JP4919088B2 - 帯状材の巻取方法および帯状材の巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は帯状材の巻取方法および帯状材の巻取装置に関する。特に、帯状材の幅方向のずれを補正しつつ巻き取る巻取方法および巻取装置に関する。当該帯状材の巻取方法および巻取装置は、例えば、帯状電極と帯状セパレータを重ねて巻き取る電極巻取装置に採用することができる。

帯状電極と帯状セパレータとを重ねて捲回した捲回電極体を製造する場合には、帯状電極と帯状セパレータができるだけずれないように捲回したい。すなわち、帯状電極には電極材料が塗工された塗工部を有している。塗工部が絶縁体である帯状セパレータからはみ出ていると内部短絡を生じさせる可能性がある。このため、帯状電極と帯状セパレータとを重ねて捲回した捲回電極体を製造する場合には、帯状電極は帯状セパレータからはみ出ないように重ねられている。かかる帯状電極と帯状セパレータを重ねて巻き取る電極巻取装置は、例えば、特開２００７−１６１４７４号公報と特開平１１−４０１４４号公報に記載されている。

特開２００７−１６１４７４号公報では、正、負電極材料（帯状電極）が帯状セパレータを介して（挟んで）捲回する捲回装置が開示されている。同公報では、帯状電極の蛇行を補正する装置において、帯状電極のエッジを検知する構成が開示されている。また、特開平１１−４０１４４号公報では、帯状電極を巻き取る装置に関し、エッジ位置検知手段で検知された帯状電極のエッジ位置に基づいてエッジ位置を補正する構成が開示されている。
特開２００７−１６１４７４号公報（図２） 特開平１１−４０１４４号公報（図１〜図３）

上述した特許文献１、２では、帯状電極等（帯状電極と帯状セパレータ）のエッジを検知し、エッジの位置を補正しながら帯状電極等を巻き取っている。すなわち、帯状電極や帯状セパレータは、巻き取られる際に蛇行する場合があり、巻き取られる帯状電極のエッジを一定の位置で検知し、当該検知された位置に基づいて、帯状電極等の幅方向のずれを補正する補正機構を制御して、帯状電極等の幅方向のずれを補正しつつ巻き取っている。捲回電極体の生産効率を向上させるためには、帯状電極等を巻き取る巻取速度を速くする必要がある。しかしながら、かかる制御において、帯状電極等を巻き取る巻取速度が速く、かつ、巻取速度が急激に変化するような場合には、帯状電極等の幅方向のずれを補正しきれずに、帯状電極等が幅方向にずれる場合があった。

本発明に係る帯状材の巻取方法は、帯状材の幅方向のずれを補正しつつ、帯状材を巻取軸に巻き取る帯状材の巻取方法であって、巻取軸に巻き取られる帯状材が幅方向にずれている第１ずれ量を検知する第１工程と、巻取軸に帯状材が巻き取られる巻取速度に応じて、予め定められた単位時間当たりに帯状材が幅方向にずれる第２ずれ量を検知する第２工程と、第１工程で検知された第１ずれ量と前記第２工程で検知された第２ずれ量に基づいて、帯状材の幅方向のずれを補正する第３工程とを備えている。

当該帯状材の巻取方法によれば、巻取軸に巻き取られる帯状材が幅方向にずれている第１ずれ量と、巻取軸に帯状材が巻き取られる巻取速度に応じて、予め定められた単位時間当たりに帯状材が幅方向にずれる第２ずれ量とに基づいて、帯状材の幅方向のずれを補正する。このため、巻取速度の変化に応じて帯状材の幅方向のずれを補正して帯状材を巻き取ることができ、帯状材を巻き取る巻取速度が速く、かつ、巻取速度が変化するような場合においても、帯状材の幅方向の巻きずれを少なくすることができる。

本発明に係る帯状材の巻取装置は、帯状材を巻き取る巻取軸と、巻取軸に巻き取られる帯状材の幅方向のずれを補正する補正機構と、補正機構を制御する制御部とを備えている。制御部は、巻取軸に巻き取られる帯状材が幅方向にずれている第１ずれ量を検知する。また、制御部は、巻取軸に帯状材が巻き取られる巻取速度に応じて、予め定められた単位時間当たりに帯状材が幅方向にずれる第２ずれ量を算出し、第１ずれ量と第２ずれ量とに基づいて、補正機構を制御して帯状材の幅方向のずれを補正する。

当該帯状材の巻取装置は、上記構成によって、巻取速度の変化に応じて帯状材の幅方向のずれを補正して帯状材を巻き取ることができ、帯状材を巻き取る巻取速度が速く、かつ、巻取速度が変化するような場合においても、帯状材の幅方向の巻きずれを少なくすることができる。

制御部は、例えば、帯状材の長さに対する幅方向の変位量を記憶する変位量記憶部と、帯状材を巻き取る巻取速度を検知する巻取速度検知部とを備えていてもよい。この場合、制御部は、巻取速度検知部で検知された巻取速度と変位量記憶部に記憶された帯状材の長さに対する幅方向の変位量とに基づいて第２ずれ量を算出することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る帯状材の巻取装置を図面に基づいて説明する。なお、同じ機能を奏する部材、部位には、同じ符号を付している。

本発明に係る帯状材の巻取装置は、帯状材を巻取軸に巻き取る巻取装置であって、例えば、リチウムイオン二次電池などの捲回電極体を製造する電極巻取装置に採用することができる。リチウムイオン二次電池などの捲回電極体１０は、例えば、図１に示すように、帯状正極１１と、第１帯状セパレータ１２と、帯状負極１３と、第２帯状セパレータ１４とが、順に重ねられて巻き取られている。なお、以下の説明において、適宜、帯状電極１１、１３、帯状セパレータ１２、１４を総称して「帯状材」という。

正負の帯状電極１１、１３は、図１に示すように、それぞれ帯状シート３１、４１に電極材料３２、４２が塗工された帯状の電極体である。また、この実施形態では、捲回電極体１０はリチウム二次電池の製造に用いられる。

帯状正極１１は、アルミニウム箔からなる帯状シート３１（正極集電体）に、リチウムを含む電極材料３２（正極活物質）が塗工されている。当該電極材料３２としては、例えば、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ_４）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）などが挙げられる。

帯状負極１３は、この実施形態では、銅箔からなる帯状シート４１（負極集電体）に電極材料４２（負極活物質）が塗工されている。当該電極材料４２に含まれる好適な負極活物質として、グラファイト（Graphite）やアモルファスカーボン（Amorphous Carbon）などの炭素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等などが挙げられる。

また、帯状セパレータ１２、１４は、イオン性物質が透過可能な膜であり、この実施形態では、イオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜を用いている。

この実施形態では、電極材料３２、４２は、帯状シート３１、４１の両面に、幅方向片側に偏って塗工されている。また、帯状シート３１、４１の幅方向反対側の縁部は、電極材料３２、４２が塗工されていない。帯状シート３１、４１は、図２に示すように、電極材料３２、４２が塗工された後で圧延されている。正負の帯状電極１１、１３のうち、帯状シート３１、４１に電極材料３２、４２が塗工された部位を塗工部１１ａ、１３ａといい、帯状シート３１、４１に電極材料３２、４２が塗工されていない部位を未塗工部１１ｂ、１３ｂという。

図３は、帯状正極１１と、第１帯状セパレータ１２と、帯状負極１３と、第２帯状セパレータ１４とが順に重ねられた状態を示す幅方向の断面図である。捲回電極体１０は、図１および図３に示すように、帯状正極１１の塗工部１１ａと帯状負極１３の塗工部１３ａは、それぞれ帯状セパレータ１２、１４を挟んで対向している。かかる捲回電極体１０では、内部短絡を防止するため、帯状正極１１の塗工部１１ａと帯状負極１３の塗工部１３ａは、それぞれ帯状セパレータ１２、１４からはみ出ないようにしたい。また、この実施形態にかかるリチウム二次電池では、放充電時に、帯状正極１１の塗工部１１ａと帯状負極１３の塗工部１３ａの間で、帯状セパレータ１２、１４を通してリチウムイオンが行き来する。この際、リチウムイオンの析出による内部短絡を防止するため、帯状正極１１の塗工部１１ａは、帯状負極１３の塗工部１３ａからはみ出ないようにしたい。

帯状正極１１の塗工部１１ａと帯状負極１３の塗工部１３ａの幅についての製造上の誤差があったり、帯状正極１１と帯状負極１３、および、帯状セパレータ１２、１４が重ねられる際の幅方向のずれが生じたりする。このため、帯状負極１３の塗工部１３ａの幅ｂと帯状正極１１の塗工部１１ａの幅ａとの差分（ｂ−ａ）、第１帯状セパレータ１２と第２帯状セパレータ１４の幅ｃ１、ｃ２と帯状負極１３の塗工部１３ａの幅ｂとの差分（（ｃ１、ｃ２）−ｂ）を設定して、上述した誤差やずれを許容している。

また、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向の両端（巻き軸方向の両端）には、図１に示すように、帯状正極１１と帯状負極１３の未塗工部１１ｂ、１３ｂが帯状セパレータ１２、１４からはみ出ている。当該帯状正極１１と帯状負極１３の未塗工部１１ｂ、１３ｂは、捲回電極体１０の正極と負極の集電体１１ｂ１、１３ｂ１をそれぞれ形成している。

電極巻取装置１００は、図４に示すように、巻取軸１０１に帯状正極１１（第１帯状電極）と、第１帯状セパレータ１２と、帯状負極１３（第２帯状電極）と、第２帯状セパレータ１４とを順に重ねて巻き取る装置である。帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４は、それぞれを巻き取ったロール２１〜２４から供給されている。この電極巻取装置１００は、巻取軸１０１と、エッジ検知装置２０１〜２０４と、補正機構３０１〜３０４と、制御部４００とを備えている。

図４は概略的に描かれているが、巻取軸１０１は、正負一対の帯状電極１１、１３と一対の帯状セパレータ１２、１４の一端を保持する保持部１０１ａを備えている。巻取軸１０１は、駆動モータ１２０から駆動力を受けて回転する。駆動モータ１２０は、制御部４００によって制御されており、制御部４００の制御信号に基づいて駆動する。

エッジ検知装置２０１〜２０４は、帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４のエッジ（幅方向の縁）の位置を検知する装置である。エッジ検知装置２０１〜２０４は、巻取軸１０１に巻き取られる直前において、帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４のエッジの位置を検知している。エッジ検知装置２０１〜２０４はそれぞれ制御部４００に接続されており、検知信号は制御部４００に送られる。

補正機構３０１〜３０４は、帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４の幅方向のずれを補正する機構である。この実施形態では、補正機構３０１〜３０４は、帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４が巻取軸１０１に巻き取られる経路において、エッジ検知装置２０１〜２０４よりも上流側に配設されている。各補正機構３０１〜３０４は、それぞれ制御部４００に接続されており、制御部４００の制御信号に基づいて駆動する。

制御部４００は、ＣＰＵなどからなる演算部と、不揮発性メモリーなどからなる記憶部とを備えており、予め設定されたプログラムに沿って、当該電極巻取装置１００の種々の電子的な演算処理や各部位の制御を行う。制御部４００は、エッジ検知装置２０１〜２０４で検知された帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４のエッジの位置に基づいて、補正機構３０１〜３０４で補正する補正量を算出する。そして、制御部４００は、当該補正量に基づいて補正機構３０１〜３０４を制御して帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４のずれを補正する。帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４は巻き取られる際に幅方向に蛇行する場合があるが、当該補正によって帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４が巻き取られる際の蛇行を抑え、帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４の巻きずれを低減させることができる。

特に、巻取速度が一定の場合や、巻取速度が遅い場合には、帯状電極１１、１３の幅方向のずれを上手く修正することができる。

ところで、電池の種類にもよるが、このような捲回電極体１０を製造する際には、帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４が概ね２ｍ〜５ｍ程度巻き取られる。この際、巻取速度は、例えば、図５に示すように、巻取りの初めに加速し、中間で巻取り速度が一定になり、巻取りの終わりで巻取速度が減速される。捲回電極体１０の生産性を向上させるためには、巻取速度を速くするとよい。この捲回電極体１０では、帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４は概ね２ｍ〜５ｍ程度巻き取られるだけなので、例えば、１０００ｍｍ/ｓを超える巻取り速度で巻き取る場合、全体の巻取り時間はほんの数秒になる。この場合、巻取る工程の中間で巻取り速度が一定になる時間は短くなり、巻取りの初めと巻取りの終わりでは、巻取速度が急激に変化する。

上述した制御手法では、制御部４００および補正機構３０１〜３０４によって、幅方向のずれが補正されつつ巻き取られるので、巻取速度が一定の場合や、巻取速度が遅い場合には、帯状材１１〜１４の幅方向のずれを上手く修正することができる。しかしながら、巻取速度が速く、かつ、巻取速度が急激に変化する場合には、上述した制御手法では、帯状材１１〜１４の幅方向のずれを上手く修正することが出来ない場合があった。

本発明者は、巻取速度が速く、かつ、巻取速度が急激に変化する場合に帯状材１１〜１４の幅方向のずれが生じる原因を検討した。当該検討において、本発明者は、帯状材１１〜１４が長さ方向に対して幅方向に僅かながら変位していることに着目した。

すなわち、上述したように帯状電極１１、１３は、電極材料３２、４２が塗工された後で圧延されている。圧延される帯状電極１１、１３は、帯状シート３１、４１の幅方向片側に偏って電極材料３２、４２が塗工された塗工部１１ａ、１３ａを有している。また、帯状シート３１、４１の幅方向反対側の縁部は、電極材料３２、４２が塗工されていない未塗工部１１ｂ、１３ｂを有している。このため、帯状電極１１、１３が圧延される際、図２に示すように、塗工部１１ａ、１３ａは圧延ローラ８１、８２が当たり易く延ばされるが、未塗工部１１ｂ、１３ｂは塗工部１１ａ、１３ａに比べて薄いので、圧延ローラ８１、８２で延ばされにくい。帯状電極１１、１３は、未塗工部１１ｂ、１３ｂが配設された幅方向の片側の縁部に比べて、塗工部１１ａ、１３ａが配設された部分が延ばされて長くなる。

このため、帯状電極１１、１３は、図６に示すように、長さ方向に対して幅方向に僅かながら変位している。この実施形態では、帯状電極１１、１３は長さ方向に対して、幅方向片側（未塗工部１１ｂ、１３ｂの側）に向けて変位しており、平坦にすると図６に示すように、未塗工部１１ｂ、１３ｂ側に湾曲した形状になる。また、図示は省略するが、未塗工部１１ｂ、１３ｂ側の縁に比べて塗工部１１ａ、１３ａ側の縁が長いので、未塗工部１１ｂ、１３ｂを真っ直ぐに伸ばすと塗工部１１ａ、１３ａの側の縁が撓む。

当該帯状電極１１、１３の長さ方向に対する幅方向の変位はごく僅かであるが、図６では、帯状電極１１、１３の長さ方向に対する幅方向の変位を強調して描いている。変位の程度は、圧延される程度や、帯状シート３１、４１に塗工される電極材料３２、４２の厚さなどによって異なる。例えば、帯状電極１１、１３の長さ２〜５ｍに対して幅方向の変位は３ｍｍ程度である。本発明者は、かかる帯状電極１１、１３の長さ方向に対する幅方向の極僅かな変位が、巻取速度が速く、かつ、巻取速度が急激に変化するような場合に巻きずれを生じさせる原因になると考えた。

さらに、本発明者は帯状セパレータ１２、１４についても巻きずれが生じる原因を検討した。帯状セパレータ１２、１４も、厳密には、幅方向の両側において縁部の長さが異なり、長さ方向に対して幅方向に変位していることがわかった。帯状セパレータ１２、１４は、その製造工程において、シートを薄く引き伸ばしたり、適当な幅に切断したりしている。特に、シートを薄く引き伸ばす工程においては、引き伸ばす方向等が均一でなく、引き伸ばす工程の後で撓みが残る。かかる撓みが、帯状セパレータ１２、１４が、長さ方向に対して幅方向に変位する原因になると考えられる。帯状セパレータ１２、１４の場合、長さ方向に対して幅方向に変位する程度は、長さ２ｍ〜５ｍに対して、幅方向の変位は概ね３〜５ｍｍ程度である。変位の程度は、帯状セパレータ１２、１４の材質や引き延ばされる程度などによって異なる。

すなわち、これらの帯状材１１〜１４は、帯状材１１〜１４を巻取速度が一定のときや、巻取速度が遅い場合には、上述したようにエッジ検知装置２０１〜２０４で検知されたずれ量に基づいて、補正機構３０１〜３０４の補正量を算出する手法で巻きずれを防止できる。しかしながら、帯状材１１〜１４を巻き取る巻取速度が速く、かつ、巻取速度が急激に変化するような場合には、巻取速度の変化に応じて帯状材１１〜１４が幅方向にずれる量が変化する。このため、エッジ検知装置２０１〜２０４で検知されたずれ量に基づいて、補正機構３０１〜３０４の補正量を算出する手法では、巻取速度の変化に対応しきれずに巻きずれを防止できない。

本発明者は、上述した捲回電極体１０の製造工程において、帯状電極１１、１３や帯状セパレータ１２、１４を巻き取る巻取速度が速く、かつ、巻取速度が急激に変化するような場合に、帯状電極１１、１３や帯状セパレータ１２、１４に巻きずれが生じる原因をこのように考えた。そして、帯状電極１１、１３や帯状セパレータ１２、１４の巻きずれを効果的に防止できる巻取方法、および、電極巻取装置を考えた。以下に、この電極巻取装置１００を説明する。

この電極巻取装置１００では、図４と図７に示すように、制御部４００は、第１ずれ量検知部４０１と、第２ずれ量算出部４０２と、補正制御部４０３とを備えている。図７は、この制御部４００において、補正機構３０１〜３０４を制御する制御フローを示している。

第１ずれ量検知部４０１は、巻取軸１０１に巻き取られる帯状材１１〜１４（帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４）が幅方向にずれている第１ずれ量を検知する。当該第１ずれ量は、検知時における巻取軸１０１に巻き取られる帯状材１１〜１４の幅方向のずれ量に相当する。すなわち、エッジ検知装置２０１〜２０４で検知された帯状材１１〜１４の位置に対して、予め基準となる基準位置を設定しておく。そして、エッジ検知装置２０１〜２０４で検知された帯状材１１〜１４のエッジの位置に基づいて、当該検知されたエッジの位置が当該基準位置からずれたずれ量を検知する。すなわち、当該第１ずれ量は、（帯状材１１〜１４の現在の位置）−（予め設定された基準位置）で検知するとよい。当該第１ずれ量は、主として帯状材１１〜１４の蛇行によるずれ量に相当する。

第２ずれ量算出部４０２は、巻取軸１０１に帯状材１１〜１４が巻き取られる巻取速度に応じて、予め定められた単位時間当たりに帯状材１１〜１４が幅方向にずれる第２ずれ量を算出する。なお、予め定められた単位時間は、例えば、補正機構３０１〜３０４を制御する制御部の制御タイミングを採用するとよい。例えば、巻取速度が１０００ｍｍ/ｓを超えるような高速捲回では、制御精度を向上させるため、かかる単位時間は５マイクロ秒（ｍsec）以下にするとよい。

第２ずれ量は、帯状材１１〜１４の長さ方向に対する幅方向の変位（帯状材１１〜１４の湾曲）に起因して、巻き取る際に生じる幅方向のずれ量に相当する。第２ずれ量は、例えば、（帯状材１１〜１４の長さ方向に対する幅方向の変位量）×（巻取速度）×（予め定められた単位時間（制御間隔：制御タイミング））で算出することができる。

この実施形態では、制御部４００は、変位量記憶部４０４と、巻取速度検知部４０５とを備えている。

変位量記憶部４０４は、帯状材１１〜１４の長さに対する幅方向の変位量を記憶する。この実施形態では、帯状材１１〜１４は、上述したように、長さ方向に対して幅方向に変位している。例えば、帯状材１１〜１４が１ｍに対して幅方向に２ｍｍ程度変位している場合には、変位量記憶部４０４に、帯状材１１〜１４が長さ１ｍに対して幅方向に２ｍｍ変位していることを記憶させるとよい。

巻取速度検知部４０５は、帯状材１１〜１４を巻き取る巻取速度を検知する。巻取速度は、図示は省略するが、例えば、帯状材１１〜１４の速度を測定するエンコーダのパルスから算出した速度を用いることができる。なお、帯状材１１〜１４の巻取速度は、これに限定されず、巻取軸１０１の駆動モータ１２０への指令値や実測した駆動モータ１２０の回転速度、および、巻き径に基づいて算出してもよい。

この場合、制御部４００は、巻取速度検知部４０５で検知された巻取速度と、変位量記憶部４０４に記憶された帯状材１１〜１４の長さに対する幅方向の変位量とに基づいて第２ずれ量を算出することができる。すなわち、この場合、例えば、第２ずれ量は、変位量記憶部４０４に記憶された変位量（帯状材１１〜１４の長さ方向に対する幅方向の変位量）×巻取速度検知部４０５で検知された巻取速度（巻取速度）×（予め定められた単位時間（制御間隔））で算出するとよい。

補正制御部４０３は、当該第１ずれ量と第２ずれ量とに基づいて、補正機構３０１〜３０４を制御して帯状材１１〜１４の幅方向のずれを補正する。この実施形態では、補正制御部４０３は、図７に示すように、第１ずれ量検知部４０１で検知された第１ずれ量と第２ずれ量算出部４０２で算出された第２ずれ量とに第１ずれ量と第２ずれ量にそれぞれ適当なゲインｇ１、ｇ２を掛けて足し合わせて、帯状材１１〜１４の幅方向のずれを補正する補正量を算出するとよい。この場合、ゲインｇ１、ｇ２は、１に設定してもよいが、制御上適当なゲインを求めて採用するとよい。

このように、当該制御部４００は、補正機構３０１〜３０４を制御して、帯状材１１〜１４の幅方向のずれを補正する。制御部４００は、所定の制御間隔で、帯状材１１〜１４のエッジの検知を繰り返しながら、上述した補正量の算出を行って補正機構３０１〜３０４の制御を行っている。

制御間隔は、巻取速度に応じて適切な制御間隔を設定するとよい。例えば、１０００ｍｍ/ｓよりも速い巻取速度で、帯状材１１〜１４を巻き取るような場合には、５マイクロ秒よりも短い制御間隔で、帯状材１１〜１４のエッジの検知を繰り返しながら、上述した補正量の算出を行って補正機構３０１〜３０４の制御を行うとよい。これにより、巻取り速度に応じて適切に巻きずれを防止することができる。

上述したように、この電極巻取装置１００では、制御部４００において、巻取軸１０１に巻き取られる帯状材１１〜１４が幅方向にずれている第１ずれ量を検知する第１工程と、巻取軸１０１に帯状材１１〜１４が巻き取られる巻取速度に応じて、予め定められた単位時間当たりに帯状材１１〜１４が幅方向にずれる第２ずれ量を検知する第２工程と、第１工程で検知された第１ずれ量と第２工程で検知された第２ずれ量に基づいて、帯状材１１〜１４の幅方向のずれを補正する第３工程とが具現化されている。

第１工程で検知された第１ずれ量には、帯状材１１〜１４の蛇行によるずれが反映されている。また、第２工程で検知された第２ずれ量には、帯状材１１〜１４が巻き取られる速度の変化にも対応して、帯状材１１〜１４の長さ方向に対する幅方向の変位によるずれが反映されている。そして、第３工程では、第１工程で検知された第１ずれ量と第２工程で検知された第２ずれ量に基づいて、帯状材１１〜１４の幅方向のずれが補正される。

かかる補正において、上述した変位量記憶部４０４に記憶された帯状材１１〜１４の長さに対する幅方向の変位量や巻取速度検知部４０５で検知された巻取速度が厳密に正確でなくても、ある程度正確であれば当該補正により、巻きずれを補正することができる。すなわち、変位量記憶部４０４に記憶された帯状材１１〜１４の長さに対する幅方向の変位量や巻取速度検知部４０５で検知された巻取速度が厳密に正確でない場合には、第２ずれ量算出部４０２で算出される第２ずれ量は、帯状材１１〜１４の長さに対する幅方向の変位量や巻取速度に起因する実際のずれ量に対して差が生じる。しかしながら、帯状材１１〜１４の長さに対する幅方向の変位量や巻取速度（巻取速度）がある程度正確であれば、その誤差に起因するずれ量はそれほど大きくなく、かかる誤差によって生じるずれ量は、上述した蛇行による第１ずれ量を検知する際に反映される。このため、当該誤差によるずれも算出される補正量に反映される。

このように制御部４００に記憶された帯状材１１〜１４の長さに対する幅方向の変位量や制御部４００で検知された巻取速度が厳密に正確でない場合でも、長さ方向に対して幅方向に変位する帯状材１１〜１４を巻き取る装置において巻きずれを小さくすることができる。

以上説明したように、この電極巻取装置１００では、制御部４００は、巻取軸１０１に巻き取られる帯状材１１〜１４が幅方向にずれている第１ずれ量を検知する。また、制御部４００は、巻取軸１０１に帯状材１１〜１４が巻き取られる巻取速度に応じて、予め定められた単位時間当たりに帯状材１１〜１４が幅方向にずれる第２ずれ量を算出する。そして、制御部４００は、第１ずれ量と第２ずれ量とに基づいて、補正機構３０１〜３０４を制御して帯状材１１〜１４の幅方向のずれを補正する。当該電極巻取装置１００によれば、巻取速度の変化に応じて帯状材１１〜１４の幅方向のずれを補正して帯状材を巻き取ることができ、帯状材１１〜１４を巻き取る巻取速度が速く、かつ、巻取速度が変化するような場合においても、帯状材１１〜１４の幅方向の巻きずれを少なくすることができる。

この電極巻取装置１００は、上述したように帯状正極１１と、第１帯状セパレータ１２と、帯状負極１３と、第２帯状セパレータ１４とを順に重ねて巻き取って捲回電極体１０を製造する。この電極巻取装置１００は、かかる用途において、帯状電極１１、１３と帯状セパレータ１２、１４の巻きずれを小さくすることができる。これにより、図１に示すように、差分（ｂ−ａ）や差分（（ｃ１、ｃ２）−ｂ）を小さくすることができるので、それだけ製造コスト（特に、帯状電極１１、１３や帯状セパレータ１２、１４の材料コスト）を低減させることができる。

以上、本発明の一実施形態に係る帯状材の巻取方法および帯状材の巻取装置（電極巻取装置）を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。

例えば、帯状材の巻取装置は、上述した実施形態のように、第１帯状電極と、第１帯状セパレータと、第２帯状電極と、第２帯状セパレータとを順に重ねて巻き取る電極巻取装置に限定されない。本発明は、種々の帯状材の巻取装置に適用できる。特に、上述した帯状電極や帯状セパレータのように、帯状材が長さ方向に対して幅方向に変位している場合に好適である。すなわち、帯状材の巻取装置は、電極巻取装置に限定されず、また、帯状材についても、捲回電極体を構成する帯状電極や帯状セパレータに限定されず、種々の帯状材を巻き取る装置に適用できる。この場合、捲回電極体の製造工程のように、複数の帯状材を重ねて巻き取る用途に限定されず、一本の帯状材を巻取軸に巻き取るような用途に適用できる。また、巻取軸は、上述した実施形態のように、帯状材とは別の軸部材を巻取軸としてもよいが、帯状材の端部を軸状に丸めて巻取軸にしてもよい。また、本発明に係る帯状材の巻取方法および帯状材の巻取装置は、ここに例示する変形例に限らず、種々の変更が可能である。

本発明の一実施形態における捲回電極体の構造を示す図。 本発明の一実施形態における帯状電極の製造工程を示す斜視図。 本発明の一実施形態における捲回電極体の電極構造を示す断面図。 本発明の一実施形態に係る電極巻取装置を示す図。 本発明の一実施形態における帯状材の巻取速度を示す図。 本発明の一実施形態における帯状電極が長さ方向に対する幅方向の変位を示す平面図。 本発明の一実施形態に係る電極巻取装置の制御部において、補正機構を制御する制御フロー図。

符号の説明

１０ 捲回電極体
１１ 帯状正極(帯状電極、帯状材)
１１ａ 塗工部
１１ｂ 未塗工部
１１ｂ１ 集電体
１２、１４ 帯状セパレータ(帯状材)
１３ 帯状負極(帯状電極、帯状材)
１３ａ 塗工部
１３ｂ 未塗工部
１３ｂ１ 集電体
２１-２４ ロール
３１ 帯状シート（正極集電体、アルミニウム箔）
３２ 電極材料（正極活物質）
４１ 帯状シート（負極集電体、銅箔）
４２ 電極材料（負極活物質）
８１、８２ 圧延ローラ
１００ 電極巻取装置
１０１ 巻取軸
１０１ａ 保持部
１２０ 駆動モータ
２０１-２０４ エッジ検知装置
３０１-３０４ 補正機構
４００ 制御部
４０１ 第１ずれ量検知部
４０２ 第２ずれ量算出部
４０３ 補正制御部
４０４ 変位量記憶部
４０５ 巻取速度検知部

Claims (3)

1. 帯状材の幅方向のずれを補正しつつ、帯状材を巻取軸に巻き取る帯状材の巻取方法であって、
   前記巻取軸に巻き取られる帯状材が幅方向にずれている第１ずれ量を検知する第１工程と、
   前記巻取軸に帯状材が巻き取られる巻取速度に応じて、予め定められた単位時間当たりに帯状材が幅方向にずれる第２ずれ量を検知する第２工程と、
   前記第１工程で検知された第１ずれ量と前記第２工程で検知された第２ずれ量に基づいて、前記帯状材の幅方向のずれを補正する第３工程とを備えた、帯状材の巻取方法。
2. 帯状材を巻き取る巻取軸と、
   前記巻取軸に巻き取られる帯状材の幅方向のずれを補正する補正機構と、
   前記補正機構を制御する制御部と
   を備えた巻取装置であって、
   前記制御部は、
   前記巻取軸に巻き取られる帯状材が幅方向にずれている第１ずれ量を検知する第１ずれ量検知部と、
   前記巻取軸に帯状材が巻き取られる巻取速度に応じて、予め定められた単位時間当たりに帯状材が幅方向にずれる第２ずれ量を算出する第２ずれ量算出部と、
   前記第１ずれ量と第２ずれ量とに基づいて、前記補正機構を制御して帯状材の幅方向のずれを補正する補正制御部とを備えた、帯状材の巻取装置。
3. 前記制御部は、
   前記帯状材の長さに対する幅方向の変位量を記憶する変位量記憶部と、
   前記帯状材を巻き取る巻取速度を検知する巻取速度検知部と
   を備え、
   前記巻取速度検知部で検知された巻取速度と、前記変位量記憶部に記憶された前記帯状材の長さに対する幅方向の変位量とに基づいて、前記第２ずれ量を算出する、請求項２に記載の帯状材の巻取装置。

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