JP6605351B2

JP6605351B2 - 電極製造装置

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Publication number: JP6605351B2
Application number: JP2016023749A
Authority: JP
Inventors: 学斎藤
Original assignee: Kyoto Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Kyoto Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2036-02-10
Also published as: JP2017142987A

Description

本発明は、電池材料を所定の方向に搬送しながら電極を所定形状に切り出す電極製造装置に関するものである。

近年、自動車用電池、住宅用電池、および電子機器用電池など各種電池が注目されている。この電池は、一般に正極や負極の電極とセパレータが交互に積層された状態になっており、セパレータとの積層のために電極を効率的に製造することが１つの重要な鍵となっている。

この電極の製造に際しては、図９に示すように、帯状の金属箔の基材１０１の表面に対して電極１０２の活物質を長さ方向に所定の間隔を空けながら連続的に塗工した電池材料１００をあらかじめ用意して、該電池材料１００を巻回したリール状態にする。そして、電池を製造する装置に電池材料１００のリールをセットして、該リールから電池材料１００を治具により引き出しながら、切断部により電極１０２を所定形状に切り出すことが行われている。

ところが、このようにリールから電池材料１００を治具により引き出すものだと、治具がリール側に移動して、電池材料１００を保持したあと、リールと反対側に移動するという一連の動作が必要となり時間がかかるため、電極１０２を効率的に製造することが難しかった。

ところで、電極１０２と積層するセパレータについては、ドラム部により順次送り出すことが知られている（特許文献１、２参照）。これによるとセパレータは、ドラム部に吸着されたあと、ドラム部の回転作用によって搬送方向に順次送り出される。

このため、電極１０２を製造するに際しても、セパレータと同様に、帯状の電池材料１００をドラム部に吸着させながら順次送り出すことが考えられる。

特開２０１２−１１３９９４号公報特開２００９−９９１９号公報

しかしながら、電池材料１００は、上述のように帯状の金属箔の基材１０１の表面に電極１０２の活物質が長さ方向に所定の間隔を空けながら連続的に塗工されているため、電極１０２の活物質が塗工されている剛性の高い塗工部分Ｃと、電極１０２の活物質が塗工されていない剛性の低い未塗工部分Ｕが存在する。このため電池材料１００をそのままドラム部に吸着させながら送り出すと、電池材料１００における電極１０２の活物質が塗工されていない剛性の低い未塗工部分Ｕに座屈あるいは屈曲が生じる虞があった。その結果、電池材料１００にシワやクラックが生じて、電池材料１００としての品質が低下するほか、不良品を作り、歩留りを大きくするという問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、品質の高い電極を効率的に製造することができる電極製造装置並びに電池製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電極製造装置は、上記目的を達成するために、帯状の基材１０１の表面に、電極の活物質が長さ方向に所定の間隔を空けながら連続的に塗工された電池材料について、該電池材料を所定の方向に搬送しながら電極を所定形状に切り出す電極製造装置であって、電池材料を周面に吸着しながら送り出すドラム部と、該ドラム部から送り出された電池材料から電極を所定形状に順次切り出す切断部と、少なくとも前記ドラム部と前記切断部の間に配置され、前記ドラム部から送り出された電池材料を表面側および裏面側から挟みながら所定の方向に搬送する一組または複数組のニップローラ部とを備え、前記ドラム部および前記ニップローラ部は、電池材料における１つの電極の活物質の塗工部分の長さよりも短い間隔で互いに配置されていることを特徴とする。

これによれば、ドラム部から電池材料を送り出した後において、電池材料における電極の活物質の未塗工部分の搬送方向前方および搬送方向後方のいずれにもドラム部またはニップローラ部が存在することになるため、電池材料の未塗工部分に座屈または屈曲が生じることを防止することができる。

また、前記ニップローラ部は、前記切断部の上流側に配置された第１のニップローラ部と、前記切断部の位置に配置された第２のニップローラ部と、前記切断部の下流側に配置された第３のニップローラ部とを備えてもよい。

これによれば、ドラム部から電池材料を送り出した直後において、まず電池材料における電極の活物質の未塗工部分の搬送方向前方および搬送方向後方に第１のニップローラ部およびドラム部が存在することになるため、電池材料の未塗工部分に座屈または屈曲が生じることを防止し、電池材料を安定して搬送することができる。また、前記切断部の位置において、電池材料における電極の活物質の未塗工部分の搬送方向前方および搬送方向後方に第２のニップローラ部および第１のニップローラ部が存在することになるため、電池材料の未塗工部分に座屈または屈曲が生じることを防止し、電池材料を安定して搬送することができるとともに、電池材料から電極を所定形状に正確に切り出すことができる。さらに、前記切断部の下流側において、第３のニップローラ部が存在するため、電池材料から所定形状に切り出した電極を個別に安定して搬送することができる。

また、前記ニップローラ部は、電池材料における電極の活物質の塗工部分の前端部が通過するときに、電池材料の厚み方向の間隔を広げてもよい。これによれば、電池材料における電極の活物質の塗工部分の前端部がニップローラ部に引っ掛かって座屈または屈曲することを防止することができる。

また、前記ニップローラ部は、電池材料から電極を所定形状に切り出すに際して、前記ドラム部が電池材料を送り出すことを停止した後、所定時間回転することにより電池材料を搬送方向に突っ張らせてもよい。これによれば、電池材料を搬送方向に突っ張らせた状態で電極を所定形状に正確に切り出すことができる。

また、前記ドラム部は、電池材料における１つの電極の活物質の塗工部分の長さよりも長い範囲に亘って電池材料を吸着してもよい。これによれば、ドラム部の回転作用を電池材料に確実に伝えることができるとともに、電池材料から電極の活物質の塗工部分が剥離することを防止することができる。

また、前記ドラム部の上流側において、前記ドラム部に対する電池材料の供給量を調整するためのダンサーローラ部が設けられてもよい。これによれば、電池材料から電極を所定形状に切り出すに際して、ドラム部が停止して電池材料の送り出しを止めた場合でも、ドラム部の上流側から電池材料を一定速度で順次供給することができる。

また、前記ドラム部の下流側にレール部が設けられ、該レール部は前記ドラム部から送り出された電池材料を表面側および裏面側から保持してもよい。これによれば、ドラム部から電池材料を送り出した後において、電池材料を平坦な状態で確実に搬送することができる。

また、前記レール部は、電池材料の厚み方向の間隔が電池材料における電極の活物質の塗工部分の厚みよりも大きくなるように配置されてもよい。これによれば、電池材料の表面とレール部との間に適度な空間が形成されるため、電池材料における電極の活物質の塗工部分を傷付けることなく搬送することができる。

また、前記レール部は、前記切断部が電池材料から電極を所定形状に切り出すに際して、前記切断部が通過するための所定の空間が形成されてもよい。これによれば、電池材料を搬送するときは、レール部により電池材料を確実に保持することができる一方、電池材料から電極を所定形状に切り出すときは、レール部に切断部が通過するための所定の空間が形成されるため、電池材料から電極を所定形状に確実に切り出すことができる。

また、本発明に係る電池製造装置は、上述の電極製造装置が設けられたことを特徴とする。これによれば、品質の高い電池を歩留りなく効率的に製造することが可能となる。

本発明によれば、ドラム部から電池材料を送り出した後において、電池材料における電極の活物質の未塗工部分の搬送方向前方および搬送方向後方のいずれにもドラム部またはニップローラ部が存在することになるため、電池材料の未塗工部分に座屈または屈曲が生じることを防止することができる。このため、電池材料を安定して搬送することができるとともに、電池材料から電極を所定形状に正確に切り出すことができ、品質の高い電極を効率的に製造することが可能となる。

本装置の全体構成を示す正面図である。本装置の全体構成を示す平面図である。本装置の電気的構成を示すブロック図である。本装置の第２のニップローラ部付近の拡大正面図である。本装置による電池材料の搬送および切り出しの工程を示す第１の図である。本装置による電池材料の搬送および切り出しの工程を示す第２の図である。本装置による電池材料の搬送および切り出しの工程を示す第３の図である。本装置による電池材料の搬送および切り出しの工程を示す第４の図である。電極の活物質が連続的に塗工された電池材料の平面図である。

次に、本発明に係る電極製造装置（以下、本装置という）の実施形態について図１〜図９を参照しつつ説明する。

本実施形態で使用される電池材料１００は、図９に示すように、帯状の金属箔の基材１０１の表面に、薄膜状の正極または負極のいずれかの電極１０２の活物質が長さ方向に所定の間隔を空けながら連続的に塗工されたものである。なお、図９において、電極１０２の活物質の塗工部分Ｃには斜線を付している。

本装置は、電池材料１００を所定の方向に搬送しながら電極１０２を所定形状に切り出すものであって、電池材料１００を吸着しながら送り出す円筒状のドラム部１と、ドラム部１に電池材料１００を供給する供給部２と、ドラム部１から送り出された電池材料１００から電極１０２を切り出す切断部３と、電池材料１００を搬送する円柱状のニップローラ部４と、電池材料１００を保持するレール部５と、ドラム部１から送り出された電池材料１００を撮影するカメラ部６と、各部を制御する制御部７とを備える。

前記ドラム部１は、電池材料１００の搬送開始地点において、電池材料１００の搬送方向（図１、２の左右方向）に直交する方向（図２の上下方向）に沿って配置され、駆動モータ１ｂにより正面視左回りに間欠的に回転するようになっている。

また、前記ドラム部１は、図２に示すように、周面に複数の吸引孔１ａが形成されており、図示略の吸引機構により内部が負圧となって、各吸引孔１ａを介して電池材料１００を吸着するようになっている。

而して、ドラム部１が回転している場合、供給部２から供給された電池材料１００は、ドラム部１の最上点Ａで吸着が開始され、そのままドラム部１の周面に吸着された状態で正面視左回りに下方に搬送されたあと、ドラム部１の最下点Ｂで吸着が解除されるため、ドラム部１の回転作用により電池材料１００を搬送方向前方（図１の右方向）に確実に送り出すことができる。一方、ドラム部１が停止している場合、電池材料１００は、ドラム部１の周面に吸着された状態で待機するため、電池材料１００を送り出すことを確実に止めることができる。このため、これらドラム部１の回転と停止の動作を高速で繰り返すことにより、ドラム部１から電池材料１００を間欠的に送り出すことができる。

なお、本実施形態では、前記ドラム部１は、電池材料１００における１つの電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの長さＬ１よりも長く、かつ２つの連続した電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの長さＬ２よりも短い範囲に亘って電池材料１００を吸着するような大きさに形成されている。このように電池材料１００における１つの電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの長さＬ１よりも長く吸着することにより、ドラム部１の回転作用を電池材料１００に確実に伝えることができるとともに、電池材料１００から電極１０２の活物質の塗工部分Ｃが剥離することを防止することができる。また、電池材料１００における連続する２つの電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの長さＬ２よりも短く吸着することにより、ドラム部１の大きさが小さくなり、装置全体の大きさを小さくすることができる。

前記供給部２は、電池材料１００が巻回された図示略のリールからドラム部１に対して電池材料１００を供給するものであり、ドラム部１に対する電池材料１００の供給量を調整するためのダンサーローラ部２１が設けられている。

このダンサーローラ部２１は、ドラム部１の回転動作に応じて所定の方向（図１の左右方向）に沿って移動するように制御されている。具体的には、ドラム部１が回転している場合、図６（ｂ）に示すように、搬送方向前方（図１の右方向）に移動することにより、電池材料１００をドラム部１に順次供給する。一方、ドラム部１が停止している場合、図８に示すように、搬送方向後方（図１の左方向）に移動することにより、上流側から供給されてきた電池材料１００の供給を吸収して、実質的にドラム部１に電池材料１００を供給しないようする。これによれば、電池材料１００から電極１０２を所定形状に切り出すときにドラム部１が停止して電池材料１００の送り出しを止めた場合でも、ドラム部１の上流側から電池材料１００を一定速度で順次供給することができる。

なお、ダンサーローラ部２１の上流側には第１のガイドローラ部２２が設けられており、上方から流れてきた電池材料１００を装置後方に向かうように変更せしめて、ダンサーローラ部２１に対して装置前方から電池材料１００が向かうようになっている。また、ダンサーローラ部２１の下流側であって、ドラム部１の最上点付近には第２のガイドローラ部２３が設けられており、ダンサーローラ部２１から流れてきた電池材料１００を装置後方に向かうように変更せしめて、ドラム部１の最上点に電池材料１００を供給するようになっている。

前記切断部３は、電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの後端部を切断する第１の切断部３１と、該電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの前端部を切断する第２の切断部３２とを備える。

前記第１の切断部３１は、電池材料１００の表面側（上側）に配置された第１の上側切断部３１ａと、電池材料１００の裏面側（下側）に配置された第１の下側切断部３１ｂとを備え、第１の上側切断部３１ａが下降し、かつ第１の下側切断部３１ｂが上昇して互いに摺動し合うことによって、電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの後端部をプレスしながら切断する。

前記第２の切断部３２は、電池材料１００の表面側（上側）に配置された第２の上側切断部３２ａと、電池材料１００の裏面側（下側）に配置された第２の下側切断部３２ｂとを備え、第２の上側切断部３２ａが下降し、かつ第２の下側切断部３２ｂが上昇して互いに摺動し合うことによって、電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの前端部をプレスしながら切断する。

なお、本実施形態では、上側切断部３１ａ、３２ａと下側切断部３１ｂ、３２ｂは、電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの後端部または前端部を切断したあと、互いに離間する態様で上昇しながら元の位置に戻るようになっており、切断後に互いの刃が摺動して摩耗することを軽減している。

前記ニップローラ部４は、前記切断部３の上流側に配置された第１のニップローラ部４１と、前記切断部３の位置に配置された第２のニップローラ部４２と、前記切断部３の下流側に配置された第３のニップローラ部４３とを備える。

これら第１、第２および第３のニップローラ部４１、４２、４３は、いずれも電池材料１００の表面側（上側）に配置された上側ニップローラ部４１ａ、４２ａ、４３ａと、電池材料１００の裏面側（下側）に配置された下側ニップローラ部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂとが１組となって互いに接しながら配置され、電池材料１００の幅方向に沿って電池材料１００の幅より狭い間隔で２組設けられている。

前記第１のニップローラ部４１は、前記ドラム部１から送り出された電池材料１００を表面側および裏面側から挟みながら所定の方向に搬送するものであり、駆動モータ４１ｃにより上側ニップローラ部４１ａが回転ドラムと同期しながら正面視左回りに回転し、かつ下側ニップローラ部４１ｂが回転ドラムと同期しながら正面視右回りに回転する。

また、第１のニップローラ部４１は、ドラム部１との間において電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの長さＬ１よりも短い間隔で配置されている。このため、ドラム部１から電池材料１００を送り出した直後において、まず電池材料１００における電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕの搬送方向前方および搬送方向後方のいずれにも第１のニップローラ部４１およびドラム部１が他の電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕを介することなく存在することになるため、電池材料１００の未塗工部分Ｕに座屈または屈曲が生じることを防止し、電池材料１００を安定して搬送することができる。

前記第２のニップローラ部４２は、第１のニップローラ部４１から搬送されてきた電池材料１００を表面側および裏面側から挟みながら所定の方向に搬送するものであり、駆動モータ４２ｃにより上側ニップローラ部４２ａが回転ドラムと同期しながら正面視左回りに回転し、かつ下側ニップローラ部４２ｂが回転ドラムと同期しながら正面右回りに回転する。

また、第２のニップローラ部４２は、第１のニップローラ部４１との間において電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの長さＬ１よりも短い間隔で配置されている。このため、前記第１の切断部３１の位置において、電池材料１００における電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕの搬送方向前方および搬送方向後方のいずれにもに第２のニップローラ部４２および第１のニップローラ部４１が他の電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕを介することなく存在することになるため、電池材料１００の未塗工部分Ｕに座屈または屈曲が生じることを防止し、電池材料１００を安定して搬送することができるとともに、電池材料１００から電極１０２を所定形状に正確に切り出すことができる。

前記第３のニップローラ部４３は、切断部３により電池材料１００から切り出された電極１０２を表面側および裏面側から挟みながら所定の方向に搬送するものであり、駆動モータ４３ｃにより上側ニップローラ部４３ａが正面視左回りに回転し、かつ下側ニップローラ部４３ｂが正面右回りに回転する。なお、第３のニップローラ部４３は、電池材料１００から切り出された電極１０２を搬送するに際して、第１のニップローラ部４１および第２のニップローラ部４２よりも速い回転速度で回転する。

また、第３のニップローラ部４３は、第２のニップローラ部４２との間において電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの長さＬ１よりも短い間隔で配置されている。このため、電池材料１００から電極１０２を所定形状に切り出したあとにおいて、電極１０２を元の電池材料１００から離れるようにして個別に搬送することができる。

なお、本実施形態では、図４に示すように、各ニップローラ部４１、４２、４３は、電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｕの前端部が通過するときに、電池材料１００の厚み方向の間隔を広げるようになっている。これによれば、電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの前端部がニップローラ部４１、４２、４３に引っ掛かって座屈または屈曲することを防止することができる。

また、前記第２のニップローラ部４２は、電池材料１００から電極１０２を所定形状に切り出すに際して、前記ドラム部１が電池材料１００を送り出すことを停止したあと、所定時間回転することにより電池材料１００を搬送方向に突っ張らせるようになっている。これによれば、電池材料１００を搬送方向に突っ張らせた状態で電極１０２を所定形状に正確に切り出すことができる。

前記レール部５は、図１および図２に示すように、第１のニップローラ部４１の位置に配置された第１のレール部５１と、第２のニップローラ部４２の位置に配置された第２のレール部５２と、第３のニップローラ部４３の位置に配置された第３のレール部５３とを備える。

これら各レール部５１、５２、５３は、電池材料１００の表面側（上側）に配置された上側レール部５１ａ、５２ａ、５３ａと、電池材料１００の裏面側（下側）に配置された下側レール部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂとから１組を構成してなり、電池材料１００の幅方向に沿って電池材料１００の幅の範囲内で複数組設けられている。このため、各レール部５１、５２、５３は、前記ドラム部１から送り出された電池材料１００を表面側および裏面側から保持するため、電池材料１００を平坦な状態で確実に搬送することができる。

また、各レール部５１、５２、５３は、図４に示すように、電池材料１００の厚み方向の間隔Ｔが電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの厚みよりも大きくなるように配置されている。このため、電池材料１００の表面と各上側レール部５１ａ、５２ａ、５３ａとの間に適度な空間が形成されるため、電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃを傷付けることなく搬送することができる。

また、各レール部５１、５２、５３は、前記切断部３が電池材料１００から電極１０２を所定形状に切り出すに際して、前記切断部３が通過するための所定の空間を形成するようになっている。本実施形態では、図２に示すように、各レール部５１、５２、５３が搬送方向に伸縮可能に構成されており、電池材料１００を搬送するときは各レール部５１、５２、５３が搬送方向に伸びることにより、電池材料１００を保持することができる。また、電池材料１００から電極１０２を所定形状に切り出すときは、各レール部５１、５２、５３が縮むことにより、各レール部５１、５２、５３の間に所定の空間を形成されるため、電池材料１００から電極１０２を所定形状に確実に切り出すことができる。

前記カメラ部６は、第１のニップローラ部４１と第１の切断部３１の間の上方に設けられ、電池材料１００における電極１０２の活物質の塗工部分Ｃの各前端部を撮影して、該撮影データを制御部７に送信する。

前記制御部７は、図３に示すように、各部を統括的に制御するものであり、カメラ部６による撮影データに基づいてドラム部１による電池材料１００の送り出し量を決定し、後述のように、当該送り出し量に応じてドラム部１、第１、第２および第３のニップローラ部４１、４２、４３の回転を制御したり、切断部３の切断を制御したり、あるいはダンサーローラ部２１の移動を制御したりする。

次に本装置の動作について図５〜図８を参照しつつ説明する。

まず、図５（ａ）は、電池材料１００から電極１０２を所定形状に切り出したあと、ドラム部１が回転して電池材料１００を送り出している状態を示す。この状態において、電池材料１００から切り出された電極１０２は第２のニップローラ部４２と第３のニップローラ部４３の間に位置し、電池材料１００における１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１は第２のニップローラ部４２と第１のニップローラ部４１の間に位置し、２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２は第１のニップローラ部４１とドラム部１の間に位置し、３番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ３はドラム部１の周面に吸着されている。

このとき、ドラム部１から送り出された電池材料１００において、１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１と２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２の間には電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ１が存在しているが、この電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ１の搬送方向前方には第１のニップローラ部４１が存在し、かつ搬送方向後方にはドラム部１が存在した状態となっている。

次に、図５（ｂ）に示すように、ドラム部１がさらに回転して電池材料１００を送り出し続けると、電池材料１００における１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１は第２のニップローラ部４２により挟まれながら前方に搬送され、２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２は第１のニップローラ部４１により挟まれながら前方に搬送され、３番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ３はドラム部１の周面に吸着されながら下方に搬送される。

このとき、ドラム部１から送り出された電池材料１００において、１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１と２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２の間における電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ１は、搬送方向前方に第２のニップローラ部４２が存在し、かつ搬送方向後方に第１のニップローラ部４１が存在した状態となっている。

なお、電池材料１００から切り出された電極１０２は、第３のニップローラ部４３に挟まれながら電池材料１００から離れるようにして個別に前方に搬送される。

次に、図６（ａ）に示すように、ドラム部１がさらに回転して電池材料１００を送り出し続けると、電池材料１００における１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１は、第２のニップローラ部４２により挟まれながら前方に搬送され、２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２は第１のニップローラ部４１により挟まれながら前方に搬送され、３番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ３はドラム部１の周面に吸着されながら下方に搬送される。

このとき、ドラム部１から送り出された電池材料１００において、１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１と２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２の間における電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ１は、搬送方向前方に第２のニップローラ部４２が存在し、かつ搬送方向後方に第１のニップローラ部４１が存在した状態となっている。また、ドラム部１から送り出された電池材料１００において、２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２と３番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ３の間には電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ２が存在しているが、この電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ２の搬送方向前方には第１のニップローラ部４１が存在し、かつ搬送方向後方にはドラム部１が存在した状態となっている。

なお、電池材料１００から切り出された電極１０２は、第３のニップローラ部４３による速い回転により、電池材料１００からさらに離れるようにして個別に前方に搬送される。

次に、図６（ｂ）に示すように、ドラム部１がさらに回転して電池材料１００を送り出したあと停止すると、電池材料１００における１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１は、第２のニップローラ部４２により挟まれながら前方に搬送され、２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２は第１のニップローラ部４１により挟まれながら前方に搬送され、３番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ３はドラム部１の周面に吸着されながら下方に搬送されたあと、１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１が切り出される位置に配置されるようにして電池材料１００の搬送が停止される。

このとき、ドラム部１から送り出された電池材料１００において、１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１と２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２の間における電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ１は、搬送方向前方に第２のニップローラ部４２が存在し、かつ搬送方向後方に第１のニップローラ部４１が存在した状態となっている。また、２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２と３番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ３の間における電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ２は、搬送方向前方には第１のニップローラ部４１が存在し、かつ搬送方向後方にドラム部１が存在した状態となっている。

なお、電池材料１００から切り出された電極１０２は、第３のニップローラ部４３により挟まれながら電池材料１００からさらに離れるようにして個別に前方に搬送される。

一方、制御部７により切断部３が駆動して、第１および第２の上側切断部３１ａ、３２ａが下降を開始し、かつ第１および第２の下側切断部３１ｂ、３２ｂが上昇を開始する。

次に、図７（ａ）に示すように、ドラム部１が停止して電池材料１００の送り出しを停止した状態において、第１および第２の上側切断部３１ａ、３２ａがさらに下降し、かつ第１および第２の下側切断部３１ｂ、３２ｂがさらに上昇して互いに摺動し合うことによって、電池材料１００における１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１の後端部および前端部をプレスしながら切断することにより、電池材料１００から電極１０２を所定形状に切り出す。

次に、図７（ｂ）に示すように、引き続きドラム部１が停止して電池材料１００の送り出しを停止した状態において、第１および第２の上側切断部３１ａ、３２ａが上昇し、かつ第１および第２の下側切断部３１ｂ、３２ｂが下降して、電池材料１００から離れていく。

なお、ドラム部１の上流側において、ドラム部１に対する電池材料１００の供給量を調整するためのダンサーローラ部２１が設けられているため、このように電池材料１００から電極１０２を所定形状に切り出すに際して、ドラム部１が停止して電池材料１００の送り出しを止めた場合でも、ドラム部１の上流側から電池材料１００を一定速度で順次供給することができる。

次に、図８に示すように、切断部３が元の状態に戻った状態において、ドラム部１が回転を再び開始して電池材料１００を送り出すと、電極１０２（１番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ１）は、第２のニップローラ部４２により挟まれながら前方に搬送され、２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２は第１のニップローラ部４１により挟まれながら前方に搬送され、３番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ３はドラム部１の周面に吸着されながら下方に搬送される。

このとき、２番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ２と３番目の電極１０２の活物質の塗工部分Ｃ３の間における電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕ２は、搬送方向前方には第１のニップローラ部４１が存在し、かつ搬送方向後方にドラム部１が存在した状態となっている。

あとは、図５（ａ）に示す状態に戻り、上述の電池材料１００の搬送、停止および切り出しを高速で間欠的に繰り返していく。

このように、ドラム部１から電池材料１００を送り出した後において、電池材料１００における電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕの搬送方向前方および搬送方向後方のいずれにもドラム部１またはニップローラ部４が他の電極１０２の活物質の未塗工部分Ｕを介することなく存在することになるため、電池材料１００の未塗工部分Ｕに座屈または屈曲が生じることを防止することができる。このため、電池材料１００を安定して搬送することができるとともに、電池材料１００を正確に切り出すことができ、品質の高い電極１０２を効率的に製造することが可能となる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１・・・ドラム部
２・・・供給部
２１・・・ダンサーローラ部
２２・・・第１のガイドローラ
２３・・・第２のガイドローラ
３・・・切断部
３１・・・第１の切断部
３２・・・第２の切断部
４・・・ニップローラ部
４１・・・第１のニップローラ部
４２・・・第２のニップローラ部
４３・・・第３のニップローラ部
５・・・レール部
５１・・・第１のレール部
５２・・・第２のレール部
５３・・・第３のレール部
６・・・カメラ部
７・・・制御部
１００・・電池材料
１０１・・・基材
１０２・・・電極
Ｃ・・・電極の活物質の塗工部分
Ｕ・・・電極の活物質の未塗工部分

Claims

帯状の基材の表面に、電極の活物質が長さ方向に所定の間隔を空けながら連続的に塗工された電池材料について、該電池材料を所定の方向に搬送しながら電極を所定形状に切り出す電極製造装置であって、
電池材料を周面に吸着しながら送り出すドラム部と、
該ドラム部から送り出された電池材料から電極を所定形状に順次切り出す切断部と、
少なくとも前記ドラム部と前記切断部の間に配置され、前記ドラム部から送り出された電池材料を表面側および裏面側から挟みながら所定の方向に搬送する一組または複数組のニップローラ部とを備え、
前記ドラム部および前記ニップローラ部は、電池材料における１つの電極の活物質の塗工部分の長さよりも短い間隔で互いに配置されていることを特徴とする電極製造装置。
前記ニップローラ部は、前記切断部の上流側に配置された第１のニップローラ部と、前記切断部の位置に配置された第２のニップローラ部と、前記切断部の下流側に配置された第３のニップローラ部とを備える請求項１に記載の電極製造装置。
前記ニップローラ部は、通過する電池材料の上側に配置される上側ニップローラ部と、下側に配置される下側ニップローラ部とを備え、電池材料における電極の活物質の塗工部分の前端部が通過するときに、前記上側ニップローラ部と前記下側ニップローラ部における電池材料の厚み方向の間隔を広げる請求項１または請求項２に記載の電極製造装置。
前記ニップローラ部は、電池材料から電極を所定形状に切り出すに際して、前記ドラム部が電池材料を送り出すことを停止した後、所定時間回転することにより電池材料を搬送方向に突っ張らせる請求項１から請求項３のいずれかに記載の電極製造装置。
前記ドラム部は、電池材料における１つの電極の活物質の塗工部分の長さよりも長い範囲に亘って電池材料を吸着する請求項１から請求項４のいずれかに記載の電極製造装置。
前記ドラム部の上流側において、前記ドラム部に対する電池材料の供給量を調整するためのダンサーローラ部が設けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の電極製造装置。
前記ドラム部の下流側にレール部が設けられ、該レール部は前記ドラム部から送り出された電池材料を表面側および裏面側から保持する請求項１から請求項６のいずれかに記載の電極製造装置。
前記レール部は、電池材料の厚み方向の間隔が電池材料における電極の活物質の塗工部分の厚みよりも大きくなるように配置されている請求項７に記載の電極製造装置。
前記レール部は、前記切断部が電池材料から電極を所定形状に切り出すに際して、前記切断部が通過するための所定の空間が形成される請求項７または請求項８に記載の電極製造装置。
請求項１から請求項９のいずれかに記載の電極製造装置が設けられたことを特徴とする電池製造装置。