JP5915442B2 - 電極シートの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、リチウムイオン電池に使用される電極シートの製造方法及び製造装置に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される帯状電極（電極シート）の製造方法が知られている。幅方向に塗工部と未塗工部を有する電極シートをプレスする際に、塗工部と未塗工部との間に伸び差が発生することがある。そこで、この製造方法では、その伸び差に起因する電極シートの湾曲を抑制するために、圧延後に電極シートの未塗工部に矯正ロールを圧接させて未塗工部に伸びを与えるようにしている。

特開２００３−１００２８６号公報

ところが、特許文献１に記載の製造方法では、電極シートをプレスした後、未塗工部に伸びを与えるので、電極シートの湾曲は抑制できるものの、塗工部と未塗工部の間に張力差が生じ、図４に示すように塗工部に隣接した未塗工部の部分にしわが発生することがあり、電極シートの品質を低下させるおそれがあった。未塗工部にしわが発生した場合には、未塗工部に対して熱処理やプレス等の加工を後工程で別途行わなければならず、工数や手間が増えることになった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、プレス後の塗工部に隣接する未塗工部にしわが発生することを防止できる電極シートの製造方法及び製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、幅方向に塗工部と未塗工部を有する電極シートの製造方法であって、電極シートの全体に長手方向の張りが与えられた状態で電極シートの幅方向の張力を均一化するように塗工部のみをプレスし、プレスされた塗工部の長手方向の張力が予め設定された値となるように、プレスされた塗工部のみに長手方向の張りを更に与えることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、プレスされた塗工部の長手方向の張力が予め設定された値となるように、プレスされた塗工部のみに長手方向の張りを更に与えるので、プレスされた塗工部と未塗工部との間の張力差を小さくすることが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、幅方向に塗工部と未塗工部を有する電極シートの製造装置であって、電極シートの全体に長手方向の張りが与えられた状態で電極シートの幅方向の張力を均一化するように塗工部のみをプレスするためのプレスロールと、プレスされた塗工部のみに長手方向の張りを更に与えるための矯正ロールとを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、電極シートの全体に長手方向の張りが与えられた状態で電極シートの幅方向の張力を均一化するように塗工部のみをプレスロールによりプレスすることにより、塗工部の幅方向の張力が調整され、未塗工部の幅方向の張力と均一化される。ここで、プレスされた塗工部のみに矯正ロールにより長手方向の張りが更に与えられるので、プレスされた塗工部の長手方向の張力が調整される。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、プレスされた塗工部のみの長手方向の張力を測定するための張力測定手段と、張力測定手段により測定される張力が予め設定された値となるように矯正ロールを制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、張力測定手段により測定される張力が予め設定された値となるように制御手段により矯正ロールが制御されるので、プレスされた塗工部に長手方向の張りが設定値に応じて正確に与えられる。

請求項１に記載の発明によれば、プレス後の塗工部に隣接する未塗工部におけるしわの発生を抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、プレス後の塗工部に隣接する未塗工部におけるしわの発生を抑えることができる。

請求項３に記載の発明によれば、プレス後の塗工部に隣接する未塗工部におけるしわの発生をより正確に再現性をもって抑えることができる。

一実施形態に係り、電極シートの製造装置の概略を示す平面図。 同実施形態に係り、同じく製造装置の概略を示す側面図。 同実施形態に係り、製造装置の作用を示す平面図。 従来例に係り、電極シートの一部を示す平面図。

以下、本発明における電極シートの製造方法及び製造装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態における電極シートの製造装置の概略を平面図により示す。図２に、同じく製造装置の概略を側面図により示す。図１及び図２に示すように、電極シート１は、幅方向に塗工部２と未塗工部３を有する。未塗工部３よりも幅広な塗工部２は、電極シート１の中央に位置し、その塗工部２の両脇に未塗工部３が塗工部２と平行に配置される。電極シート１は、図示しない搬送ロールにより、全体に長手方向の張りが与えられながら搬送方向Ｆ１へ巻き取り搬送されるようになっている。

この製造装置は、電極シート１の全体に長手方向（搬送方向Ｆ１と同じ方向）の張りが与えられた状態で塗工部２をプレスするためのプレスロール１１と、プレスされた直後の塗工部２に長手方向の張りを更に与えるための矯正ロール１２と、プレスされた塗工部２の長手方向の張力を測定するための本発明の張力測定手段としての張力センサ１３と、張力センサ１３により測定される張力が予め設定された値となるように矯正ロール１２を制御するための本発明の制御手段としてのコントローラ１４とを備える。

プレスロール１１と矯正ロール１２は、それぞれサーボモータ１６，１７により回転駆動されるように構成される。張力センサ１３は、ローラ式のセンサであり、ローラ１８に掛かる電極シート１の張力を測定するように構成される。サーボモータ１７と張力センサ１３は、コントローラ１４に接続される。コントローラ１４は、張力センサ１３の測定値に基づきサーボモータ１７をフィードバック制御することにより、矯正ロール１２がプレスされた塗工部２に与える長手方向の張りを制御するように構成される。この実施形態では、プレスされた塗工部２の長手方向の張力が「９０〜１００（Ｎ）」の範囲の値となるように、コントローラ１４がサーボモータ１７の回転速度を制御するように構成される。

次に、上記製造装置を使用した電極シートの製造方法について説明する。図３に、製造装置の作用を平面図により示す。この製造装置では、電極シート１の全体に長手方向の張りを与えながら電極シート１の幅方向の張力を均一化するようにプレスロール１１により塗工部２をプレスする。そして、プレスされた塗工部２の長手方向の張力を矯正ロール１２により制御する。この長手方向の張力制御は、プレスされた塗工部２の長手方向の張力が予め設定された値となるように、プレスされた塗工部２に矯正ロール１２により長手方向の張りを更に与えることにより行われる。

図３に示すように、この実施形態では、プレス前の塗工部２の張力Ｔ１が「４５（Ｎ）」で、未塗工部３の張力Ｔ２が「１００（Ｎ）」のとき、プレス後の塗工部２の張力Ｔ３が「９０〜１００（Ｎ）」となるように、コントローラ１４がサーボモータ１７を制御することにより矯正ロール１２の回転速度を制御するようになっている。

上記製造方法の結果、未塗工部３のしわが抑制された。プレスされた塗工部２に与えられる長手方向の制御された張力Ｔ３が「９０（Ｎ）」未満となる場合、この制御張力Ｔ３の値が小さくなるほど未塗工部３にしわが強く現れる傾向があった。この制御張力Ｔ３の値は、できる限り未塗工部３の張力Ｔ２に近いことが望ましい。

以上説明したこの実施形態における電極シートの製造方法によれば、プレスされた塗工部２の長手方向の張力Ｔ３が制御するので、プレスされた塗工部２と未塗工部３との間の張力差を小さくすることが可能となる。このため、プレスされた塗工部２と未塗工部３をほぼ同じ張力で長手方向へ張りを与えることができ、未塗工部３に対して熱処理やプレス等の加工を後工程で別途行うことなく、プレス後の塗工部２に隣接する未塗工部３におけるしわの発生を抑えることができる。

この実施形態では、プレスされた塗工部２の長手方向の張力Ｔ３が予め設定された値となるように、プレスされた塗工部２に長手方向の張りが更に与えられるので、プレスされた塗工部２と未塗工部３との間の張力差を正確に小さくすることが可能となる。この意味で、プレス後の塗工部２に隣接する未塗工部３におけるしわの発生をより正確に再現性をもって抑えることができる。

この実施形態における電極シートの製造装置によれば、電極シート１の全体に長手方向の張りが与えられた状態で、電極シート１の塗工部２をプレスロール１１によりプレスすることにより、塗工部２の幅方向の張力が調整され、未塗工部３の幅方向の張力と均一化される。ここで、プレスされた塗工部２に矯正ロール１２により長手方向の張りを更に与えることにより、プレスされた塗工部２の長手方向の張力Ｔ３が調整される。従って、プレスされた塗工部２と未塗工部３との間の張力差を小さくすることが可能となる。この結果、プレスされた塗工部２と未塗工部３をほぼ同じ張力で長手方向へ張りを与えることができ、未塗工部３に対して熱処理やプレス等の加工を後工程で別途行うことなく、プレス後の塗工部２に隣接する未塗工部３におけるしわの発生を抑えることができる。

この実施形態では、張力センサ１３により測定される張力が予め設定された値となるようにコントローラ１４により矯正ロール１２が制御される。従って、プレスされた塗工部２に長手方向の張りが設定値に応じて正確に与えられる。よって、プレスされた塗工部２と未塗工部３との間の張力差を正確に小さくすることができる。この意味で、プレス後の塗工部２に隣接する未塗工部３におけるしわの発生をより正確に再現性をもって抑えることができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

例えば、前記実施形態では、プレスされた塗工部２の長手方向の張力Ｔ３を、張力センサ１３により測定値に基づいて制御するように構成したが、張力センサを使用することなく、プレスされた塗工部の長手方向の張力を制御することもできる。

この発明は、リチウムイオン電池に使用される電極シートの製造に利用することができる。

１ 電極シート
２ 塗工部
３ 未塗工部
１１ プレスロール
１２ 矯正ロール
１３ 張力センサ（張力測定手段）
１４ コントローラ（制御手段）

Claims (3)

1. 幅方向に塗工部と未塗工部を有する電極シートの製造方法であって、
   前記電極シートの全体に長手方向の張りが与えられた状態で前記電極シートの幅方向の張力を均一化するように前記塗工部のみをプレスし、前記プレスされた塗工部の長手方向の張力が予め設定された値となるように、前記プレスされた塗工部のみに前記長手方向の張りを更に与えることを特徴とする電極シートの製造方法。
2. 幅方向に塗工部と未塗工部を有する電極シートの製造装置であって、
   前記電極シートの全体に長手方向の張りが与えられた状態で前記電極シートの幅方向の張力を均一化するように前記塗工部のみをプレスするためのプレスロールと、
   前記プレスされた塗工部のみに長手方向の張りを更に与えるための矯正ロールと
   を備えたことを特徴とする電極シートの製造装置。
3. 前記プレスされた塗工部のみの長手方向の張力を測定するための張力測定手段と、
   前記張力測定手段により測定される張力が予め設定された値となるように前記矯正ロールを制御するための制御手段と
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電極シートの製造装置。
   

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