬送部３９Ａで搬送される電極２０Ａに対し、旋回方向Ｄ１における複数の位置にて、気体を供給することができる。これにより、気体供給部６５は、旋回搬送部３９Ａの旋回方向Ｄ１の各位置において、電極２０Ａが外周側へ移動することを抑制できる。

電極搬送装置６０において、旋回方向Ｄ１に沿った複数の気体供給口６５ａのピッチＰ１は、旋回搬送部３９Ａでの電極２０Ａにおける旋回方向Ｄ１に沿った長さＷ１以下に設定される（図７参照）。これにより、旋回搬送部３９Ａで搬送される電極２０Ａは、一の気体供給口６５ａから気体を供給される位置を通過する前に、次の気体供給口６５ａから気体を供給される位置に到達する。すなわち、気体供給部６５は、複数の気体供給口６５ａから途切れることなく電極２０Ａへ気体を供給することができる。

電極搬送装置６０において、気体供給部６５は、旋回搬送部３９Ａでの電極２０Ａにおける中心位置ＣＰに気体を供給可能である。これにより、気体供給部６５は、電極２０Ａにおける中心位置ＣＰ付近を旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに対して押し付けることができる。電極２０Ａの当該位置に摩擦力ＦＣ２を発生させることで、電極２０Ａの姿勢を維持し易くなる。特に、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、電極２０Ａが下側へ凸に湾曲する状態にて上面３９ａに配置される。従って、気体供給部６５は、電極２０Ａが上面３９ａと接触する位置である中心位置ＣＰ付近を上面３９ａに押し付けることができる。

電極製造装置１００は、上述の電極搬送装置６０と、電極搬送装置６０の搬送方向における上流側に配置され、シート部材３０を切断することで、電極２０Ａを形成する切断部２１と、を備え、切断部２１は、旋回搬送部３９Ａの上面３９ａにおいて、下方へ凸に湾曲するように電極２０Ａを形成する。例えば、電極２０Ａが上側に凸となった状態で旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに載置された場合、電極２０Ａのうち、活物質の剥離の起き易い端部付近が上面３９ａと接触する。この場合、電極２０Ａの活物質の剥離によるダメージが起き易くなる。一方、本実施形態の切断部２１で形成された電極２０Ａは、下方へ凸に湾曲した状態で旋回搬送部３９Ａの上面３９ａに配置される。当該状態で搬送される電極２０Ａに対するダメージは、上方へ凸に湾曲した状態の電極２０Ａに対するダメージより小さくなる。

電極製造装置１００において、切断部２１は、シート部材３０をロール状に巻いたロール体５４から、シート部材３０を供給され、ロール体５４は、シート部材３０が切断部２１へ供給される際に下方へ凸に湾曲する巻出し方向にて、シート部材３０を巻き出してよい。これにより、シート部材３０の巻出し方向を設定するだけで、切断部２１が下方へ凸に湾曲するような電極２０Ａを形成することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、気体供給部６５の径方向における位置や、周方向における範囲及び位置は、特に限定されない。また、気体供給口６５ａは等ピッチに設けられなくともよく、ランダムなピッチで設けられてもよい。また、気体供給口６５ａは、真下に気体を供給しなくともよく、上下方向に対して傾斜するような方向に気体を供給してもよい。

また、上述の実施形態に係る電極搬送装置６０は、配管によって構成される気体供給部６５を一本だけ有していた。これに代えて、図８（ａ）に示すように、電極搬送装置は、複数本の気体供給部６５を有してよい。図８（ａ）に示す例では、電極２０Ａの両端部付近に一対の気体供給部６５が設けられている。なお、電極搬送装置は、三本以上の気体供給部６５を有してよい。また、図８（ｂ）に示すように、電極搬送装置は、中空板状の形状を有する気体供給部１６５を有してもよい。気体供給部１６５は、下面に複数の気体供給口１６５ａを有する。また、図８（ｃ）に示すように、電極搬送装置は、ノズルによって構成される気体供給部２６５を有していてもよい。ノズルの気体供給部２６５は、図７に示す気体供給口６５ａに対応する位置に設けられてよい。なお、ノズルに係る気体供給部２６５を採用する場合、気体供給部２６５が電極２０Ａの動きに合わせて旋回方向Ｄ１に移動する様な機構が設けられてもよい。

切断部２１は電極２０を形成できる限り、ロータリーダイカット方式以外の構造を有していてもよい。例えば、レーザー切断方式やプレス切断方式が採用されてもよい。

気体供給部６５には、気体供給源６７より気体を供給する為にラインＬ１，Ｌ２が接続されているが、ラインはＬ１，Ｌ２のどちらか一本でもよい。また、気体供給部６５内の圧力が過大になった場合に気体を逃がし、気体供給部６５内の圧力を一定に保つ為の排気用のラインが接続されていてもよい。

本発明は、正極８又は負極９の前駆体として帯状のシート部材３０を製作するものであれば、蓄電装置の種類や、集電体の種類によらず、適用できる。例えば、金属箔の片面のみに活物質層前駆体を備えたものであってもよく、また、集電体として金属箔に変わり金属繊維などが用いられたものであってもよい。活物質層前駆体を備えた帯状のシート部材３０は、上記実施形態の如く、ロール体５４とされたり、又は帯状のシート部材の状態でロールプレスされることでも、巻きグセを生じることがある。従って、本発明は、このような場合に広く適用できる。

上記実施形態では、切断部２１は下方へ凸に湾曲するように電極２０を形成するが、これに限定されず、切断部２１は、上方又は下方の一方へ凸に湾曲するように電極２０を形成し、旋回搬送部３９Ａ，３９Ｂに供給するときには電極２０が下方に凸となっていればよい。例えば、電極２０の外観検査装置は、電極２０を搬送する経路の上方に配置された複数のカメラと、反転装置と、を備え、電極２０の両面を検査するものが知られている。このような反転装置、又は反転装置を備えた装置が、切断部２１と旋回搬送部３９Ａ，Ｂとの間の経路に設けられる場合には、切断部２１では、上方に凸となるよう電極２０を形成する。

その他、電極製造装置１００の各構成要素のレイアウトは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更してもよい。

２０，２０Ａ，２０Ｂ…電極、２１…切断部、３０…シート部材、３９Ａ，３９Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ…旋回搬送部、５４…ロール体、６０…電極搬送装置、６５…気体供給部、６５ａ…気体供給口、１００…電極製造装置。

Claims (7)

1. 集電体の少なくとも片面に活物質層を有する電極を搬送する電極搬送装置であって、
   互いに交差する方向へ延びる一対の搬送部間において、上面に載置させた前記電極を旋回させて搬送する旋回搬送部と、
   前記旋回搬送部の前記上面に載置された前記電極に対して上方から気体を供給する気体供給部と、を備える、電極搬送装置。
2. 前記気体供給部は、前記旋回搬送部の旋回方向に沿って、複数の気体供給口を有する、請求項１に記載の電極搬送装置。
3. 前記旋回方向に沿った複数の前記気体供給口のピッチは、前記旋回搬送部での前記電極における前記旋回方向に沿った長さ以下に設定されている、請求項２に記載の電極搬送装置。
4. 前記気体供給部は、前記旋回搬送部での前記電極における中心位置に前記気体を供給可能である、請求項１〜３の何れか一項に記載の電極搬送装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の電極搬送装置と、
   搬送方向における前記電極搬送装置の上流側に配置され、シート部材を切断することで、前記電極を形成する切断部と、を備え、
   前記切断部は、前記旋回搬送部の前記上面において、下方へ凸に湾曲するように前記電極を形成する、電極製造装置。
6. 前記切断部は、前記シート部材をロール状に巻いたロール体から、前記シート部材を供給され、
   前記ロール体は、前記シート部材が前記切断部へ供給される際に下方へ凸に湾曲する巻出し方向にて、前記シート部材を巻き出す、請求項５に記載の電極製造装置。
7. 請求項１〜４の何れか一項に記載の電極搬送装置と、
   搬送方向における前記電極搬送装置の上流側に配置され、シート部材を切断することで、前記電極を形成する切断部と、を備え、
   前記切断部は、上方又は下方へ凸に湾曲するように前記電極を形成し、前記電極搬送装置への供給時には、下方へ凸に湾曲した状態とする電極製造装置。

Images