JP5885888B1 - セパレータ製造方法及びスリット方法 - Google Patents
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Abstract
スリット後の複数のセパレータのうちの1枚が蛇行して、隣接するセパレータに重なりながら搬送されるおそれを抑制する。セパレータ原反(12b)を搬送方向にスリットして複数のセパレータ(12a)を形成し、スリットされた複数のセパレータ(12a)が最初に接するローラ(77)上の周方向の異なる位置で、複数のセパレータ(12a)のうちの一部と他の一部とをローラ(77)から離間する。
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のセパレータ製造方法及びスリット方法。
従来、電池に使用するセパレータ用の材料として、樹脂製フィルム状物(フィルム、シート等)が広く用いられてきた。セパレータ原反を構成する樹脂製フィルム状物は、幅方向(横断方向)に延伸して形成されるため、サブミクロンオーダーの微細な孔が形成された多孔質のフィルム状物となる。そして、この多孔質のフィルム状物により構成されるセパレータ原反を、スリット装置により所望の幅寸法の複数のセパレータにスリットする。スリットされた複数のセパレータは、スリット位置の下流側に配置されたローラで異なる方向に分離され、第1巻取ロールと第2巻取ロールとにそれぞれ巻き取られる(特許文献1:図2)。
しかしながら、上記特許文献1に記載のスリット装置のように、複数のセパレータの分離位置を、スリット位置よりも下流側のローラ上に設けると、スリット位置から分離位置までの距離が長くなり、スリット位置でスリットされた複数のセパレータをそのまま互いに隣接して搬送する距離が長くなる。このため、複数のセパレータのうちの1枚が蛇行することによって、隣接するセパレータに重なりながら搬送されるおそれが生じるという問題がある。
本発明の目的は、スリット後の複数のセパレータのうちの1枚が蛇行することによって、隣接するセパレータに重なりながら搬送されるおそれを抑制することができるセパレータ製造方法及びスリット方法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製造方法は、セパレータ原反の搬送方向に前記セパレータ原反をスリットして複数のセパレータを形成するスリット工程と、前記スリット工程でスリットされた前記複数のセパレータが最初に接するローラ上の周方向の異なる位置で、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とを前記ローラから離間する離間工程とを包含することを特徴とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係るスリット方法は、セパレータ原反の搬送方向に前記セパレータ原反をスリットして複数のセパレータを形成するスリット工程と、前記スリット工程でスリットされた前記複数のセパレータが最初に接するローラ上の周方向の異なる位置で、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とを前記ローラから離間する離間工程とを包含することを特徴とする。
本発明は、スリット後の複数のセパレータのうちの1枚が蛇行することによって、隣接するセパレータに重なりながら搬送されるおそれを抑制することができるセパレータ製造方法及びスリット方法を提供することができるという効果を奏する。
以下、本発明の実施の形態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、切断部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。
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。
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の移動が停止するため、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の移動は停止しない。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の移動が停止するため、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。
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等のフィラーを含む混合液を塗工してもよい。
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、塗工液中の固形分濃度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である耐熱セパレータ原反12b(以下単に「セパレータ原反12b」という)を製造できる(形成工程)。製造されたセパレータ原反12bは、円筒形状のコア53に巻き取られる。なお、以上の製造方法で製造される対象は、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12に対応するセパレータ原反である。
(スリット装置6の構成)
図4は、図1に示すリチウムイオン二次電池1に設けられたセパレータ12を製造するためのセパレータ原反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る。図5は、スリット装置6とセパレータ原反12b及びセパレータ12aとを示す平面図である。
図4は、図1に示すリチウムイオン二次電池1に設けられたセパレータ12を製造するためのセパレータ原反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る。図5は、スリット装置6とセパレータ原反12b及びセパレータ12aとを示す平面図である。
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61を備えている。巻出ローラ61には、セパレータ原反12bを巻きつけた円筒形状のコア53が嵌められている。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62・63・75・76を経由し、ローラ77へ例えば最大速度100m/分で搬送されて、ローラ77に巻き付けられる。
スリット装置6は、切断部7を備えている。切断部7は、セパレータ原反12bをローラ77に対応する位置でセパレータ原反12bの長手方向(搬送方向(MD:Machine Direction))にスリットして複数のセパレータ12aを形成する。
巻取ローラ69a・69b(第1及び第2捲回部)は、スリット装置6において互いに上下の位置関係となるように設けられている。
切断部7によりスリットされた複数のセパレータ12aのうちの奇数番目のセパレータ12a(複数のセパレータのうちの一部)と、偶数番目のセパレータ12a(複数のセパレータのうちの他の一部)とは、スリット後に最初に接するローラ77上の周方向の異なる位置でローラ77から離間されて異なる方向に搬送される。奇数番目のセパレータ12aは、ローラ65a・65bを経由して、巻取ローラ69aに嵌められた複数のコア81aへ巻き取られる。複数のコア81aのそれぞれは、奇数番目のセパレータ12aにそれぞれ対応している。偶数番目のセパレータ12aは、ローラ64a・64bから、巻取ローラ69bに嵌められた複数のコア81bへ巻き取られる。複数のコア81bのそれぞれは、偶数番目のセパレータ12aにそれぞれ対応している。セパレータ12aを上下に分離して巻き取ると、巻取ローラ69a・69bを上下に分けて配置できるので、前後に分けて配置するよりも設置面積を削減することができる。
なお、上記した例では、奇数番目のセパレータ12aを上側の巻取ローラ69aに巻き取り、偶数番目のセパレータ12aを下側の巻取ローラ69bに巻き取る例を示したが、本発明はこれに限定されない。奇数番目のセパレータ12aを下側の巻取ローラ69bに巻き取り、偶数番目のセパレータ12aを上側の巻取ローラ69aに巻き取ってもよい。
また、セパレータ12aを上下に分離して巻き取る例を示したが、本発明はこれに限定されない。セパレータ12aは、異なる方向に分離されて搬送されていればよく、図4に示すスリット装置6を90度回転させて、水平に設けられていた巻出ローラ61、ローラ62・63・75・76・77・64a・64b・65a・65b、及び、巻取ローラ69a・69bを、それぞれ垂直に設け、セパレータ12aを左右に分離して巻取ローラ69a・69bにそれぞれ巻き取るように構成してもよい。
図6(a)は図4に示されるスリット装置6の切断部7の構成を示す側面図であり、(b)はその正面図である。図6の(a)(b)に示されるように、切断部7は、ホルダー71と、刃72(スリット刃)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原反12bをスリットする。
(スリット位置及び離間位置)
図7(a)はセパレータ原反12bをスリットする位置及び離間位置を説明するための模式図であり、(b)は(a)に示す面AAに沿った断面図である。
図7(a)はセパレータ原反12bをスリットする位置及び離間位置を説明するための模式図であり、(b)は(a)に示す面AAに沿った断面図である。
本実施形態では、セパレータ原反12bがローラ77に巻き付けられた部位(接した部位)に対応する位置L1、位置L2、又は、位置L3において、矢印方向A1に沿って搬送されるセパレータ原反12bを切断部7の刃72(図6)によりスリットする。位置L2は、巻き付き始める瞬間の位置L7と巻き付き終わる瞬間の位置L6とを結ぶ直線の中点に対応するローラ77の周面上の中間点に相当する。セパレータ原反12bがローラ77に巻き付けられた部位では、セパレータ原反12bの裏面とローラ77の周面との間に発生する摩擦力により、セパレータ原反12bがシワ無く延ばされた状態になり、セパレータ原反12bを極めて安定にスリットすることができる。
セパレータ原反12bは、ローラ77に対応する位置でスリットすればよい。例えば、セパレータ原反12bがローラ77に巻き付けられておらず、宙に浮いた状態の位置L5において、セパレータ原反12bをスリットしてもよく、もしくは、セパレータ原反12bが巻き付き始める瞬間の位置L7、又は、巻き付き終わる瞬間の位置L6において、セパレータ原反12bをスリットしてもよい。
位置L5・L7・L3・L2・L1・L6でスリットされた複数のセパレータ12aの奇数番目と偶数番目とは、最初に接するローラ77上の周方向の異なる離間位置P2・P3で、ローラ77から離間する。位置L6でスリットされた複数のセパレータ12aの奇数番目は、当該複数のセパレータ12aの奇数番目の上流側の一端が、位置L6においてローラ77に接しており、従って、ローラ77は、当該複数のセパレータ12aの奇数番目が最初に接するローラに該当する。
ローラ77の周面には、切断部7の複数の刃72に対応する位置に溝77gがそれぞれ形成されている。ローラ77の直径は約80mmである。セパレータ原反12bの横断方向(TD:Transverse Direction)の幅は、例えば、300mm〜2000mであり、その厚みは、例えば、5μm〜30μmである。溝77gのピッチは例えば33mm〜300mmであり、溝77gの幅は例えば0.8mmであり、溝77gの深さは例えば5mmである。
ローラ77に対するセパレータ原反12b・複数のセパレータ12aの一部の巻付角度θ1は、セパレータ保持の安定性と、それによる予期せぬ方向へ裂けることの抑制の観点、及びセパレータに皺が生じることを防止する観点から60度以上であることが好ましい。セパレータ原反12b・複数のセパレータ12aの他の一部の巻付角度θ3は、切り屑等によるセパレータの汚染の抑制の観点、及びセパレータの搬送経路の取り回しの容易性の観点から、225度以下であることが好ましい。また、互いに隣り合う複数のセパレータ12a同士の干渉を避ける観点から、(θ3−θ1)は、15度以上であることが好ましい。これより、巻付角度θ1は、210度以下であることが好ましい。巻付角度θ3は、75度以上であることが好ましい。
図8は、ローラ77に接した部位でセパレータ原反をスリットするスリット装置6のスリット位置及び離間位置を説明するための模式図である。
図1及び図8を参照すると、ローラ77上のスリット位置P1においてセパレータ原反12bは切断部7の刃72により複数のセパレータ12aにスリットされる。複数のセパレータ12aのうちの奇数番目のセパレータ12a(複数のセパレータのうちの一部)は、ローラ77上の離間位置P2において、ローラ77及び偶数番目のセパレータ12aから離間されて、ローラ65a・65bを経由し、奇数番目のセパレータ12aに対応する巻取ローラ69aに嵌められた複数のコア81aにそれぞれ巻き取られる。複数のセパレータ12aのうちの偶数番目のセパレータ12a(複数のセパレータのうちの他の一部)は、ローラ77上の離間位置P3において、ローラ77から離間され、ローラ64a・64bを経由して、偶数番目のセパレータ12aに対応する巻取ローラ69bに嵌められた複数のコア81bにそれぞれ巻き取られる。
ローラ77の中心とスリット位置P1とを結ぶ直線と、ローラ77の中心と離間位置P2とを結ぶ直線とのなす角度θ2は約75度である。ローラ77の直径は80mmである。従って、スリット位置P1から離間位置P2までのローラ77上の距離は、80×π×(75/360)=52.3mmとなる。
セパレータ原反12bがローラ77に巻き付き始める開始位置P0からスリット位置P1までの巻付角度をθaとする。スリット位置P1から奇数番目のセパレータ12aが巻き付き終わる終了位置P2までの巻付角度をθb(=θ2)とする。分離位置P2から偶数番目のセパレータ12aが巻き付き終わる終了位置P3までの巻付角度をθcとする。
巻付角度θaは、上流側のセパレータ原反12bの振動がスリット位置に伝わることを抑制する観点から、30度以上であることが好ましい。巻付角度θaは、搬送経路の取り回しの容易性の観点から、135度以下であることが好ましい。巻付角度θbは、セパレータ12aの保持の安定性の観点、セパレータ12aを保持することにより、セパレータ12aが予期せぬ方向へ裂けることを抑制する観点、及び、下流側の奇数番目のセパレータ12aの振動がスリット位置に伝わることを抑制する観点から、30度以上であることが好ましい。巻付角度θcは、隣り合うセパレータ12a同士の干渉を抑制する観点から、15度以上であることが好ましい。巻付角度(θb+θc)は、搬送経路の取り回しの容易性の観点から、90度以下であることが好ましい。よって、巻付角度θbは、75度以下であることが好ましい。切り屑等によるセパレータ12aの汚染を抑制する観点、及び、搬送経路の取り回しの容易性の観点から、セパレータの巻付角度(θa+θb+θc)は、225度以下であることが好ましい。また、セパレータに皺が生じることを防止する観点から、巻付角度(θa+θb+θc)は、75度以上であることが好ましい。
なお、スリット位置P1がローラ77上にある例を示したが、本発明はこれに限定されない。スリット位置P1は、図7に示す位置L5のように、ローラ77の上流側においてローラ77から離間して宙に浮いた状態の位置であってもよい。
ローラ77の中心とスリット位置P1とを結ぶ直線と、ローラ77の中心と離間位置P3とを結ぶ直線とのなす角度θ4は約90度である。
スリット位置P1と離間位置P2・P3とを同一のローラ上に設けると、離間位置P2・P3をスリット位置P1のローラよりも下流側のローラ上に設けるよりもスリット位置P1から離間位置P2までの距離が短くなる。スリット位置P1から離間位置P2までの距離が短くなると、スリット位置P1でスリットされた複数のセパレータ12aをそのまま互いに隣接して搬送する距離が短くなる。従って、例えば、上記複数のセパレータ12aのうちの1枚が蛇行することによって、隣接するセパレータ12aに重なりながら搬送されるおそれを抑制することができる。
(耐熱層のスリット方法)
セパレータ原反12bの片面に耐熱層4(図3)が塗布されているときは、耐熱層4を裏にしてローラ77に接するように巻き付け、耐熱層4とは反対側から切断部7の刃72によりスリットすることが好ましい。耐熱層4側から刃72によりスリットすると、耐熱層4が剥がれるおそれがあるからである。すなわち、セパレータ原反12bの耐熱層4が形成されている面がローラ77に接するように、セパレータ原反12bをローラ77に巻き付け、かつ、セパレータ原反12bの耐熱層4が形成されていない面側に設けられた刃72によって、ローラ77上においてセパレータ原反12bをスリットすることが好ましい。
セパレータ原反12bの片面に耐熱層4(図3)が塗布されているときは、耐熱層4を裏にしてローラ77に接するように巻き付け、耐熱層4とは反対側から切断部7の刃72によりスリットすることが好ましい。耐熱層4側から刃72によりスリットすると、耐熱層4が剥がれるおそれがあるからである。すなわち、セパレータ原反12bの耐熱層4が形成されている面がローラ77に接するように、セパレータ原反12bをローラ77に巻き付け、かつ、セパレータ原反12bの耐熱層4が形成されていない面側に設けられた刃72によって、ローラ77上においてセパレータ原反12bをスリットすることが好ましい。
(上巻出し方式と下巻き出し方式)
コア53からの経路Uによる巻き出し方式を上巻出し方式といい、経路Lによる巻き出し方式を下巻き出し方式という。上巻出し方式及び上巻取り方式でスリットを実施すると、コア53に巻かれたセパレータ原反とコア81a・81bに巻かれたセパレータ(製品)との表裏は同じになるが、下巻出し方式及び上巻取り方式では、セパレータ(製品)は、コア53に巻かれたセパレータ原反の裏返しになってコア81a・81bに巻き取られることになる。
コア53からの経路Uによる巻き出し方式を上巻出し方式といい、経路Lによる巻き出し方式を下巻き出し方式という。上巻出し方式及び上巻取り方式でスリットを実施すると、コア53に巻かれたセパレータ原反とコア81a・81bに巻かれたセパレータ(製品)との表裏は同じになるが、下巻出し方式及び上巻取り方式では、セパレータ(製品)は、コア53に巻かれたセパレータ原反の裏返しになってコア81a・81bに巻き取られることになる。
〔まとめ〕
本発明の一態様に係るセパレータ製造方法は、セパレータ原反の搬送方向に前記セパレータ原反をスリットして複数のセパレータを形成するスリット工程と、前記スリット工程でスリットされた前記複数のセパレータが最初に接するローラ上の周方向の異なる位置で、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とを前記ローラから離間する離間工程とを包含する。
本発明の一態様に係るセパレータ製造方法は、セパレータ原反の搬送方向に前記セパレータ原反をスリットして複数のセパレータを形成するスリット工程と、前記スリット工程でスリットされた前記複数のセパレータが最初に接するローラ上の周方向の異なる位置で、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とを前記ローラから離間する離間工程とを包含する。
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。また、「セパレータ原反の搬送方向」とは、セパレータ原反の長手方向(MD、Machine Direction)に相当するものとし、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。
この特徴によれば、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とを前記ローラ上の周方向の異なる位置で前記ローラから離間するので、スリットされた複数のセパレータが最初に接するローラよりも下流側のローラ上に離間位置を設けるよりも、スリット位置から離間位置までの距離が短くなる。このため、スリット位置でスリットされた複数のセパレータをそのまま互いに隣接して搬送する距離が短くなる。従って、複数のセパレータのうちの1枚が蛇行することによって隣接するセパレータに重なりながら搬送されるおそれを抑制することができる。
本発明の一態様に係るセパレータ製造方法では、前記スリット工程は、前記セパレータ原反が前記ローラに接した部位で前記セパレータ原反をスリットすることが好ましい。
上記構成によれば、セパレータ原反がローラに接した部位でスリットすることにより、セパレータをローラに保持した状態でスリットすることになる。このため、スリット部位におけるセパレータの挙動が安定し、スリット部位に余計な力が作用することを抑制できるので、セパレータの予期しない方向に裂けが生じることを抑制することができる。
本発明の一態様に係るセパレータ製造方法では、前記スリット工程は、前記セパレータ原反に対して前記ローラの反対側に設けられたスリット刃によりスリットし、前記ローラは、前記スリット刃に対応する位置に形成された溝を有することが好ましい。
上記構成により、スリット刃に対応するローラの位置に溝が形成されているので、スリット刃の刃先がローラに接触することを回避することができ、刃先の摩耗及び切り屑の発生を抑制することができる。
本発明の一態様に係るセパレータ製造方法では、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とは、前記スリット工程によりスリットされた位置よりも下流側で前記ローラから離間されることが好ましい。
上記構成により、複数のセパレータの離間位置とセパレータ原反のスリット位置とを同じ位置にすると、スリット時に異なる方向に離間されるセパレータに振動による力が作用して、離間されるセパレータが不安定になり、セパレータが予期せぬ方向に裂ける危険性があるが、上記構成によりこの危険性を低減することができる。
本発明の一態様に係るセパレータ製造方法では、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とは、互いに上下の位置関係となるように設けられた第1及び第2捲回部によって、上下に分離して巻き取られることが好ましい。
本発明の一態様に係るセパレータ製造方法では、前記セパレータ原反の一方の面に耐熱層が形成されており、前記スリット工程では、前記セパレータ原反の前記一方の面が前記ローラに接し、かつ、前記セパレータ原反の前記耐熱層が形成されていない他方の面側に設けられたスリット刃により、前記セパレータ原反はスリットされることが好ましい。
本発明の一態様に係るスリット方法は、セパレータ原反の搬送方向に前記セパレータ原反をスリットして複数のセパレータを形成するスリット工程と、前記スリット工程でスリットされた前記複数のセパレータが最初に接するローラ上の周方向の異なる位置で、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とを前記ローラから離間する離間工程とを包含する。
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のセパレータ製造方法及びスリット方法に利用することができる。
4 耐熱層
6 スリット装置
7 切断部
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)
64 ローラ
69a・69b 巻取ローラ(第1及び第2捲回部)
72 刃(スリット刃)
77 ローラ
77g 溝
81 コア
6 スリット装置
7 切断部
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)
64 ローラ
69a・69b 巻取ローラ(第1及び第2捲回部)
72 刃(スリット刃)
77 ローラ
77g 溝
81 コア
Claims (9)
- セパレータ原反の搬送方向に前記セパレータ原反をスリットして複数のセパレータを形成するスリット工程と、
前記スリット工程でスリットされた前記複数のセパレータが最初に接する第1ローラ上の周方向の異なる位置で、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とを前記第1ローラから離間する離間工程とを包含し、
前記複数のセパレータのうちの一部が第2ローラを介して第1捲回部によって巻き取られ、
前記複数のセパレータのうちの他の一部が第3ローラを介して第2捲回部によって巻き取られることを特徴とするセパレータ製造方法。 - 前記スリット工程は、前記セパレータ原反が前記第1ローラに接した部位で前記セパレータ原反をスリットする請求項1に記載のセパレータ製造方法。
- 前記スリット工程は、前記セパレータ原反に対して前記第1ローラの反対側に設けられたスリット刃によりスリットし、
前記第1ローラは、前記スリット刃に対応する位置に形成された溝を有する請求項1に記載のセパレータ製造方法。 - 前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とは、前記スリット工程によりスリットされた位置よりも下流側で前記第1ローラから離間される請求項1に記載のセパレータ製造方法。
- 前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とは、互いに上下の位置関係となるように設けられた前記第1及び第2捲回部によって、上下に分離して巻き取られる請求項1に記載のセパレータ製造方法。
- 前記セパレータ原反の一方の面に耐熱層が形成されており、
前記スリット工程では、前記セパレータ原反の前記一方の面が前記第1ローラに接し、かつ、前記セパレータ原反の前記耐熱層が形成されていない他方の面側に設けられたスリット刃により、前記セパレータ原反はスリットされる請求項1に記載のセパレータ製造方法。 - セパレータ原反の搬送方向に前記セパレータ原反をスリットして複数のセパレータを形成するスリット工程と、
前記スリット工程でスリットされた前記複数のセパレータが最初に接する第1ローラ上の周方向の異なる位置で、前記複数のセパレータのうちの一部と他の一部とを前記第1ローラから離間する離間工程とを包含し、
前記複数のセパレータのうちの一部が第2ローラを介して第1捲回部によって巻き取られ、
前記複数のセパレータのうちの他の一部が第3ローラを介して第2捲回部によって巻き取られることを特徴とするスリット方法。 - 前記複数のセパレータのうちの一部を、スリット後に定められた巻付角だけ前記第1ローラに巻き付かせた状態で、前記複数のセパレータのうちの他の一部よりも先に前記第1ローラから離間させることを特徴とする請求項1に記載のセパレータ製造方法。
- 前記巻付角は、30°以上であることを特徴とする請求項8に記載のセパレータ製造方法。
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