JP6531293B2 - Sheet cutting apparatus, sheet cutting method, and method of manufacturing battery electrode - Google Patents
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Description
本発明は、レーザを用いたシート切断装置に関し、シートの切断において発生する粉塵を効率的に集塵するシート切断装置、シート切断方法および電池電極の製造方法に関する。 The present invention relates to a sheet cutting apparatus using a laser, and more particularly, to a sheet cutting apparatus for efficiently collecting dust generated in cutting a sheet, a sheet cutting method, and a method of manufacturing a battery electrode.
従来より、レーザ発振器から発振され集光したレーザ光を、加工ヘッド先端からワークに向けて照射し、そのレーザ光によってワークを切断するレーザ加工装置が提案されている。このレーザ加工装置は、そのレーザ光の優れた性質により、アルミシートや非金属、超硬合金、ステンレス鋼等の金属の孔開け、各種金属、セラミックス等の切断加工に広く採用されている。 Conventionally, there has been proposed a laser processing apparatus which irradiates a laser beam oscillated and collected from a laser oscillator toward a work from a tip of a processing head and cuts the work with the laser light. This laser processing apparatus is widely adopted for the drilling of aluminum sheets, metals such as nonmetals, cemented carbides and stainless steels, cutting of various metals, ceramics, etc. due to the excellent properties of the laser light.
しかしながら、上記の従来のレーザ加工装置では、切断時の切断片が粉塵となり、飛散する。特に、活物質層を有する電極シートを切断する場合には、飛散した粉塵が切断して個片化された電極の活物質層に付着することによって、電極とセパレーターとで構成されるエレメント形成後に、電極の活物質層に付着した粉塵がセパレーターを傷つけたり、電極間のショートを引き起こすといった不具合が発生する可能性があるという問題があった。例えば、リチウムイオン電池などの二次電池の電極(正極、負極)は、金属の長尺状の薄膜シートの表面に電極活物質を塗布して活物質層を有する長尺状の電極シートを所望の大きさに切断するようにして製造される。しかしながら、この切断工程においては、切断時に発生し飛散した粉塵が活物質層に付着する恐れがある。また、製造された電極は正極と負極とをセパレーターを介して対向するよう配置された状態で積層されることで電池エレメントが形成されるが、この電池エレメント形成後、電極に粉塵が付着したままになっていると、粉塵がセパレーターを傷つけたり、電極間のショートを引き起こすといった不具合が発生する可能性があるという問題があった。 However, in the above-mentioned conventional laser processing apparatus, the cut pieces at the time of cutting become dust and scatter. In particular, in the case of cutting the electrode sheet having the active material layer, the scattered dust is cut and attached to the active material layer of the separated electrode, so that the element formed of the electrode and the separator is formed. The dust attached to the active material layer of the electrode may damage the separator or cause a short circuit between the electrodes. For example, the electrode (positive electrode, negative electrode) of a secondary battery such as a lithium ion battery is preferably a long electrode sheet having an active material layer by applying an electrode active material on the surface of a long metal thin film sheet It is manufactured to be cut to the size of. However, in this cutting step, there is a risk that dust generated and scattered during cutting may adhere to the active material layer. In addition, the battery element is formed by laminating the manufactured electrode in a state where the positive electrode and the negative electrode are disposed to face each other with the separator interposed therebetween, but after the battery element is formed, dust remains attached to the electrode In such a case, there is a problem that dust may damage the separator or cause a short circuit between the electrodes.
また、飛散した粉塵がレーザヘッドやヘッドの駆動機構系に付着することによって、光路を覆ったり、駆動機構系の動作不良を発生させる可能性があるという問題があった。 In addition, the scattered dust adheres to the laser head and the drive mechanism system of the head, and thus there is a problem that the light path may be covered or malfunction of the drive mechanism system may occur.
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、シートの切断において発生する粉塵を効率的に集塵するシート切断装置、シート切断方法および電池電極の製造方法を提供することを目的とする。 Then, this invention is made in view of the above-mentioned subject, and provides the sheet cutting device, the sheet cutting method, and the manufacturing method of a battery electrode which collect dust generated efficiently in the cutting of a sheet efficiently. To aim.
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。 The present invention proposes the following matters in order to solve the above-mentioned problems. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached and demonstrated, it is not limited to this.
(1)本発明は、レーザ光を照射し、活物質層を有する帯状の電極シートを電極シート片に切断するシート切断装置であって、搬送面上の前記帯状の電極シートを搬送する搬送手段と、移動可能に取り付けられ、前記搬送手段により搬送される前記搬送面上の前記電極シートに対して前記レーザ光を照射する加工ヘッドと、を備え、前記加工ヘッドが可動する位置において、前記電極シートが搬送される搬送面には、鋸刃状の空隙部が形成され、前記空隙部において前記電極シートの切断において発生する粉塵を吸引する吸引手段を備えたことを特徴とするシート切断装置を提案している。 (1) The present invention is a sheet cutting apparatus which irradiates a laser beam and cuts a strip-like electrode sheet having an active material layer into electrode sheet pieces, and transport means for transporting the strip-like electrode sheet on the transport surface And a processing head which is movably attached and which irradiates the laser beam to the electrode sheet on the transport surface transported by the transport means, the electrode at a position where the processing head is movable A sheet cutting device characterized in that a saw blade-like gap is formed on a transport surface on which the sheet is transported, and suction means for sucking dust generated in the cutting of the electrode sheet in the gap is provided. is suggesting.
この発明によれば、搬送手段が搬送面上の帯状の電極シートを搬送する。また、移動可能に取り付けられ、搬送手段により搬送される搬送面上の電極シートに対してレーザ光を照射する加工ヘッドが可動する位置において、電極シートが搬送される搬送面に、鋸刃状の空隙部が形成され、吸引手段が、空隙部において電極シートの切断において発生する粉塵を吸引する。つまり、加工ヘッドが可動する位置において、電極シートが搬送される搬送面に、鋸刃状の空隙部が形成されているため、帯状のシートの搬送を阻害することがない。また、吸引手段が、空隙部において電極シートの切断に発生する粉塵を吸引することから帯状のシートの切断において発生する粉塵を効率よく吸引することができる。 According to the present invention, the transport means transports the strip-shaped electrode sheet on the transport surface. In addition, at a position where the processing head which is movably attached and which emits a laser beam to the electrode sheet on the transport surface transported by the transport means is movable, the transport surface on which the electrode sheet is transported A void is formed, and the suction means sucks dust generated in cutting of the electrode sheet in the void. That is, at the position where the processing head is movable, since the sawtooth-like gap is formed on the conveyance surface on which the electrode sheet is conveyed, the conveyance of the band-like sheet is not hindered. Further, since the suction means sucks the dust generated in the cutting of the electrode sheet in the void portion, the dust generated in the cutting of the belt-like sheet can be suctioned efficiently.
(2)本発明は、(1)のシート切断装置について、前記空隙部が、鋸刃状の部材を同じ高さで対向させて形成されていることを特徴とするシート切断装置を提案している。 (2) The present invention proposes the sheet cutting device according to (1), wherein the gap portion is formed by facing the saw blade-like members at the same height. There is.
この発明によれば、空隙部が、鋸刃状の部材を同じ高さで対向させて形成されている。つまり、対向する2つの鋸刃状の部材を用いて、空隙部を形成した場合であっても、その空隙部の高さが、搬送面に対してフラットであるため、帯状のシートの搬送を阻害しない。また、レーザ光が常に、シート面に垂直に照射されることから、切断加工精度を均一に保持することができる。 According to the present invention, the gap portion is formed by facing the saw blade-like members at the same height. That is, even when the gap is formed by using two opposing saw-tooth-shaped members, the height of the gap is flat with respect to the transport surface, so that the belt-like sheet is transported It does not inhibit. In addition, since the laser light is always emitted perpendicularly to the sheet surface, the cutting and processing accuracy can be maintained uniformly.
(3)本発明は、(1)または(2)のシート切断装置について、前記空隙部が、前記レーザ光の移動領域を含むように形成されていることを特徴とするシート切断装置を提案している。 (3) The present invention proposes the sheet cutting device according to (1) or (2), wherein the void portion is formed so as to include the moving region of the laser beam. ing.
この発明によれば、空隙部が、レーザ光の移動領域を含むように形成されている。したがって、シートの切断箇所の直下が空隙をなっているため、切断時に発生する粉塵を効率的に集塵することができる。 According to the present invention, the void portion is formed to include the moving region of the laser beam. Therefore, since a space is formed immediately below the cut portion of the sheet, dust generated at the time of cutting can be efficiently collected.
(4)本発明は、(3)のシート切断装置について、前記レーザ光は前記電極シートの搬送方向と直交する方向に直線的に移動することを特徴とするシート切断装置を提案している。 (4) The present invention proposes the sheet cutting device according to (3), wherein the laser beam linearly moves in a direction orthogonal to the transport direction of the electrode sheet.
この発明によれば、レーザ光は電極シートの搬送方向と直交する方向に直線的に移動し、移動の領域がレーザ光の移動領域に含まれることから、切断時に発生する粉塵を効率的に集塵することができる。 According to the present invention, the laser light linearly moves in the direction orthogonal to the transport direction of the electrode sheet, and the moving area is included in the moving area of the laser light, so dust generated at the time of cutting is efficiently collected. It can dust.
(5)本発明は、(1)から(4)のシート切断装置について、前記鋸刃状の空隙部は、前記電極シートの搬送方向と直交する方向に延在するよう設けられ、当該空隙部の当該延在方向の長さは、前記電極シートにおける前記搬送方向と直交する方向の長さより長いことを特徴とするシート切断装置を提案している。 (5) In the sheet cutting device according to (1) to (4) of the present invention, the saw blade-shaped gap portion is provided to extend in a direction orthogonal to the transport direction of the electrode sheet In the sheet cutting device, the length in the extending direction of the sheet is longer than the length in the direction orthogonal to the transport direction of the electrode sheet.
この発明によれば、鋸刃状の空隙部は、電極シートの搬送方向と直交する方向に延在するよう設けられ、空隙部の延在方向の長さは、電極シートにおける搬送方向と直交する方向の長さより長い。つまり、電極シートの搬送方向と直交する方向の電極シートの長さよりも長い空隙部を設けたことから、電極シートの端部に発生する粉塵も確実に吸引回収することができる。 According to the present invention, the saw blade-like gap portion is provided to extend in the direction orthogonal to the transport direction of the electrode sheet, and the length in the extension direction of the gap portion is orthogonal to the transport direction in the electrode sheet Longer than the direction length. That is, since the void portion longer than the length of the electrode sheet in the direction orthogonal to the transport direction of the electrode sheet is provided, the dust generated at the end portion of the electrode sheet can be reliably suctioned and recovered.
(6)本発明は、活物質層を有する帯状の電極シートを搬送し、加工ヘッドから前記電極シートに対してレーザ光を照射することにより、帯状の電極シートを電極シート片に切断するシート切断方法であって、前記加工ヘッドが可動する位置において、前記電極シートが搬送される搬送面に鋸刃状の空隙部が形成され、前記電極シートが空隙部上を通過するよう搬送されるとともに、前記電極シートの切断において発生する粉塵を前記空隙部において吸引することを特徴とするシート切断方法を提案している。 (6) The present invention transports a strip-shaped electrode sheet having an active material layer, and cuts the strip-shaped electrode sheet into electrode sheet pieces by irradiating the electrode sheet with laser light from the processing head. In the method, at the position where the processing head is movable, a sawtooth-shaped air gap is formed in a conveyance surface on which the electrode sheet is conveyed, and the electrode sheet is conveyed so as to pass over the air gap. The sheet cutting method is characterized in that dust generated in cutting of the electrode sheet is suctioned in the void portion.
この発明によれば、加工ヘッドが可動する位置において、電極シートが搬送される搬送面に鋸刃状の空隙部が形成され、電極シートが空隙部上を通過するよう搬送されるとともに、空隙部における電極シートの切断時に発生する粉塵を吸引する。したがって、帯状のシートの搬送を阻害することなく、帯状のシートの切断において発生する粉塵を効率よく吸引することができる。 According to the present invention, at the position where the processing head is movable, a sawtooth-shaped air gap is formed on the conveyance surface on which the electrode sheet is conveyed, and the electrode sheet is conveyed so as to pass over the air gap. Suction the dust generated at the time of cutting the electrode sheet. Therefore, dust generated in the cutting of the belt-like sheet can be efficiently sucked without inhibiting the conveyance of the belt-like sheet.
(7)本発明は、電池電極を製造するために、活物質層を有する帯状の電極シートを搬送し、加工ヘッドから前記電極シートに対してレーザ光を照射することによって帯状の電極シートを電極シート片に切断し、切断した前記電極シート片を搬送する電池電極の製造方法であって、前記加工ヘッドが可動する位置において、前記電極シートが搬送される搬送面に鋸刃状の空隙部が形成され、前記空隙部上を通過するよう前記電極シートを搬送し、前記空隙部において前記加工ヘッドからレーザ光を照射して前記電極シートを切断するとともに該切断において発生する粉塵を吸引し、前記電極シートを切断して得られる電極シート片を搬送すること、を特徴とする電池電極の製造方法を提案している。 (7) The present invention transports a strip-like electrode sheet having an active material layer in order to manufacture a battery electrode, and applies a laser beam to the electrode sheet from a processing head to form a strip-like electrode sheet It is a manufacturing method of a battery electrode which conveys the cut said electrode sheet piece cut into a sheet piece, and the position where a processing head is movable WHEREIN: A sawtooth-like gap part is in the conveyance surface where the electrode sheet is conveyed The electrode sheet is conveyed so as to pass over the void portion, and a laser beam is irradiated from the processing head in the void portion to cut the electrode sheet and suction the dust generated in the cutting, A method of manufacturing a battery electrode is proposed, which comprises conveying an electrode sheet piece obtained by cutting the electrode sheet.
この発明によれば、加工ヘッドが可動する位置において、電極シートが搬送される搬送面に鋸刃状の空隙部が形成され、空隙部上を通過するよう電極シートを搬送し、空隙部において、加工ヘッドからレーザ光を照射して、電極シートを切断するとともに切断において発生する粉塵を吸引し、電極シートを切断して得られる電極シート片を搬送する。そのため、帯状のシートの搬送を阻害することなく、帯状のシートの切断において発生する粉塵を効率よく吸引することができるとともに、切断することによって得られた電極シートを次工程で取り扱いしやすい姿勢で搬送することができる。 According to the present invention, at the position where the processing head is movable, a sawtooth-shaped gap is formed on the transport surface on which the electrode sheet is transported, and the electrode sheet is transported so as to pass over the gap. A laser beam is irradiated from the processing head to cut the electrode sheet and suck dust generated in the cutting, and cut the electrode sheet to convey the electrode sheet piece obtained. Therefore, it is possible to efficiently attract dust generated in the cutting of the belt-like sheet without obstructing the transportation of the belt-like sheet, and in a posture in which the electrode sheet obtained by cutting can be easily handled in the next step. It can be transported.
本発明によれば、加工ヘッドが可動する位置であって、帯状電極シートの搬送面に鋸刃状の空隙部を形成し、空隙部が、帯状電極シートの切断において発生する粉塵を吸引する。このため、帯状電極シートの搬送を阻害することなく、集塵効率を高めることができるという効果がある。これにより、飛散した粉塵が活物質層に付着することによって、エレメント形成後にセパレーターを傷つけたり、電極間のショートを引き起こすといった品質上の問題を防止するとともに、飛散した粉塵がレーザヘッドやヘッドの駆動機構系に付着することによって、光路を覆うことや駆動機構系の動作不良を防止することができる。 According to the present invention, at the position where the processing head is movable, a sawtooth-like void is formed in the conveyance surface of the strip-like electrode sheet, and the void sucks dust generated in cutting the strip-like electrode sheet. For this reason, there is an effect that the dust collection efficiency can be enhanced without inhibiting the conveyance of the strip electrode sheet. As a result, the scattered dust adheres to the active material layer, thereby preventing quality problems such as damaging the separator after element formation or causing a short between electrodes, and the scattered dust drives the laser head and the head. By adhering to the mechanism system, it is possible to prevent the optical path from being covered and malfunction of the drive mechanism system.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail using the drawings.
In addition, the component in this embodiment can be suitably substituted with the existing component etc., and various variations including combinations with other existing components are possible. Therefore, the description of the present embodiment does not limit the contents of the invention described in the claims.
<実施形態>
図1から図8を用いて、本実施形態について説明する。
Embodiment
The present embodiment will be described using FIGS. 1 to 8.
<電極シート切断工程>
図1を用いて、本実施形態に係る電極シート切断工程について説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る電極シート切断工程は、開口部2Aを有する搬送路2とシート切断装置100とからなり、搬送路2上を電極シート1が搬送される。なお、図1では、電極シート切断加工前の様子を左図に、電極シート切断加工時の様子を右図に示している。
<Electrode sheet cutting process>
The electrode sheet cutting process according to the present embodiment will be described using FIG. 1.
As shown in FIG. 1, the electrode sheet cutting process according to the present embodiment includes a conveyance path 2 having an
電極シート1は、例えば、活物質層1Aと未塗工層1Bとからなる電極シートである。この電極シートは、ベースの電極シートの一部に活物質層1Aが設けられた、例えば、電池の電極シートのようなものでもよいし、ベースのシートに、活物質層1Aが設けられた別のシートを貼り合わせたもの等でもよい。
The electrode sheet 1 is, for example, an electrode sheet including an
搬送路2は、電極シート1の吸着性に優れた素材により構成されたコンベア形式のものであってもよいし、電極シート1の吸着性に優れた素材により構成されたローラで搬送する形式のもの等であってもよい。 The transport path 2 may be a conveyor type that is made of a material that is excellent in the adsorptivity of the electrode sheet 1 or can be transported by a roller that is made of a material that is excellent in the adsorptivity of the electrode sheet 1 Or the like.
電極シート1は、搬送路2上を搬送される。後述する制御部により、電極シートの切断箇所が搬送路2の開口部2Aに対して、所定の位置に達したときに、電極シート1の搬送を停止し、開口部2A上であり、かつ、電極シート1の搬送方向と垂直な方向にシート切断装置100を所定の速度で移動させることにより、電極シート1は切断され、電極シート片となる。
The electrode sheet 1 is conveyed on the conveyance path 2. When the cut position of the electrode sheet reaches a predetermined position with respect to the
なお、電極シート1を切断するために、シート切断装置100を可動させるタイミングは、例えば、最初に電極シート1を投入する場合には、図示しない搬送路2両端に設けられたセンサにより、電極シート端の位置を測定し、搬送速度からのタイムカウントにより決定する。また、それ以降については、タイムカウントにより、搬送距離を判定し、シート切断装置100の可動切断タイミングを生成するようにすればよい。また、電極シート1が所定の位置に達したときに、電極シート1の搬送を停止し、これをトリガにシート切断装置100を可動させるようにしてもよい。
When the
また、開口部2Aの構成については、後述する。
The configuration of the
<シート切断装置の電気的構成>
図2を用いて、本実施形態に係るシート切断装置の電気的構成について説明する。
<Electric Configuration of Sheet Cutting Device>
The electrical configuration of the sheet cutting device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図2に示すように、本実施形態に係るシート切断装置100は、加工部110と、可動部120と、集塵部130と、制御部140とから構成されている。
As shown in FIG. 2, the
加工部110は、電極シート1に対して、レーザ光を照射し、切断する加工ヘッドと、この加工ヘッドを収納する収納ケースから構成されている。加工部110は、制御部140からの制御信号により、レーザ光を電極シート1に対して照射する。
The
可動部120は、加工部110を開口部2A上であり、かつ、電極シート1の搬送方向と垂直な方向に移動させる。このときの移動速度、移動時間は、制御部140からの制御信号による。可動部120の機構的な構成としては、特に、限定されるものではなく、例えば、レールの上をモータ駆動により移動するような形式のものでもよい。
The
集塵部130は、搬送路2に設けられた開口部2Aの下部近傍に設けられ、電極シート切断において発生する粉塵を含む空気を排気するダクトにより構成される。
The
制御部140は、例えば、記憶手段としてROM(Read Only Memory)を有し、このROM内に予め格納された制御プログラムにしたがって、シート切断装置全体の動作を制御する。例えば、搬送部20に設けられたセンサ等から搬送速度や電極シートの位置を検出し、可動部120の可動タイミングを生成して制御を行なう。また、加工部110に設けられたセンサから、レーザ光の照射開始タイミングや照射停止タイミングを生成して制御を行なう。また、加工部110に設けられたセンサから、集塵部130の起動タイミング、停止タイミングを生成して制御を行なう。
The
<開口部の機構的構成>
図3から図7を用いて、本実施形態に係る開口部の機構的構成について説明する。
<Mechanical structure of the opening>
The mechanical configuration of the opening according to the present embodiment will be described using FIGS. 3 to 7.
図3は、搬送路2を上から見た場合の図であり、電極シートは上流側搬送路側から下流側搬送路の方向に搬送されることとなる。本実施形態のように、電極シート切断箇所にあたる電極シート下面に開口部2Aを設けて、電極シートの切断において発生する粉塵を集塵する場合、集塵効率を高めるために、粉塵が通過する面積をできる限り広くすることが好ましい。例えば、図3(B)に示すように、開口部2Aの空隙は、できるだけ広いことが望ましい。しかし、一方で、開口部2Aの空隙をあまり広くすると、図4に示すように、搬送される電極シートがこの空隙に落ち込み、正しい搬送ができないという問題も生ずる。
FIG. 3 is a view of the transport path 2 as viewed from above, and the electrode sheet is transported from the upstream transport path side toward the downstream transport path. As in the present embodiment, when the
上述の課題を解決するためには、図3(A)に示すように、開口部2Aの空隙を広くしすぎないこと、および開口部2Aの開口面積をできるだけ広く確保することが必要となる。しかしながら、開口面積を狭くし過ぎると集塵効率が充分得られない。
In order to solve the above-mentioned problems, as shown in FIG. 3A, it is necessary not to make the gap of the
そこで、本発明では、図5に示すように、開口部2Aの形状を鋸刃状に形成している。
これにより、加工ヘッドが可動する位置において、電極シートが搬送される搬送面に、鋸刃状の空隙が形成されているため、帯状電極シートの搬送を阻害することがない。また、吸引手段が、空隙において電極シートの切断において発生する粉塵を(加工ヘッドとは反対の方向へ)吸引することから帯状電極シートの切断において発生する粉塵を効率よく吸引することができる。この吸引は常時吸引するような構成であってもよいし、制御部140により電極シートの切断時とその前後それぞれ所定時間に吸引を行うようにしてもよい。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 5, the shape of the
Thereby, at the position where the processing head is movable, since the sawtooth-like gap is formed on the conveyance surface on which the electrode sheet is conveyed, the conveyance of the strip-like electrode sheet is not hindered. In addition, since the suction means sucks the dust generated in the cutting of the electrode sheet in the gap (in the direction opposite to the processing head), the dust generated in the cutting of the strip electrode sheet can be suctioned efficiently. The suction may be always performed, or may be performed by the
また、開口部2Aの空隙は、レーザ光の移動領域を含むように形成されている。これにより、電極シートの切断箇所の直下が空隙をなっているため、切断において発生する粉塵を効率的に集塵することができる。
Further, the air gap of the
また、レーザ光は電極シートの搬送方向と直交する方向に直線的に移動する。そのため、切断において発生する粉塵を効率的に集塵することができる。 Further, the laser light linearly moves in the direction orthogonal to the transport direction of the electrode sheet. Therefore, dust generated in cutting can be collected efficiently.
また、鋸刃状の空隙は、電極シートの搬送方向と直交する方向に延在するよう設けられ、この空隙の延在方向の長さは、電極シートにおける搬送方向と直交する方向の長さより長い。そのため、電極シートの搬送方向と直交する方向の電極シートの長さよりも長い空隙部を設けたことから、電極シートの端部に発生する粉塵も確実に吸引回収することができる。 Further, the sawtooth-shaped air gap is provided to extend in a direction orthogonal to the conveyance direction of the electrode sheet, and the length in the extension direction of the air gap is longer than the length in the direction orthogonal to the conveyance direction in the electrode sheet . Therefore, since the void portion longer than the length of the electrode sheet in the direction orthogonal to the transport direction of the electrode sheet is provided, the dust generated at the end portion of the electrode sheet can be reliably suctioned and recovered.
なお、鋸刃状の空隙は、図5に示すように、鋸刃の一方の側の山と他方の側の谷が対向するように形成され、鋸刃の山と谷との間隔(o=p=q)は、レーザ光の移動領域よりも大きい。また、一方の鋸刃の山と、もう一方の鋸刃の谷(あるいは、一方の鋸刃の谷と、もう一方の鋸刃の山)との間隔W1は、レーザ光の移動領域よりもわずかに大きくすることが好ましい。これは、実証実験の結果、レーザ光により電極シートを切断した場合に、レーザ光の移動に伴って、電極シートを順次切断していくと、レーザ光が位置していた部分に粉塵が集まりやすいとの知見を得たためであり、上記のような構造とすることにより、粉塵を確実に集塵することができたという事実に基づくものである。 In addition, as shown in FIG. 5, the gap on the saw blade is formed so that the peak on one side of the saw blade and the valley on the other side face each other, and the distance between the peak and the valley of the saw blade (o = p = q) is larger than the moving region of the laser beam. Also, the distance W1 between the peak of one saw blade and the valley of the other saw blade (or the valley of one saw blade and the peak of the other saw blade) is slightly smaller than the moving area of the laser light It is preferable to make the This is because, when the electrode sheet is cut by laser light, as the electrode sheet is cut sequentially as the laser light moves, dust is likely to be collected at the portion where the laser light was located. This is based on the fact that the dust can be reliably collected by the above-mentioned structure.
また、上記のように、搬送時の電極シートを支える一方の鋸刃の山と、もう一方の鋸刃の谷との間隔をレーザ光の移動領域よりもわずかに大きくすることにより、電極シートの空隙部への落ち込みが生じ難くすることができる。 Further, as described above, by making the distance between the crest of one saw blade supporting the electrode sheet during conveyance and the valley of the other saw blade slightly larger than the moving area of the laser beam, It is possible to make it difficult for the drop to the gap to occur.
また、図5に示すように、鋸刃の寸法aとbとは、a=bとし、対向する鋸刃の位相差がない、つまり、どの断面から見ても、空隙の長さが同じ(o=p=q)になるようにすることが好ましい。これは、空隙が不均一であると、粉塵の集塵特性に影響を与える可能性があるためである。なお、上記は、一例であり、「対向する鋸刃の位相差がない」ように構成し、粉塵の集塵特性に影響を与えない範囲であれば、aとbとが等しくなくともよい。 Further, as shown in FIG. 5, the dimensions a and b of the saw blade are a = b, and there is no phase difference between the opposing saw blades, that is, the gap length is the same from any cross section Preferably, o = p = q). This is because non-uniform voids may affect the dust collection characteristics of the dust. In addition, the above is an example and it is comprised so that there may be no phase difference of the opposing saw blade, and as long as it is a range which does not affect the dust collection characteristic of dust, a and b need not be equal.
また、一方の鋸刃の山と、もう一方の鋸刃の谷(あるいは、一方の鋸刃の谷と、もう一方の鋸刃の山)との間隔W1は、レーザ光が搬送路に当たらないようにレーザ光の直径(レーザ光のスポット径)以上とする必要がある。また、電極シートの最大厚みの10倍程度の間隔が、電極シートが空隙部へ落ち込まない最大値となることを実証実験で確認した上、電極シートの最大厚みwに対し、間隔W1=10wを最大とすることが好ましいとの知見を得た。よって、間隔W1はレーザ光のスポット径以上で加工する電極シートの最大厚みの10倍以下とすることが望ましい。 Also, the distance W1 between the ridge of one saw blade and the valley of the other saw blade (or the valley of one saw blade and the peak of the other saw blade) is such that the laser light does not hit the transport path Thus, it is necessary to make the diameter of the laser beam (the spot diameter of the laser beam) or more. In addition, after confirming that the distance about 10 times the maximum thickness of the electrode sheet is the maximum value at which the electrode sheet does not fall into the void, it is confirmed that the distance W1 = 10 w against the maximum thickness w of the electrode sheet. It was found that it is preferable to maximize it. Therefore, it is desirable that the distance W1 be 10 times or less of the maximum thickness of the electrode sheet to be processed with the spot diameter of the laser beam or more.
また、鋸刃の山、谷のなす角度は上記条件を満足するものであればよいが、角度が小さいと、例えば、谷の底部分とその近傍が狭い空間を形成するため粉塵が溜まりやすくなる。また、空隙の長さが同じ(o=p=q)であると、角度が大きくなるにつれて空隙形状が直線に近づいていくこととなり集塵のための空隙領域の面積(開口面積)が少なくなるので集塵効果が低減されてくる。さらに、上流側搬送路の鋸刃の山と下流側搬送路の鋸刃の山とが対向するような配置になっていたとすると、一方の鋸刃の谷と他方の鋸刃の谷との間隔が広くなり、鋸刃の寸法a、bが大きいと箔がたわみやすくなって箔のたわんだ部分がこの広い空隙内に入って箔の円滑な搬送を妨げる可能性がある。このため、鋸刃の山、谷のなす角度は60度≦α≦120度とするのがよく、α=90度とすることが望ましい。 In addition, the angle between the crests and troughs of the saw blade should meet the above conditions, but if the angle is small, for example, the bottom of the trough and its vicinity form a narrow space and dust tends to accumulate . In addition, when the length of the gap is the same (o = p = q), the shape of the gap approaches a straight line as the angle increases, and the area (opening area) of the void region for dust collection decreases. Therefore, the dust collection effect is reduced. Furthermore, if the arrangement is such that the crest of the saw blade on the upstream conveyance path and the crest of the saw blade on the downstream conveyance path face each other, the distance between the valley of one saw blade and the valley of the other saw blade If the dimensions a and b of the saw blade are large, the foil may be easily flexed and the warped portion of the foil may enter into this wide void and interfere with the smooth transport of the foil. For this reason, it is preferable that the angle formed by the peaks and valleys of the saw blade be 60 degrees ≦ α ≦ 120 degrees, and it is preferable to set α = 90 degrees.
なお、電極シートの搬送を考えれば、図7(A)に示すように、上流側搬送路に対して下流側搬送路が低くなるように開口部2Aを形成することも考えられる。しかしながら、この構成の場合、図7(B)に示すように、電極シートが高低差の影響で折れ曲がってしまい、この折れ曲がった曲面にレーザ光が照射されることになる。つまり、電極シートを水平に置いた場合に、斜めからレーザ光を当てた場合と同様に、レーザ光が電極シートに垂直に照射されないため、切断品質に問題が生じる。また、この場合、レーザ光による切断で生じる粉塵の飛散分布が変化してしまうために、集塵効率が悪化する懸念もある。こうしたことから、図6に示すように、開口部2Aを挟んだ上流側搬送路と下流側搬送路とは水平であることが望ましい。
In consideration of the transport of the electrode sheet, as shown in FIG. 7A, it is also conceivable to form the
<シート切断装置の処理>
図8を用いて、本実施形態に係るシート切断装置の処理について説明する。
<Processing of sheet cutting device>
The process of the sheet cutting device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、活部質層を有する帯状のシートの切断箇所が、搬送路の鋸刃状の空隙部から所定の位置に搬送されたことを検知し(ステップS110)、検知結果に基づいて、加工ヘッドをシートの搬送方向に垂直な方向への移動を開始する(ステップS120)。 First, it is detected that the cut portion of the belt-like sheet having the active material layer has been transported from the saw blade-like gap of the transport path to a predetermined position (step S110), and based on the detection result, the processing head The movement of the sheet in the direction perpendicular to the sheet conveyance direction is started (step S120).
次に、加工部に設けられたセンサがシートの端面を検出すると(ステップS130)、レーザ光の出射を開始させるとともに、吸引による集塵動作を開始する(ステップS140)。 Next, when the sensor provided in the processing unit detects the end face of the sheet (step S130), the emission of laser light is started and the dust collection operation by suction is started (step S140).
さらに、加工部に設けられたセンサがシートのもう一方の端面を検出すると(ステップS150)、レーザ光の出射を停止し、切断して得られたシート片を搬送する(ステップS160)。 Further, when the sensor provided in the processing unit detects the other end face of the sheet (step S150), the emission of the laser beam is stopped, and the sheet piece obtained by cutting is conveyed (step S160).
こうした一連の処理を行なうことにより、シートの切断を行なう。なお、シートが電池に用いられる電極シートである場合には、上記の処理により、電池内部に用いられる電極シートを製造することができる。 The sheet is cut by performing such a series of processes. In addition, when a sheet | seat is an electrode sheet used for a battery, the electrode sheet used for the inside of a battery can be manufactured by said process.
以上、説明したように、本実施形態によれば、加工ヘッドが可動する位置であって、帯状電極シートの搬送面に鋸刃状の空隙部を形成し、空隙部が、帯状電極シートの切断において発生する粉塵を吸引する。このため、帯状電極シートの搬送を阻害することなく、集塵効率を高めることができるという効果がある。これにより、飛散した粉塵が活物質層に付着することによって、エレメント形成後にセパレーターを傷つけたり、電極間のショートを引き起こすといった品質上の問題を防止するとともに、飛散した粉塵がレーザヘッドやヘッドの駆動機構系に付着することによって、光路を覆うことや駆動機構系の動作不良を防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, a saw blade-shaped gap is formed in the conveyance surface of the strip electrode sheet according to the present embodiment, and the gap cuts the strip electrode sheet. Suction dust generated at For this reason, there is an effect that the dust collection efficiency can be enhanced without inhibiting the conveyance of the strip electrode sheet. As a result, the scattered dust adheres to the active material layer, thereby preventing quality problems such as damaging the separator after element formation or causing a short between electrodes, and the scattered dust drives the laser head and the head. By adhering to the mechanism system, it is possible to prevent the optical path from being covered and malfunction of the drive mechanism system.
なお、シート切断装置の上記処理をコンピュータシステムが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをシート切断装置に読み込ませ、実行することによって本発明のシート切断装置を実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、OSや周辺装置等のハードウェアを含む。 The above-described processing of the sheet cutting apparatus is recorded on a recording medium readable by a computer system, and the program recorded on the recording medium is read by the sheet cutting apparatus to execute the sheet cutting apparatus of the present invention. be able to. The computer system referred to here includes hardware such as an OS and peripheral devices.
また、「コンピュータシステム」は、WWW(World Wide Web)システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。 The "computer system" also includes a homepage providing environment (or display environment) if the WWW (World Wide Web) system is used. The program may be transmitted from a computer system in which the program is stored in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by transmission waves in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program is a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 Further, the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within the scope of the present invention.
1;電極シート
1A;活物質層
1B;未塗工層
2;搬送路
2A;開口部
20;搬送部
100;シート切断装置
110;加工部
120;可動部
130;集塵部
140;制御部
1;
Claims (7)
前記電極シートが搬送される搬送面を有する搬送手段と、
前記搬送面の上方に、前記帯状の電極シートを切断するよう移動可能に取り付けられ、前記搬送面上の前記電極シートに対して前記レーザ光を照射する加工ヘッドと、
を備え、
前記搬送面を上方から見た時に、移動する前記加工ヘッドの下方に位置する領域には開口された空隙部が形成され、前記空隙部における前記搬送面の形状は、複数の山部と谷部とが交互に連続して設けられた鋸刃状であり、前記空隙部に照射される前記レーザ光の移動方向と直交する方向に対向して形成されており、
前記空隙部において前記電極シートの切断において発生する粉塵を吸引する吸引手段
を備えたことを特徴とするシート切断装置。 A sheet cutting apparatus which irradiates a laser beam and cuts a strip-like electrode sheet having an active material layer to form an electrode sheet piece,
Transport means having a transport surface on which the electrode sheet is transported;
A processing head which is movably attached above the transport surface so as to cut the strip-like electrode sheet, and which irradiates the laser beam to the electrode sheet on the transport surface;
Equipped with
When the transport surface is viewed from above , an open space is formed in a region located below the moving processing head, and the shape of the transport surface in the space is a plurality of peaks and valleys. Are alternately provided continuously, and are formed to face each other in the direction orthogonal to the moving direction of the laser beam irradiated to the gap,
A sheet cutting apparatus comprising: a suction unit for suctioning dust generated in the cutting of the electrode sheet in the gap portion.
前記搬送面を上方から見た時に、移動する前記加工ヘッドの下方に位置する領域には開口された空隙部が形成され、前記空隙部における前記搬送面の形状は、複数の山部と谷部とが交互に連続して設けられた鋸刃状であり、前記空隙部に照射される前記レーザ光の移動方向と直交する方向に対向して形成されており、前記電極シートが空隙部上を通過するよう搬送されるとともに、前記電極シートの切断において発生する粉塵を前記空隙部において吸引することを特徴とするシート切断方法。 A strip-like electrode sheet having an active material layer is transported on the transport surface of the transport means, and the electrode sheet is irradiated with laser light while moving the processing head mounted above the transport surface. A sheet cutting method for cutting the strip-shaped electrode sheet into an electrode sheet piece,
When the transport surface is viewed from above , an open space is formed in a region located below the moving processing head, and the shape of the transport surface in the space is a plurality of peaks and valleys. Are alternately provided continuously, and are formed to face in a direction perpendicular to the moving direction of the laser beam irradiated to the gap, and the electrode sheet is formed on the gap A sheet cutting method comprising conveying so as to pass through and sucking dust generated in cutting of the electrode sheet in the void portion.
前記搬送面を上方から見た時に、移動する前記加工ヘッドの下方に位置する領域には開口された空隙部が形成され、前記空隙部における前記搬送面の形状は、複数の山部と谷部とが交互に連続して設けられた鋸刃状であり、前記空隙部に照射される前記レーザ光の移動方向と直交する方向に対向して形成されており、
前記空隙部上を通過するよう前記電極シートを搬送し、
前記空隙部において前記加工ヘッドを移動しながらレーザ光を照射して前記電極シートを切断するとともに該切断において発生する粉塵を吸引し、
前記電極シートを切断して得られる電極シート片を搬送すること、
を特徴とする電池電極の製造方法。 In order to manufacture a battery electrode, a strip-like electrode sheet having an active material layer on the transport surface of the transport means is transported, and the processing head mounted above the transport surface is moved relative to the electrode sheet It is a manufacturing method of the battery electrode which cuts said strip-like electrode sheet by irradiating a laser beam, makes it an electrode sheet piece, and conveys said electrode sheet piece,
When the transport surface is viewed from above , an open space is formed in a region located below the moving processing head, and the shape of the transport surface in the space is a plurality of peaks and valleys. Are alternately provided continuously, and are formed to face each other in the direction orthogonal to the moving direction of the laser beam irradiated to the gap,
Conveying the electrode sheet so as to pass over the gap;
A laser beam is irradiated while moving the processing head in the gap portion to cut the electrode sheet and suction dust generated in the cutting.
Conveying an electrode sheet piece obtained by cutting the electrode sheet;
A method of manufacturing a battery electrode characterized by
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