JP5815909B1 - セパレータ原反の製造方法、セパレータの製造方法、セパレータ原反、及びセパレータ原反製造装置 - Google Patents

セパレータ原反の製造方法、セパレータの製造方法、セパレータ原反、及びセパレータ原反製造装置 Download PDF

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Abstract

セパレータの欠陥位置を容易に特定する。セパレータ原反（１２ｂ）の製造方法は、セパレータ原反（１２ｃ）に耐熱層を塗工したセパレータ原反（１２ｂ）を形成する形成工程と、前記形成工程により形成したセパレータ原反（１２ｂ）に存在する欠陥（Ｄ）を検出する欠陥検出工程と、前記セパレータ原反（１２ｂ）の幅方向における欠陥（Ｄ）の位置情報を含む欠陥情報を記録する欠陥情報記録工程とを包含する。

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池に使用されるセパレータ原反の製造方法、セパレータの製造方法、セパレータ原反、及びセパレータ原反製造装置に関する。
光学フィルムを有するシート状製品の欠点検査装置が知られている（特許文献１）。この欠点検査装置は、保護フィルム検査部から得られた欠点の情報をその位置情報、製造識別情報と共にコードデータ（２次元コード、ＱＲコード（登録商標））として、ＰＶＡフィルム原反の片端面に所定ピッチで形成する。
特開2008−116437号公報（2008年5月22日公開）
しかしながら、リチウムイオン二次電池に使用されるセパレータの製造において、セパレータ原反に欠陥が発生し、セパレータ原反に発生した当該欠陥の位置を特定するために多大の労力が投入されている。
本発明の目的は、セパレータ原反の欠陥位置を容易に特定することができるセパレータ原反の製造方法、セパレータの製造方法、セパレータ原反、及びセパレータ原反製造装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明に係るセパレータ原反の製造方法は、セパレータ原反を形成する形成工程と、前記形成工程により形成したセパレータ原反に存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む欠陥情報を記録する欠陥情報記録工程とを包含することを特徴とする。ここで、「セパレータ原反」とは、スリットされる前の幅広のセパレータを意味するものとする。
この特徴によれば、セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む欠陥情報を記録するので、当該記録された位置情報に基づいて、セパレータ原反に存在する欠陥を容易に特定することができる。従って、セパレータ原反に存在する欠陥を容易に除去することができる。
本発明に係るセパレータ原反の製造方法では、前記欠陥情報は、前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置情報をさらに含むことが好ましい。ここで、「セパレータ原反の長手方向」は、セパレータの製造工程において製造対象物が搬送される方向に相当するものとする。
上記構成によれば、前記欠陥の長手方向における位置情報に基づいて、捲回されたセパレータ原反からセパレータ原反を巻き出すときに上記欠陥を容易に発見することができる。
本発明に係るセパレータ原反の製造方法では、前記欠陥情報は、前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置に対応する箇所に記録されていることが好ましい。
上記構成によれば、欠陥情報が記録された位置に基づいて、セパレータ原反の長手方向における欠陥の位置を特定することができる。また、セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置に対応する箇所に欠陥情報が記録されるので、セパレータ原反が長手方向に伸びても、欠陥と欠陥情報との長手方向の位置が実質的にずれない。従って、セパレータ原反が長手方向に伸びても、欠陥の長手方向の位置を容易に特定することができる。
上記の課題を解決するために、本発明に係るセパレータの製造方法は、セパレータ原反を形成する形成工程と、前記形成工程により形成したセパレータ原反に存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む欠陥情報を記録する欠陥情報記録工程と、前記欠陥情報記録工程により前記位置情報が記録された欠陥を有するセパレータ原反を前記原反の長手方向に沿って切断した複数のセパレータを形成する切断工程と、前記位置情報を読み取る読み取り工程と、前記読み取り工程により読み取られた位置情報に基づいて、前記切断工程により切断された複数のセパレータのうちの少なくとも一つに、前記欠陥の位置を特定するための目印を付与する目印付与工程とを包含することを特徴とする。
この特徴によれば、読み取り工程により読み取られた位置情報に基づいて、切断工程により切断された複数のセパレータのうちの少なくとも一つに、欠陥の位置を特定するための目印を付与するので、セパレータ原反をスリットした複数のセパレータのうちの当該欠陥を含むセパレータの欠陥部位を容易に除去することができる。
本発明に係るセパレータの製造方法では、前記目印付与工程により欠陥の位置を特定するための目印を付与された複数のセパレータのうちの少なくとも一つを巻き取る巻き取り工程と、前記巻き取り工程により巻き取られた複数のセパレータのうちの少なくとも一つを巻き替えながら前記目印を検知する目印検知工程と、前記目印検知工程による目印の検知に応じて巻き替え動作を停止して前記欠陥を除去する欠陥除去工程とを包含することが好ましい。
上記構成によれば、巻き取り工程の後で欠陥を除去するので、巻き取り工程で巻き取りを停止する必要が無く作業効率が向上する。
本発明に係るセパレータの製造方法では、前記欠陥除去工程は、前記欠陥の長手方向の両側のセパレータの箇所を幅方向に沿って切断して前記欠陥を前記セパレータから除去した後、前記切断したセパレータをつなぎ合わせることが好ましい。
上記構成によれば、セパレータ原反に存在する欠陥を除去したセパレータを製造することができる。
本発明に係るセパレータの製造方法では、前記欠陥情報記録工程は、前記位置情報を前記セパレータ原反の幅方向の端部に記録することが好ましい。
上記構成によれば、セパレータ原反の幅方向の端部を読み取ることにより欠陥部位を認識することができる。
本発明に係るセパレータの製造方法では、前記欠陥情報記録工程は、前記位置情報を情報記憶装置に記録してもよい。
上記構成によれば、情報記憶装置に記録された情報を読み取ることにより欠陥部位を認識することができる。
本発明に係るセパレータの製造方法では、前記目印付与工程は、ラベルを貼ることによって行うことが好ましい。
上記の課題を解決するために、本発明に係るセパレータ原反は、自己の欠陥の幅方向における位置情報を幅方向の端部に記録したことを特徴とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係るセパレータ原反製造装置は、セパレータ原反を形成する形成部と、前記形成部により形成されたセパレータ原反に存在する欠陥を検出する欠陥検出部と、前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む欠陥情報を記録する欠陥情報記録部とを備えることを特徴とする。
本発明は、セパレータの欠陥位置を容易に特定することができるセパレータ原反の製造方法、セパレータの製造方法、セパレータ原反、及びセパレータ原反製造装置を提供することができるという効果を奏する。
実施形態１に係るリチウムイオン二次電池の断面構成を示す模式図である。 図１に示されるリチウムイオン二次電池の詳細構成を示す模式図である。 図１に示されるリチウムイオン二次電池の他の構成を示す模式図である。 上記セパレータ原反の欠陥マーキング方法の欠陥検出工程及び欠陥情報記録工程を説明するための模式図である。 上記欠陥検出工程における基材欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 上記欠陥検出工程における塗工欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 上記欠陥検出工程におけるピンホール欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 上記セパレータをスリットするスリット装置の構成を示す模式図である。 図８に示されるスリット装置の切断装置の構成を示す拡大図・側面図・正面図である。 上記セパレータの欠陥位置特定方法の読み取り工程、目印付与工程、及び巻き取り工程を説明するための模式図である。 上記セパレータの欠陥位置特定方法の目印検知工程、及び欠陥除去工程を説明するための模式図である。 実施形態２に係るセパレータ原反の欠陥マーキング方法の欠陥検出工程及び欠陥情報記録工程を説明するための模式図である。 上記セパレータの欠陥位置特定方法の読み取り工程、目印付与工程、及び巻き取り工程を説明するための模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（実施形態１）
以下、実施形態１に係るリチウムイオン二次電池、セパレータ、耐熱セパレータ、耐熱セパレータの製造方法、スリット装置、切断装置について順に説明する。
（リチウムイオン二次電池）
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、それゆえ、現在、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の機器、自動車、航空機等の移動体に用いる電池として、また、電力の安定供給に資する定置用電池として広く使用されている。
図１は、リチウムイオン二次電池１の断面構成を示す模式図である。
図１に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、カソード１１と、セパレータ１２と、アノード１３とを備える。リチウムイオン二次電池１の外部において、カソード１１とアノード１３との間に、外部機器２が接続される。そして、リチウムイオン二次電池１の充電時には方向Ａへ、放電時には方向Ｂへ、電子が移動する。
（セパレータ）
セパレータ１２は、リチウムイオン二次電池１の正極であるカソード１１と、その負極であるアノード１３との間に、これらに挟持されるように配置される。セパレータ１２は、カソード１１とアノード１３との間を分離しつつ、これらの間におけるリチウムイオンの移動を可能にする。セパレータ１２は、その材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを含む。
図２は、図１に示されるリチウムイオン二次電池１の詳細構成を示す模式図であって、（ａ）は通常の構成を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が昇温したときの様子を示し、（ｃ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。
図２の（ａ）に示されるように、セパレータ１２には、多数の孔Ｐが設けられている。通常、リチウムイオン二次電池１のリチウムイオン３は、孔Ｐを介し往来できる。
ここで、例えば、リチウムイオン二次電池１の過充電、または、外部機器の短絡に起因する大電流等により、リチウムイオン二次電池１は、昇温することがある。この場合、図２の（ｂ）に示されるように、セパレータ１２が融解または柔軟化し、孔Ｐが閉塞する。そして、セパレータ１２は収縮する。これにより、リチウムイオン３の往来が停止するため、上述の昇温も停止する。
しかし、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温する場合、セパレータ１２は、急激に収縮する。この場合、図２の（ｃ）に示されるように、セパレータ１２は、破壊されることがある。そして、リチウムイオン３が、破壊されたセパレータ１２から漏れ出すため、リチウムイオン３の往来は停止しない。ゆえに、昇温は継続する。
（耐熱セパレータ）
図３は、図１に示されるリチウムイオン二次電池１の他の構成を示す模式図であって、（ａ）は通常の構成を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。
図３の（ａ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、耐熱層４をさらに備えてよい。耐熱層４と、セパレータ１２とは、耐熱セパレータ１２ａ（セパレータ）を形成している。耐熱層４は、セパレータ１２のカソード１１側の片面に積層されている。なお、耐熱層４は、セパレータ１２のアノード１３側の片面に積層されてもよいし、セパレータ１２の両面に積層されてもよい。そして、耐熱層４にも、孔Ｐと同様の孔が設けられている。通常、リチウムイオン３は、孔Ｐと耐熱層４の孔とを介し往来する。耐熱層４は、その材料として、例えば全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）を含む。
図３の（ｂ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温し、セパレータ１２が融解または柔軟化しても、耐熱層４がセパレータ１２を補助しているため、セパレータ１２の形状は維持される。ゆえに、セパレータ１２が融解または柔軟化し、孔Ｐが閉塞するにとどまる。これにより、リチウムイオン３の往来が停止するため、上述の過放電または過充電も停止する。このように、セパレータ１２の破壊が抑制される。
（耐熱セパレータ原反（セパレータ原反）の製造工程）
リチウムイオン二次電池１の耐熱セパレータ１２ａの製造は特に限定されるものではなく、公知の方法を利用して行うことができる。以下では、セパレータ１２がその材料として主にポリエチレンを含む場合を仮定して説明する。しかし、セパレータ１２が他の材料を含む場合でも、同様の製造工程により、セパレータ１２を製造できる。
例えば、熱可塑性樹脂に可塑剤を加えてフィルム成形した後、該可塑剤を適当な溶媒で除去する方法が挙げられる。例えば、セパレータ１２が、超高分子量ポリエチレンを含むポリエチレン樹脂から形成されてなる場合には、以下に示すような方法により製造することができる。
この方法は、（１）超高分子量ポリエチレンと、炭酸カルシウム等の無機充填剤とを混練してポリエチレン樹脂組成物を得る混練工程、（２）ポリエチレン樹脂組成物を用いてフィルムを成形する圧延工程、（３）工程（２）で得られたフィルム中から無機充填剤を除去する除去工程、および、（４）工程（３）で得られたフィルムを延伸してセパレータ１２を得る延伸工程を含む。
除去工程によって、フィルム中に多数の微細孔が設けられる。延伸工程によって延伸されたフィルムの微細孔は、上述の孔Ｐとなる。これにより、所定の厚さと透気度とを有するポリエチレン微多孔膜であるセパレータ１２が形成される。
なお、混練工程において、超高分子量ポリエチレン１００重量部と、重量平均分子量１万以下の低分子量ポリオレフィン５〜２００重量部と、無機充填剤１００〜４００重量部とを混練してもよい。
その後、塗工工程において、セパレータ１２の表面に耐熱層４を形成する。例えば、セパレータ１２に、アラミド／ＮＭＰ（Ｎ−メチル−ピロリドン）溶液（塗工液）を塗布し、アラミド耐熱層である耐熱層４を形成する。耐熱層４は、セパレータ１２の片面だけに設けられても、両面に設けられてもよい。また、耐熱層４として、アルミナ／カルボキシメチルセルロースを塗工してもよい。
塗工液をセパレータ１２に塗工する方法は、均一にウェットコーティングできる方法であれば特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができる。例えば、キャピラリーコート法、スピンコート法、スリットダイコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、バーコーター法、グラビアコーター法、ダイコーター法などを採用することができる。耐熱層４の厚さは塗工ウェット膜の厚み、塗工液中のバインダー濃度とフィラー濃度の和で示される固形分濃度、フィラーのバインダーに対する比を調節することによって制御することができる。
なお、塗工する際にセパレータ１２を固定あるいは搬送する支持体としては、樹脂製のフィルム、金属製のベルト、ドラム等を用いることができる。
以上のように、耐熱層４が積層されたセパレータ原反１２ｃである耐熱セパレータ原反１２ｂを製造できる（形成工程）（図４）。製造された耐熱セパレータ原反１２ｂは、円筒形状のコア５３に巻き取られる（図４）。なお、以上の製造方法で製造される対象は、耐熱セパレータ原反１２ｂに限定されない。この製造方法は、塗工工程を含まなくてもよい。この場合、製造される対象は、セパレータ原反１２ｃである。
リチウムイオン二次電池に使用される耐熱セパレータの製造においては、セパレータ原反に耐熱層を塗工した耐熱セパレータ原反を形成する塗工工程において、検査装置により欠陥を検出すると、当該欠陥を有する原反にマーカにより線を描いて耐熱セパレータ原反を巻き取る。そして、次のスリット工程において耐熱セパレータ原反を巻出す。その後、巻き出された耐熱セパレータ原反に上記マーカによる線を作業員が視認したら、作業員は、上記耐熱セパレータ原反の巻出し動作を停止する。次に、作業員は、上記マーカによる線に対応する欠陥の耐熱セパレータ原反の幅方向の位置を目視確認する。次に、上記マーカによる線に対応する耐熱セパレータ原反の部分が、切断装置により長手方向に沿って切断されて複数の耐熱セパレータが形成される。その後、作業員は、上記マーカによる線に対応する欠陥の幅方向の位置に対応する耐熱セパレータの欠陥に対応する位置に、テープを当該耐熱セパレータからはみ出すように貼る。そして、上記テープをはみ出すように貼られた耐熱セパレータは巻き取りローラーに巻き取られる。
次に、巻き取りローラーに巻き取られた上記耐熱セパレータは、巻替工程において、巻き取りローラーから巻替ローラーに巻き替えられる。その後、当該耐熱セパレータからはみ出すように貼られたテープを巻き替える途中で作業員が発見すると、巻き替え動作を停止する。そして、当該テープに対応する欠陥が存在する耐熱セパレータの個所を幅方向に沿って作業員が切断して除去する。次に、巻き取りローラー側の耐熱セパレータと巻替ローラー側の耐熱セパレータとをつなぎ合わせる。その後、巻き替え動作を再開し、耐熱セパレータをすべて巻替ローラーに巻き替える。
しかしながら、耐熱セパレータ原反に欠陥を検出すると上記マーカによる線を描くだけなので、次のスリット工程で、作業員が上記マーカを視認したら、作業員は、上記耐熱セパレータ原反の巻出し動作を停止させて、上記欠陥の幅方向の位置を目視確認する必要がある。このため、耐熱セパレータ原反を切断した複数の耐熱セパレータでの欠陥位置を特定するために非常に手間がかかる。
図４は、上記耐熱セパレータ原反１２ｂの欠陥マーキング方法の欠陥検出工程及び欠陥情報記録工程を説明するための模式図であり、図４の（ａ）は両工程の正面図であり、図４の（ｂ）は両工程の平面図である。図５は欠陥検出工程における基材欠陥検査装置５５の構成を説明するための図である。図６は欠陥検出工程における塗工欠陥検査装置５７の構成を説明するための図である。図７は欠陥検出工程におけるピンホール欠陥検査装置５８の構成を説明するための図である。
セパレータ原反１２ｃに塗工部５４で耐熱層が塗布された耐熱セパレータ原反１２ｂがコア５３に巻き取られる。セパレータ原反１２ｃの欠陥Ｄを検査する基材検査工程（欠陥検出工程）は、セパレータ原反１２ｃの繰り出し工程と塗工工程との間に配置された基材欠陥検査装置５５（欠陥検出部、セパレータ原反製造装置）により実施される。基材欠陥検査装置５５は、光源５５ａと検出器５５ｂとがセパレータ原反１２ｃを挟むように配置され、光源５５ａからセパレータ原反１２ｃの表面、裏面に垂直な方向に出射されてセパレータ原反１２ｃを透過した透過光を検出器５５ｂが検出することにより、セパレータ原反１２ｃに存在する欠陥Ｄを検査する（欠陥検出工程）。上記セパレータ原反１２ｃに存在する欠陥Ｄは、貫通孔（ピンホール）に係る欠陥、膜厚不正に係る欠陥、及び、異物に係る欠陥を含む。
セパレータ原反１２ｃに塗布された耐熱層４の欠陥Ｄを検査する塗工検査工程（欠陥検出工程）は、塗工工程と、コア５３による巻き取り工程との間に配置された塗工欠陥検査装置５７（欠陥検出部、セパレータ原反製造装置）により実施される。塗工欠陥検査装置５７は、耐熱セパレータ原反１２ｂの耐熱層４側に配置された光源５７ａ及び検出器５７ｂを有する。塗工欠陥検査装置５７は、光源５７ａから出射されて耐熱層４により反射された反射光を検出器５７ｂで検出することにより、耐熱層４に存在する欠陥Ｄを検出する。上記耐熱層４に存在する欠陥Ｄは、スジに係る欠陥、剥がれに係る欠陥、弾きに係る欠陥、及び、表面不良に係る欠陥を含む。上記弾きに係る欠陥とは、異物、油分等で塗工液がセパレータ原反１２ｃの表面から弾かれて局所的に耐熱層４が形成されないか、もしくは、形成されても、ごく薄い耐熱層４になる欠陥を意味する。上記表面不良に係る欠陥とは、耐熱層４の膜厚不良に係る欠陥を意味する。
耐熱セパレータ原反１２ｂに生じるピンホールによる欠陥Ｄを検査するピンホール検査工程（欠陥検出工程）は、塗工欠陥検査装置５７と欠陥情報記録装置５６（欠陥情報記録部、セパレータ原反製造装置）との間に配置されたピンホール欠陥検査装置５８（欠陥検出部、セパレータ原反製造装置）により実施される。ピンホール欠陥検査装置５８は、耐熱セパレータ原反１２ｂのセパレータ原反１２ｃ側に配置された光源５８ａと、光源５８ａから耐熱セパレータ原反１２ｂの表面、裏面に垂直な方向に向かって出射した光を通過させるスリット５８ｃと、スリット５８ｃを通過して耐熱セパレータ原反１２ｂを透過した光に基づいて欠陥Ｄを検出する検出器５８ｂとを有している。上記ピンホールによる欠陥Ｄは、数百μｍから数ｍｍの直径を有する。
ピンホール欠陥検査装置５８とコア５３との間に欠陥情報記録装置５６が配置されている。欠陥情報記録装置５６は、基材欠陥検査装置５５、塗工欠陥検査装置５７、ピンホール欠陥検査装置５８により検出された欠陥Ｄの位置情報を表す欠陥コードＤＣ（欠陥情報）を、２次元コード、ＱＲコード（登録商標）等のコードデータにより、耐熱セパレータ原反１２ｂの長手方向における欠陥Ｄの位置に対応する耐熱セパレータ原反１２ｂの幅方向の端部に記録する。上記位置情報は、耐熱セパレータ原反１２ｂの長手方向及び幅方向における欠陥Ｄの位置を表す。上記位置情報は、欠陥Ｄの種類を区別できる情報を含んでもよい。欠陥Ｄの種類は、例えば、基材欠陥検査装置５５により検査される基材の構造的欠陥、塗工欠陥検査装置５７により検査される塗布に関する欠陥、ピンホール欠陥検査装置５８により検査される孔あきに関する欠陥である。
セパレータ原反１２ｃ、耐熱セパレータ原反１２ｂのフィルム張力は、通常２００Ｎ／ｍ以下であり、好ましくは、１２０Ｎ／ｍ以下である。ここで、「フィルム張力」とは、走行するフィルムの幅方向の単位長さ当たりに加わる走行方向の張力を意味する。例えばフィルム張力が２００Ｎ／ｍなら、フィルムの幅１ｍに対して２００Ｎの力が加えられる。フィルム張力が２００Ｎ／ｍよりも高いとフィルムの走行方向にシワが入り、欠陥検査の精度が低下する虞がある。また、フィルム張力は通常１０Ｎ／ｍ以上であり、好ましくは３０Ｎ／ｍ以上である。フィルム張力が１０Ｎ／ｍよりも低いとフィルムの弛みや蛇行が発生する虞がある。セパレータ原反１２ｃ、耐熱セパレータ原反１２ｂには、孔Ｐが形成されており、そのフィルム張力は、光学フィルム等の孔が無いフィルムのフィルム張力よりも小さい。従って、セパレータ原反１２ｃ、耐熱セパレータ原反１２ｂは、光学フィルム等の孔が無いフィルムよりも伸びやすい物性を有する。このため、耐熱セパレータ原反１２ｂの長手方向における欠陥Ｄの位置に対応する耐熱セパレータ原反１２ｂの幅方向の端部に欠陥コードＤＣを記録すると、耐熱セパレータ原反１２ｂが長手方向に伸びても、欠陥Ｄの長手方向の位置と欠陥コードＤＣの長手方向の位置とが実質的にずれない。従って、耐熱セパレータ原反１２ｂが長手方向に伸びても、欠陥Ｄの長手方向の位置を容易に特定することができる。
欠陥コードＤＣが端部に記録された耐熱セパレータ原反１２ｂは、コア５３に巻き取られる。耐熱セパレータ原反１２ｂを巻き取ったコア５３は、次のスリット工程に運ばれる。
（スリット装置）
耐熱セパレータ原反１２ｂ（以下「セパレータ原反」）から形成される耐熱セパレータ１２ａ、または、セパレータ原反１２ｃから形成されるセパレータ１２（以下「セパレータ」）は、リチウムイオン二次電池１などの応用製品に適した幅（以下「製品幅」）であることが好ましい。しかし、生産性を上げるために、セパレータ原反は、その幅が製品幅以上となるように製造される。そして、一旦製造された後に、セパレータ原反は、製品幅に切断（スリット）されてセパレータとなる。なお、「セパレータの幅」とは、セパレータが延びる平面に対し平行であり、かつ、セパレータの長手方向に対し垂直である方向の、セパレータの長さを意味する。
図８は、セパレータ原反１２ｂをスリットするスリット装置６の構成を示す模式図であって、（ａ）は全体の構成を示し、（ｂ）はセパレータ原反１２ｂをスリットする前後の構成を示す。
図８の（ａ）に示されるように、スリット装置６は、回転可能に支持された円柱形状の、巻出ローラー６１と、ローラー６２〜６５と、複数の巻取ローラー６９とを備える。スリット装置６には、後述する切断装置７（図９）がさらに設けられている。
（スリット前）
スリット装置６では、セパレータ原反１２ｂを巻きつけた円筒形状のコア５３が、巻出ローラー６１に嵌められている。図８の（ａ）に示されるように、セパレータ原反１２ｂは、コア５３から経路ＵまたはＬへ巻き出される。巻き出されたセパレータ原反１２ｂは、ローラー６３を経由し、ローラー６４へ例えば速度１００ｍ／分で搬送される。搬送される工程においてセパレータ原反１２ｂは、複数のセパレータ１２ａに長手方向に沿ってスリットされる。
（スリット後）
図８の（ａ）に示されるように、複数のセパレータ１２ａの一部は、それぞれ、複数の巻取ローラー６９に嵌められた各コア８１へ巻き取られる。また、複数のセパレータ１２ａの他の一部は、それぞれ、複数の巻取ローラー６９に嵌められた各コア８１へ巻き取られる。なお、ロール状に巻き取られたセパレータを「セパレータ捲回体」と称する。
（切断装置）
図９は、図８の（ａ）に示されるスリット装置６の切断装置７の構成を示す図であって、（ａ）は切断装置７の側面図であり、（ｂ）は切断装置７の正面図である。
図９の（ａ）（ｂ）に示されるように、切断装置７は、ホルダー７１と、刃７２とを備える。ホルダー７１は、スリット装置６に備えられている筐体などに固定されている。そして、ホルダー７１は、刃７２と搬送されるセパレータ原反１２ｂとの位置関係が固定されるように、刃７２を保持している。刃７２は、鋭く研がれたエッジによってセパレータの原反をスリットする。
図１０は、セパレータ１２ａの欠陥位置特定方法の読み取り工程、目印付与工程、及び巻き取り工程を説明するための模式図である。セパレータ原反１２ｂは、コア５３（図８）から一定速度（例えば、８０ｍ／分）で巻き出される。読み取り部７３は、セパレータ原反１２ｂの幅方向の端部に記録された欠陥コードＤＣを読み取る（読み取り工程）。そして、スリット装置６に設けられた複数の切断装置７は、セパレータ原反１２ｂを長手方向に沿って切断して複数個のセパレータ１２ａを形成する（切断工程）。
次に、目印付与装置７４は、読み取り部７３により読み取られた欠陥コードＤＣにより表される欠陥Ｄの幅方向の位置情報に基づいて、切断装置７により切断された複数個のセパレータ１２ａのうちの一つを特定し、上記特定した一つのセパレータ１２ａの欠陥Ｄに対応する位置に目印Ｌを付与する（目印付与工程）。なお、欠陥Ｄが複数個存在するときは、目印付与装置７４は、複数個のセパレータ１２ａを特定する。ここで、好ましい目印Ｌとしては、ラベルが挙げられ、好ましい目印付与装置７４としては、ラベラが挙げられる。
目印Ｌは、ラベルに替えて、ペンにより描画されたマークでもよく、インジェクタにより塗布されたマークでもよい。また、目印Ｌは、樹脂から構成されるセパレータ１２ａを加熱することにより印字するサーモラベルでもよく、また、セパレータ１２ａにレーザで穴を開けることにより目印Ｌを形成してもよい。
切断装置７により切断された複数個のセパレータ１２ａは、複数個のコア８１にそれぞれ巻き取られる（巻き取り工程）。
そして、目印付与装置７４は、欠陥コードＤＣにより表される欠陥Ｄのセパレータ原反１２ｂの長さ方向の位置情報を欠陥コードＤＣ２として、上記特定した一つのセパレータ１２ａを巻き取った最外周部８６及び／又はコア８１に記録する。
図１１は、セパレータ１２ａの欠陥位置特定方法の目印検知工程、及び欠陥除去工程を説明するための模式図であり、図１１の（ａ）は目印検知工程を説明するための模式図であり、図１１の（ｂ）は欠陥除去工程を説明するための模式図である。まず、目印検知装置８３が最外周部８６及び／又はコア８１に記録された欠陥コードＤＣ２を読み出す。そして、目印検知装置８３が読み出した情報を受けて、目印付与装置７４により目印Ｌを貼りつけられたセパレータ１２ａのコア８１から、コア８２への巻き替え動作を開始する。次に、目印検知装置８３は、読み出した欠陥コードＤＣ２により表される欠陥Ｄのセパレータ原反１２ｂの長さ方向の位置情報に基づいて、欠陥Ｄの位置が近付くと、セパレータ１２ａの上記巻き替え動作の速度を減速する。
そして、セパレータ１２ａの欠陥Ｄに対応する位置に張り付けられた目印Ｌが、目印検知装置８３により検知される（目印検知工程）。目印検知装置８３により目印Ｌが検知されると、目印検知装置８３がセパレータ１２ａの巻き替え動作を停止する。その後、欠陥除去装置８４は、目印Ｌに対応する欠陥Ｄの上流側及び下流側のセパレータ１２ａの箇所を幅方向に沿って切断して欠陥Ｄをセパレータ１２ａから除去する（欠陥除去工程）。かかる欠陥除去工程は、欠陥除去装置８４に代えて作業者が手作業で実施してもよい。そして、繋ぎ合わせ装置８５は、切断したセパレータ１２ａを繋ぎ合わせる（繋ぎ合わせ工程）。かかる繋ぎ合わせ工程は、繋ぎ合わせ装置８５に代えて作業者が手作業で実施してもよい。次に、繋ぎ合わせ装置８５は、セパレータ１２ａの巻き替え動作を再開する。そして、セパレータ１２ａのコア８１からコア８２への巻き替えが完了する。ここで、２つに分割されたセパレータ１２ａは繋ぎ合わせずに、それぞれ別のコアに巻き替えてもよい。つまり、切断される前の部分をコア８２に巻き替え、切断された後の部分をコア８２以外のコアに巻き替えればよい。
（実施形態２）
実施形態１では、セパレータ原反１２ｂに存在する欠陥Ｄの位置情報をセパレータ原反１２ｂの端部に記録する例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。欠陥Ｄの位置情報は、情報記憶装置に記録するように構成してもよい。
図１２は、実施形態２に係るセパレータ原反１２ｂの欠陥マーキング方法の欠陥検出工程及び欠陥情報記録工程を説明するための模式図である。図１３は、セパレータ１２ａの欠陥位置特定方法の読み取り工程、目印貼り工程、及び巻き取り工程を説明するための模式図である。実施形態１で前述した構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。
欠陥情報記録装置５６ａ（欠陥情報記録部、セパレータ原反製造装置）は、基材欠陥検査装置５５、塗工欠陥検査装置５７、ピンホール欠陥検査装置５８により検出されたセパレータ原反１２ｃ・１２ｂに存在する欠陥Ｄの長手方向及び幅方向における位置を表す位置情報を情報記憶装置９１に記録する。そして、読み取り部７３ａは、欠陥Ｄの長手方向及び幅方向における位置情報を情報記憶装置９１から読みとる（読み取り工程）。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、リチウムイオン二次電池に使用されるセパレータ原反の欠陥マーキング方法、セパレータの欠陥位置特定方法、セパレータ原反、及びセパレータ原反製造装置に利用することができる。
４ 耐熱層
６ スリット装置
７ 切断装置（切断機）
１２ セパレータ
１２ａ 耐熱セパレータ（セパレータ）
１２ｂ 耐熱セパレータ原反（セパレータ原反）
１２ｃ セパレータ原反
５４ 塗工部（セパレータ原反製造装置）
５５ 基材欠陥検査装置（欠陥検出部、セパレータ原反製造装置）
５７ 塗工欠陥検査装置（欠陥検出部、セパレータ原反製造装置）
５８ ピンホール欠陥検査装置（欠陥検出部、セパレータ原反製造装置）
５６、５６ａ 欠陥情報記録装置（欠陥情報記録部、セパレータ原反製造装置）
７３ 読み取り部
７４ 目印付与装置
８１ コア
８２ コア
８３ 目印検知装置
８４ 欠陥除去装置
８５ 繋ぎ合わせ装置
８６ 最外周部
９１ 情報記憶装置
Ｄ 欠陥
ＤＣ、ＤＣ２ 欠陥コード（位置情報）
Ｌ 目印

Claims (8)

  1. 多孔質である電池用のセパレータ原反を形成する形成工程と、
    前記形成工程により形成したセパレータ原反に存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、
    前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む欠陥コードを、前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置に対応する箇所に形成することにより、前記欠陥コードの形成位置によって前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置を表す欠陥情報記録工程とを包含することを特徴とするセパレータ原反の製造方法。
  2. 多孔質である電池用のセパレータ原反を形成する形成工程と、
    前記形成工程により形成したセパレータ原反に存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、
    前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む欠陥コードを、前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置に対応する箇所に形成することにより、前記欠陥コードの形成位置によって前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置を表す欠陥情報記録工程と、
    前記欠陥情報記録工程により前記位置情報が記録された欠陥を有するセパレータ原反を前記原反の長手方向に沿って切断した複数のセパレータを形成する切断工程と、
    前記位置情報を読み取る読み取り工程と、
    前記読み取り工程により読み取られた位置情報に基づいて、前記切断工程により切断された複数のセパレータのうちの少なくとも一つに、前記欠陥の位置を特定するための目印を付与する目印付与工程とを包含することを特徴とするセパレータの製造方法。
  3. 前記目印付与工程により欠陥の位置を特定するための目印を付与された複数のセパレータのうちの少なくとも一つを巻き取る巻き取り工程と、
    前記巻き取り工程により巻き取られた複数のセパレータのうちの少なくとも一つを巻き替えながら前記目印を検知する目印検知工程と、
    前記目印検知工程による目印の検知に応じて巻き替え動作を停止して前記欠陥を除去する欠陥除去工程とを包含する請求項２に記載のセパレータの製造方法。
  4. 前記欠陥除去工程は、前記欠陥の長手方向の両側のセパレータの箇所を幅方向に沿って切断して前記欠陥を前記セパレータから除去した後、前記切断したセパレータをつなぎ合わせる請求項３に記載のセパレータの製造方法。
  5. 前記欠陥情報記録工程は、前記欠陥コードを前記セパレータ原反の幅方向の端部に形成する請求項２から４のいずれか一項に記載のセパレータの製造方法。
  6. 前記目印付与工程は、ラベルを貼ることによって行う請求項２から５のいずれか一項に記載のセパレータの製造方法。
  7. 多孔質である電池用のセパレータ原反であって、
    自己の欠陥の幅方向における位置情報を含む欠陥コードを、長手方向における前記欠陥の位置に対応する箇所でありかつ幅方向の端部に形成したことにより、前記欠陥コードの形成位置によって長手方向における前記欠陥の位置が表されていることを特徴とするセパレータ原反。
  8. 多孔質である電池用のセパレータ原反を形成する形成部と、
    前記形成部により形成されたセパレータ原反に存在する欠陥を検出する欠陥検出部と、
    前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む欠陥コードを、前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置に対応する箇所に形成することにより、前記欠陥コードの形成位置によって前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置を表す欠陥情報記録部とを備えることを特徴とするセパレータ原反製造装置。
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