JP2023102302A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極を良好に切断することができる切断装置を提供することを目的とする。【解決手段】一対の刃を噛み合わせることにより電極を切断する切断装置であって、電極の切断時に一方の刃を他方の刃に接触可能とする接圧力を付与し、且つ、一方の刃を他方の刃へ接触させるべく案内する接圧力付与ガイドを含み、前記接圧力付与ガイドは、湾曲部と前記電極の切断面と並行なストレート部を有し、前記ストレート部は前記電極の厚み以上であり、電極面と前記接圧力付与ガイドの前記ストレート部とのなす角が９０°以上である切断装置。【選択図】図２

Description

本開示は、切断装置に関する。

電池用の電極の切断装置として例えば、特許文献１には、上刃と下刃とを噛み合わせることにより板紙や鉄板等の基材を切断する切断装置が開示されている。

特許文献２には、電極板またはセパレータの連続体に対して進退し、連続体を切断する切断刃と、切断刃とともに進退し、連続体の切断部に接触して清掃する清掃部材と、を備える切断装置が開示されている。

特許文献３には、一対の刃を噛み合わせることにより電極を切断する切断装置が開示されている。

特許第３１２２０３１号 特開２０２１－１４６４１２号公報 特開２０１５－１５３５３８号公報

電極の切断装置においては、電極を切断する際に、各電極材料同士の接触を抑制し、電極を良好に切断することが求められる。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電極を良好に切断することができる切断装置を提供することを主目的とする。

本開示の切断装置は、一対の刃を噛み合わせることにより電極を切断する切断装置であって、
電極の切断時に一方の刃を他方の刃に接触可能とする接圧力を付与し、且つ、一方の刃を他方の刃へ接触させるべく案内する接圧力付与ガイドを含み、
前記接圧力付与ガイドは、湾曲部と前記電極の切断面と並行なストレート部を有し、
前記ストレート部は前記電極の厚み以上であり、
電極面と前記接圧力付与ガイドの前記ストレート部とのなす角が９０°以上である切断装置である。

本開示は、電極を良好に切断することができる切断装置を提供することができる。

図１は、従来の切断装置と切断される電極の一例を示す模式図である。 図２は、本開示の切断装置と切断される電極の一例を示す模式図である。 図３は、本開示の切断装置と切断される電極の別の一例を示す模式図である。

以下、本開示による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本開示の実施に必要な事柄（例えば、本開示を特徴付けない切断装置の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本開示は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
本明細書において数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また、数値範囲における上限値と下限値は任意の組み合わせを採用できる。

本開示の切断装置は、一対の刃を噛み合わせることにより電極を切断する切断装置であって、
電極の切断時に一方の刃を他方の刃に接触可能とする接圧力を付与し、且つ、一方の刃を他方の刃へ接触させるべく案内する接圧力付与ガイドを含み、
前記接圧力付与ガイドは、湾曲部と前記電極の切断面と並行なストレート部を有し、
前記ストレート部は前記電極の厚み以上であり、
電極面と前記接圧力付与ガイドの前記ストレート部とのなす角が９０°以上である切断装置である。

従来技術では、刃のクリアランスを０にすることや小さくすることに注力しているが、切断物の断面形状までは考慮していない。
図１は、従来の切断装置と切断される電極の一例を示す模式図である。図１における鎖線は、電極切断時の上刃の挙動を示している。
図１に示すように、従来の切断装置では、案内ガイドに電極厚み以上の長さのストレート部がなく、且つ、電極面と案内ガイドとのなす角θが９０°未満であることから、電極を切断する場合においては、案内ガイドに沿って上刃が動くと、切断面が斜めになり、一対の刃を十分に接圧着できず切断時にズレ、切断面同士の接触等が生じ、幾何学的に材料同士の接触が大きくなり良好な断面を得ることができない。

本開示によれば、刃のクリアランスを容易に維持できることに加えて、切断する断面の品質を向上することができ、電極を良好に切断することができる。

図２は、本開示の切断装置と切断される電極の一例を示す模式図である。
図３は、本開示の切断装置と切断される電極の別の一例を示す模式図である。図２～３における鎖線は、電極切断時の上刃の挙動を示している。
図２～３に示すように、本開示では、もろい電極材料を含む電極の切断において、接圧力付与ガイド（案内ガイド）のストレート部を電極の厚み以上にし、電極面と接圧力付与ガイド（案内ガイド）のストレート部とのなす角θを９０°以上にすることで、電極の端部の欠けや脱落の発生を大幅に低減することができる。
図３に示すように、本開示では、電極を斜めに切断する場合であっても、一対の刃を十分に接圧着でき、切断時のズレ、切断面同士の接触等の発生を抑制し、切断する断面の品質を維持し、電極を良好に切断することができる。

本開示の切断装置は、一対の刃と接圧力付与ガイドを含む。
一対の刃は、上刃と下刃である。
接圧力付与ガイドは、電極の切断時に一方の刃を他方の刃に接触可能とする接圧力を付与し、且つ、一方の刃を他方の刃へ接触させるべく案内する。
接圧力付与ガイドは、湾曲部と、電極の切断面と並行なストレート部を有する。
湾曲部は、ストレート部よりも切断方向の上方に配置されていてもよい。湾曲部は、電極の切断時に一方の刃（例えば上刃）を受けてもよい。当該一方の刃は湾曲部に沿ってストレート部に誘導されてもよい。ストレート部は湾曲部に沿って誘導された一方の刃を他方の刃へ接触させるべく案内してもよい。これらの一連の動作により、電極の切断時に一方の刃を他方の刃に接触可能とする接圧力が一対の刃に付与されてもよい。
ストレート部は、電極の端部の欠けや脱落の発生を抑制する観点から、電極の厚み以上であればよい。
電極面と接圧力付与ガイドのストレート部とのなす角θは９０°以上であればよい。

本開示の切断装置の切断対象である電極は、集電体と、集電体の両面または片面に配置された電極層と、を有する。
集電体としては、電池に使用可能な従来公知の集電体の材料を用いることができる。
集電体の形態は特に限定されるものではなく、箔状、及びメッシュ状等、種々の形態とすることができる。集電体の厚さは、形状によって異なるものであるが、例えば１μｍ～５０μｍの範囲内であってもよく、５μｍ～２０μｍの範囲内であってもよい。

集電体の片面に配置された電極層は、正極層であってもよく、負極層であってもよい。
集電体の両面配置された２つの電極層は、一方が正極層で、もう一方が負極層であってもよく、両方とも正極層であってもよく、両方とも負極層であってもよい。
電極層は、少なくとも活物質を含み、必要に応じて、導電材、結着剤、固体電解質等が含まれていてもよい。
活物質、導電材、結着剤、及び、固体電解質としては、それぞれ電池に使用可能な従来公知の材料を用いることができる。
電極層の厚みについては特に限定されるものではないが、例えば、１０～１００μｍであってもよく、１０～２０μｍであってもよい。

本開示の電極の形状は、直方体、立方体、及び、角柱等であってもよい。

本開示の電極は、一次電池の電極として用いられてもよく、二次電池の電極として用いられてもよい。
電池は、水系電池、非水系電池、及び、全固体電池等であってもよい。
電池の用途は、特に限定されないが、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、ガソリン自動車、ディーゼル自動車等の車両の電源が挙げられる。特に、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車または電気自動車の駆動用電源に用いられてもよい。また、本開示における電池は、車両以外の移動体（例えば、鉄道、船舶、航空機）の電源として用いられてもよく、情報処理装置等の電気製品の電源として用いられてもよい。

Claims (1)

1. 一対の刃を噛み合わせることにより電極を切断する切断装置であって、
   電極の切断時に一方の刃を他方の刃に接触可能とする接圧力を付与し、且つ、一方の刃を他方の刃へ接触させるべく案内する接圧力付与ガイドを含み、
   前記接圧力付与ガイドは、湾曲部と前記電極の切断面と並行なストレート部を有し、
   前記ストレート部は前記電極の厚み以上であり、
   電極面と前記接圧力付与ガイドの前記ストレート部とのなす角が９０°以上である切断装置。