JP6680140B2

JP6680140B2 - セパレータ一体型電極板の製造方法

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Publication number: JP6680140B2
Application number: JP2016157708A
Authority: JP
Inventors: 貴宏櫻井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-08-10
Also published as: JP2018026274A

Description

本発明は，セパレータ一体型電極板の製造方法に関する。より詳細には，電極板とその外面を覆うセパレータとが一体となったセパレータ一体型電極板の製造方法に関する。

リチウムイオン二次電池などの電池は，ケース内部に，正負の電極板をセパレータを介しつつ積層してなる電極体を有している。このような電極体を製造するに際して，電極板やセパレータとして，予め電極体として積層されるときの最終サイズよりも大きなサイズのものを用意し，そこから最終サイズに切り出して用いていることがある。

電極板の切断に係る技術としては，例えば，特許文献１が挙げられる。特許文献１には，レーザー光を電極板の切断箇所に照射することで，電極板を切断箇所にて切断することが記載されている。

特開２０１６−１００１９４号公報

ここで，電極体の製造には，すでに電極板とセパレータとが一体となったセパレータ一体型電極板を用いることが考えられる。また，セパレータ一体型電極板を，ともに最終サイズよりも大きな電極板とセパレータとを重ね合わせ，その重ね合わせた状態で，最終サイズに切り出すことで製造することが考えられる。しかし，このようなセパレータ一体型電極板の切断に，上記のような従来のレーザー光による電極板の切断技術をそのまま，適用することは困難であった。

すなわち，電極板の切断に用いられるレーザー光は，セパレータを透過する。このため，セパレータは，電極板の切断に用いられるレーザー光によって，単独では切断されない。ただし，電極板に重ね合わせた状態のセパレータは，電極板を切断するレーザー光により，電極板のレーザー光の照射箇所の温度をセパレータの溶融温度よりも高い温度まで上昇させることで，切断することができる。しかし，セパレータとしては，電極体における正負の電極板同士を確実に隔てるため，電極板よりも面積が大きなものが用いられがちである。つまり，セパレータ一体型電極板においても，セパレータとして，電極板からはみ出したはみ出し部分が存在するものを用いることが好ましい。そして，そのセパレータの電極板からのはみ出し部分は，電極板に接触しておらず，電極板から離れている。よって，電極板に重ね合わせられたセパレータの，電極板からのはみ出し部分が，電極板を切断するレーザー光を透過してしまうため，切断されずにつながったままの状態で残ってしまうのである。

また，セパレータ一体型電極板の切断には，レーザー光を用いる方法の他にも，トムソン刃などの刃物を用いたせん断による方法が考えられる。しかし，刃物を用いた切断方法では，刃物同士または刃物と型との間に，わずかに隙間（クリアランス）が設けられる。このため，弾性材料であるセパレータは，その刃物同士または刃物と型との間の隙間において弾性変形し，完全に切断されないことがある。すなわち，刃物を用いて切断した場合にも，電極板に重ね合わせられたセパレータの，電極板からのはみ出し部分が，切断されずにつながったままの状態で残ってしまうことがあった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，電極板と電極板に重ね合わせたセパレータとを同時に適切に切断し，セパレータ一体型電極板を製造するセパレータ一体型電極板の製造方法を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明のセパレータ一体型電極板の製造方法は，電極板の表裏に設けられた被覆領域がセパレータにより覆われているセパレータ一体型電極板の製造方法であって，電極板の表裏の被覆領域にそれぞれセパレータを重ね合わせる積層工程と，電極板に重ね合わせたセパレータを溶融させ，溶融痕を形成する溶融工程と，溶融工程よりも後に，電極板を，電極板の幅方向に延びる切断箇所にて，溶融痕が形成されたセパレータとともに切断する切断工程とを有し，積層工程では，セパレータとして，幅方向の両端がそれぞれ，被覆領域の幅方向における両端よりも外側に向けてはみ出す大きさのものを用い，溶融工程では，セパレータの被覆領域からのはみ出し部分のうち，少なくとも切断箇所となる部分については，溶融させることで電極板の外面に密着するように形成された溶融痕とすることを特徴とするセパレータ一体型電極板の製造方法である。

本発明に係るセパレータ一体型電極板の製造方法では，溶融工程により，切断工程における切断箇所となるセパレータのはみ出し部分については少なくとも，電極板の外面に沿って密着している。このため，切断工程では，切断箇所におけるセパレータを，電極板とともに，適切に切断することができる。これにより，電極板と電極板に重ね合わせたセパレータとを同時に適切に切断し，セパレータ一体型電極板を製造することができる。

本発明によれば，電極板と電極板に重ね合わせたセパレータとを同時に適切に切断し，セパレータ一体型電極板を製造するセパレータ一体型電極板の製造方法が提供されている。

第１の形態に係るセパレータ一体型電極板を製造する製造装置の概略構成図である。積層ロール対の対向位置における電極板およびセパレータの断面図である。溶融位置における電極板およびセパレータの断面図である。図３に示す矢印Ｓの方向から見たときの電極板およびセパレータを示す図である。図３に示す矢印Ｔの方向から見たときの電極板およびセパレータを示す図である。セパレータに溶融痕が形成された後の電極板およびセパレータの断面図である。第２の形態に係るセパレータ一体型電極板を製造する製造装置の概略構成図である。セパレータを把持する把持部の断面図である。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。

［第１の形態］
図１に，本形態のセパレータ一体型電極板１００を製造する製造装置１を示す。製造装置１は，電極板１１０とセパレータ１５０，１６０とを一体としてセパレータ一体型電極板１００を製造する装置である。

図１に示すように，製造装置１は，巻出部１０，１１，１２と，積層ロール対２０と，ホットプレス部３０と，レーザー照射部４０とを有している。巻出部１０は，長尺の電極板１１０がロール状にしてセットされており，電極板１１０を積層ロール対２０の対向位置Ｘに向けて巻き出すことのできるものである。電極板１１０は，例えば，リチウムイオン二次電池等の二次電池に用いられる負極板や正極板である。

巻出部１１は，長尺のセパレータ１５０がロール状にしてセットされており，セパレータ１５０を積層ロール対２０の対向位置Ｘに向けて巻き出すことのできるものである。巻出部１２は，長尺のセパレータ１６０がロール状にしてセットされており，セパレータ１６０を積層ロール対２０の対向位置Ｘに向けて巻き出すことのできるものである。なお，本形態において，セパレータ１５０，１６０は同種のものである。セパレータ１５０，１６０は，例えば，リチウムイオン二次電池用であれば，ＰＥ（ポリエチレン）やＰＰ（ポリプロピレン）等の樹脂材料よりなる多孔性の樹脂シートである。

積層ロール対２０の対向位置Ｘでは，巻出部１０，１１，１２からそれぞれ巻き出された電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０が，積層ロール対２０の間を通過することで積層される。図２に，電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０の，積層ロール対２０の対向位置Ｘにおける断面図を示している。図２において，左右方向が電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０の幅方向であり，上下方向が厚み方向である。図２に示すように，電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０の積層においては，セパレータ１５０，１６０がそれぞれ電極板１１０の表裏の面に重ね合わせられている。

電極板１１０は，図２に示すように，集電箔１２０，活物質層１３０，１４０を有している。活物質層１３０は，集電箔１２０の第１面１２１に形成されている。活物質層１４０は，集電箔１２０の第２面１２２に形成されている。集電箔１２０は，例えば，金属箔である。例えば，電極板１１０がリチウムイオン二次電池の負極板である場合，集電箔１２０としては銅箔を用いることができる。また，電極板１１０がリチウムイオン二次電池の負極板である場合には，活物質層１３０，１４０には，活物質としての炭素材料や，活物質を結着させる結着材などが含まれている。このため，本形態では，セパレータ１５０，１６０の方が，電極板１１０よりも弾性が高いものとなっている。

また，図２に示すように，本形態では，活物質層１３０，１４０はそれぞれ，集電箔１２０の第１面１２１，第２面１２２の一部に形成されている。すなわち，集電箔１２０には，活物質層１３０，１４０が形成されている形成領域と，活物質層１３０，１４０が形成されておらず第１面１２１，第２面１２２が露出している非形成領域とがある。形成領域と非形成領域とはそれぞれ，集電箔１２０の幅方向における一端側と他端側とに沿って設けられている。

そして，セパレータ１５０，１６０はそれぞれ，電極板１１０の活物質層１３０，１４０の上に重ねられている。具体的には，セパレータ１５０は，図２に示すように，電極板１１０の外面のうち，活物質層１３０の積層面１３１に重ねられている。また，セパレータ１６０は，電極板１１０の外面のうち，活物質層１４０の積層面１４１に重ねられている。これにより，セパレータ１５０，１６０はそれぞれ，電極板１１０の活物質層１３０の積層面１３１，活物質層１４０の積層面１４１に密着しつつ，これらの面を覆っている。

また，図２に示すように，本形態では，セパレータ１５０，１６０として，活物質層１３０，１４０よりも幅が広いものを用いている。そして，セパレータ１５０，１６０には，活物質層１３０，１４０よりも幅方向の両側にそれぞれはみ出しているはみ出し部分Ａ，Ｂが設けられている。はみ出し部分Ａは，活物質層１３０，１４０の集電箔１２０における非形成領域側の端面１３２，１４２よりも突出している。また，はみ出し部分Ｂは，電極板１１０の集電箔１２０における形成領域側の端面１１１よりも突出している。電極板１１０の端面１１１は，活物質層１３０，１４０の端面でもある。はみ出し部分Ａ，Ｂの，活物質層１３０，１４０の幅方向の端面からのはみ出し量は，１ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。

なお，図２に示す状態では，まだ，活物質層１３０，１４０の端面１３２，１４２，および，電極板１１０の端面１１１はいずれも，セパレータ１５０，１６０に覆われていない。また，集電箔１２０の非形成領域の幅方向における長さは，図２に示すように，セパレータ１５０，１６０のはみ出し部分Ａの長さよりも長いものである。

積層ロール対２０の対向位置Ｘを通過した電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０は，図１に示すように，製造装置１内を搬送され，次に，ホットプレス部３０が設けられた溶融位置Ｙへと到達する。ホットプレス部３０は，溶融位置Ｙにおいて，セパレータ１５０，１６０の幅方向における端部を圧迫しつつ溶融させるものである。本形態のホットプレス部３０は，セパレータ１５０，１６０の溶融を，搬送方向について，一定間隔で行う。その間隔は，セパレータ一体型電極板１００の搬送方向における長さと同じである。図３に，電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０の，溶融位置Ｙにおける断面図を示している。

図３に示すように，ホットプレス部３０は，第１上プレスヘッド３１および第１下プレスヘッド３２よりなる第１プレスヘッド対３５と，第２上プレスヘッド３３および第２下プレスヘッド３４よりなる第２プレスヘッド対３６とを有している。第１プレスヘッド対３５は，第１上プレスヘッド３１を下向きに，第１下プレスヘッド３２を上向きに移動させることで，電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０を挟み込むことができる。また，第２プレスヘッド対３６は，第２上プレスヘッド３３を下向きに，第２下プレスヘッド３４を上向きに移動させることで，セパレータ１５０，１６０を挟み込むことができる。図３には，第１プレスヘッド対３５および第２プレスヘッド対３６による挟み込みがなされている状態を示している。

また，第１プレスヘッド対３５による挟み込み位置は，セパレータ１５０，１６０のはみ出し部分Ａである。第２プレスヘッド対３６による挟み込み位置は，セパレータ１５０，１６０のはみ出し部分Ｂである。なお，本形態において，第１プレスヘッド対３５は，はみ出し部分Ａのうち，活物質層１３０，１４０の端面１３２，１４２から隙間Ｃを空けた，はみ出し部分Ａの先端部分Ｄを挟み込んでいる。また，本形態において，第２プレスヘッド対３６は，はみ出し部分Ｂのうち，電極板１１０の端面１１１から隙間Ｅを空けた，はみ出し部分Ｂの先端部分Ｆを挟み込んでいる。この隙間Ｃ，Ｅを設けておくことで，活物質層１３０，１４０の端部を露出させることなく，後述する溶融痕を形成することができる。つまり，セパレータ１５０，１６０により，活物質層１３０，１４０を適切に覆うことができる。

図４に，図３に示す第１プレスヘッド対３５等を，矢印Ｓの向きから見たときの図を示している。つまり，図４は，図１に示す溶融位置Ｙにおける，第１プレスヘッド対３５による挟み込み状態での拡大図である。図４に示すように，第１プレスヘッド対３５は，第１上プレスヘッド３１および第１下プレスヘッド３２の先端でそれぞれ，溶融位置Ｙにおいて，セパレータ１５０，１６０を集電箔１２０に押し付けている。

図５に，図３に示す第２プレスヘッド対３６等を，矢印Ｔの向きから見たときの図を示している。つまり，図５は，図１に示す溶融位置Ｙを背面から見たときにおける，第２プレスヘッド対３６による挟み込み状態での拡大図である。図５に示すように，第２プレスヘッド対３６は，第２上プレスヘッド３３および第２下プレスヘッド３４の先端で，溶融位置Ｙにおいて，セパレータ１５０，１６０を押し付け合っている。

また，第１プレスヘッド対３５および第２プレスヘッド対３６は，それぞれのプレスヘッドの先端温度を，セパレータ１５０，１６０の溶融温度以上の温度まで上昇させることができる。これにより，第１プレスヘッド対３５および第２プレスヘッド対３６は，溶融位置Ｙにおいて，挟み込んだセパレータ１５０，１６０を溶融させる。なお，第１プレスヘッド対３５および第２プレスヘッド対３６による加熱温度は１２０℃以上が好ましい。また，加熱時間をより短時間とするため，２５０℃〜３５０℃とすることがより好ましい。そして，第１プレスヘッド対３５および第２プレスヘッド対３６は，セパレータ１５０，１６０を溶融させた後，それぞれプレスヘッドを離間させ，セパレータ１５０，１６０から遠ざける。溶融したセパレータ１５０，１６０の溶融箇所は，その後，固化する。

図６には，溶融箇所が固化した後の電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０の断面図を示している。図６に示すように，セパレータ１５０，１６０の溶融した箇所にはそれぞれ，溶融痕ＡＭ，ＢＭが形成されている。溶融痕ＡＭは，セパレータ１５０，１６０のはみ出し部分Ａであった箇所が溶融後，固化することで形成されたものである。図６に示すように，溶融痕ＡＭは，集電箔１２０の第１面１２１側においては，集電箔１２０の第１面１２１から活物質層１３０の端面１３２に沿って形成されている。また，溶融痕ＡＭは，集電箔１２０の第２面１２２側においては，集電箔１２０の第２面１２２から活物質層１４０の端面１４２に沿って形成されている。このため，溶融痕ＡＭは，集電箔１２０の第１面１２１，第２面１２２，活物質層１３０の端面１３２，活物質層１４０の端面１４２に密着するように形成されている。

また，溶融痕ＢＭは，セパレータ１５０，１６０のはみ出し部分Ｂであった箇所が溶融後，固化することで形成されたものである。図６に示すように，溶融痕ＢＭは，電極板１１０の端面１１１に沿って形成されている。このため，溶融痕ＢＭは，電極板１１０の端面１１１に密着するように形成されている。

ホットプレス部３０の溶融位置Ｙを通過した電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０は，製造装置１内を搬送され，次に，レーザー照射部４０が設けられた切断位置Ｚへと到達する。レーザー照射部４０は，切断位置Ｚにおいて，電極板１１０に向けてレーザー光を照射することができるものである。レーザー照射部４０は，溶融痕ＡＭ，ＢＭが形成された位置が切断位置Ｚに到達したときに，レーザー光の照射を行う。

レーザー照射部４０は，電極板１１０を切断できるレーザー光を照射することができるものである。具体的に，本形態では，レーザー照射部４０として，ファイバーレーザーを用いている。このファイバーレーザーは，波長が約１０００ｎｍのレーザー光を照射できるものである。

また，レーザー照射部４０は，レーザー光を照射しつつ，そのレーザー光の照射位置を，電極板１１０の幅方向に移動させる。つまり，電極板１１０の切断箇所は，幅方向に延びている。レーザー光の照射位置の移動は，例えば，レーザー照射部４０のレーザー光を対象物に向けて照射する照射口の移動により行うことができる。あるいは，ガルバノスキャナを用いることで，レーザー光の照射位置を移動させることも可能である。そして，レーザー光の照射位置を電極板１１０の幅方向の一端から他端まで移動させることで，電極板１１０を幅方向に切断することができる。

ここで，ファイバーレーザーは，セパレータ１５０，１６０によって吸収されないため，セパレータ１５０，１６０を直接，切断することができない波長のものである。しかし，ファイバーレーザーが電極板１１０に照射されることで，その照射箇所における電極板１１０は発熱する。この電極板１１０の発熱により，セパレータ１５０，１６０についても溶融させ，切断することができる。このため，セパレータ１５０，１６０に，電極板１１０に密着していない箇所がある場合には，その密着していないセパレータ１５０，１６０の箇所が切断されずにつながったまま残ってしまう。

しかし，前述したように，本形態のセパレータ１５０，１６０はそれぞれ，積層ロール対２０の対向位置Ｘでの積層により，活物質層１３０の積層面１３１，活物質層１４０の積層面１４１に密着するように重ねられている。さらに，セパレータ１５０，１６０は，溶融位置Ｙでの溶融により，図６において説明したように，その溶融痕ＡＭ，ＢＭの箇所においても，電極板１１０の外面に密着している。そして，レーザー照射部４０は，溶融痕ＡＭ，ＢＭが形成された位置が切断位置Ｚに到達したときに，レーザー光の照射を行っている。つまり，切断位置Ｚでは，セパレータ１５０，１６０が密着した電極板１１０の箇所にレーザー光が照射されている。

よって，本形態では，切断位置Ｚにおいて，電極板１１０を，その幅方向の一端側から他端側までレーザー光によって切断することで，その切断箇所に密着しているセパレータ１５０，１６０についても，幅方向について完全に切断することができる。これにより，本形態の切断位置Ｚでは，セパレータ１５０，１６０を，電極板１１０と同時に適切に切断することができる。そして，切断位置Ｚにおける切断により，セパレータ一体型電極板１００を製造することができる。

すなわち，本形態では，製造装置１により，積層ロール対２０の対向位置Ｘでの積層工程と，溶融位置Ｙでのセパレータ１５０，１６０の溶融工程と，切断位置Ｚでの切断工程とを行うことで，セパレータ一体型電極板１００を製造している。製造されたセパレータ一体型電極板１００は，電極板１１０の表裏に設けられた活物質層１３０，１４０が，セパレータ１５０，１６０により覆われてなるものである。

なお，製造装置１により製造されたセパレータ一体型電極板１００は，その後，電池の製造に使用される。具体的には，電極板１１０が負極板である場合，セパレータ一体型電極板１００と正極板とを交互に積層することで電極体が製造される。さらに，製造された電極体は，電池ケース内に収容される。これにより，セパレータ一体型電極板１００を用いて電池が製造される。

また，セパレータ一体型電極板１００では，活物質層１３０，１４０が確実に，セパレータ１５０，１６０によって覆われている。セパレータ１５０，１６０として，電極板１１０の幅方向における両端がそれぞれ，活物質層１３０，１４０における両端よりも外側に向けてはみ出す大きさのものを用いているからである。さらに，切断位置Ｚにおいて形成されたセパレータ一体型電極板１００の切断面においては，セパレータ１５０，１６０が電極板１１０の切断箇所と重なる同じ箇所にて切断されているため，セパレータ１５０，１６０から電極板１１０が飛び出していることがないからである。よって，セパレータ一体型電極板１００を用いることで，正負の電極板をセパレータによって確実に隔てることができ，正負の電極板同士が接触してしまうことのない電極体を製造することができる。

［第２の形態］
次に，第２の形態について説明する。本形態においても，製造されるセパレータ一体型電極板については，同じものである。本形態では，セパレータに溶融痕を形成する方法と，電極板とセパレータとを同時に切断する方法とが，第１の形態と異なる。

図７に，本形態に係る製造装置２を示す。製造装置２についても，電極板１１０とセパレータ１５０，１６０とを一体としてセパレータ一体型電極板１００を製造する装置である。

製造装置２は，巻出部１０，１１，１２と，積層ロール対２０と，レーザー照射部５０と，トムソン刃７０とを有している。このうち，巻出部１０，１１，１２，積層ロール対２０については，第１の形態と同じものである。また，巻出部１０，１１，１２よりそれぞれ巻き出される電極板１１０，セパレータ１５０，１６０についても，第１の形態と同じものである。このため，積層ロール対２０の対向位置Ｘまでは第１の形態と同様である。すなわち，電極板１１０の表裏にそれぞれセパレータ１５０，１６０が積層されるまでは，第１の形態と同じである。そして，本形態の製造装置２は，溶融位置Ｙと切断位置Ｚとに設けられた構成がそれぞれ，第１の形態と異なる。

すなわち，本形態では，積層ロール対２０の対向位置Ｘを通過した電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０は，製造装置２内を搬送され，次に，レーザー照射部５０，５１が設けられた溶融位置Ｙへと到達する。レーザー照射部５０，５１は，溶融位置Ｙにおいて，セパレータ１５０，１６０の幅方向における端部を溶融させるものである。

つまり，レーザー照射部５０，５１は，セパレータ１５０，１６０を溶融させることのできるレーザー光を照射することができるものである。具体的に，本形態では，レーザー照射部５０，５１として，ＣＯ_２レーザーを用いている。このＣＯ_２レーザーとしては，波長５μｍ〜２０μｍ，出力１Ｗ〜２０Ｗの条件で照射することが好ましい。そして，このような条件で照射されたＣＯ_２レーザーは，セパレータ１５０，１６０に吸収され，その照射箇所を溶融させることができる。なお，このＣＯ_２レーザーについては，セパレータ１５０，１６０に照射され，セパレータ１５０，１６０によって吸収されるため，電極板１１０を損傷等させてしまうことはない。

レーザー照射部５０，５１による溶融箇所は，第１の形態と同じである。つまり，本形態では，レーザー照射部５０，５１はそれぞれ，溶融位置Ｙにおいて，図３により説明した活物質層１３０，１４０の幅方向の端面から隙間Ｃ，Ｅを空けたセパレータ１５０，１６０のはみ出し部分Ａ，Ｂの先端部分Ｄ，Ｆにレーザー光を照射する。そして，その照射箇所を溶融させる。なお，レーザー照射部５０によりレーザー光の照射位置を移動させる必要がある場合には，例えば，レーザー光を対象物に向けて照射する照射口の移動やガルバノスキャナ等により，照射位置を移動させればよい。そして，溶融痕ＡＭ，ＢＭが形成される箇所は，本形態においても，第１の形態と同じである。

また，本形態では，レーザー照射部５０，５１によるレーザー光の照射は，その照射箇所の搬送方向における上流および下流の位置を，把持部６０，６１によって挟み込みつつ行う。セパレータ１５０，１６０の反り等により，セパレータ１５０，１６０が電極板１１０から浮き上がっているような場合には，溶融痕ＡＭ，ＢＭを，電極板１１０の外面に密着するように適切に形成できないおそれがあるからである。把持部６０，６１は，その搬送方向について，レーザー照射部５０，５１によるレーザー光の照射箇所に隙間をあけつつ設けられている。この隙間は，レーザー照射部５０，５１により照射されるレーザー光が通過できる程度であればよく，例えば，０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度とすることができる。また，把持部６０，６１としては，図８に示す断面形状のようなものを用いることができる。なお，図８には，すでにレーザー光が照射され，溶融痕ＢＭが形成された状態を示している。

レーザー照射部５０，５１の溶融位置Ｙを通過した電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０は，製造装置２内を搬送され，次に，トムソン刃７０が設けられた切断位置Ｚへと到達する。トムソン刃７０は，図７に示すように，切断位置Ｚにおける電極板１１０等の上方に設けられている。トムソン刃７０は，電極板１１０よりも幅方向に長い刃物である。そして，トムソン刃７０は，受型７１に向けて下降することで，電極板１１０およびセパレータ１５０，１６０を同時に切断することができる。その切断箇所は，第１の形態と同様，溶融痕ＡＭ，ＢＭが形成された位置である。

ここで，トムソン刃７０は，切断時において，受型７１に接触するまで下降するものではない。トムソン刃７０が受型７１に接触し，刃先の欠け等が生じた場合には，その後，適切な切断を行うことができないからである。つまり，トムソン刃７０の下降端では，トムソン刃７０の刃先と受型７１との間に，わずかに隙間が空くようにされている。そして，多孔性の樹脂シートであるセパレータ１５０，１６０は，弾性材料であるため，これら単独では，トムソン刃７０が下降端まで下降した際にも，トムソン刃７０の刃先と受型７１と隙間において完全に切断されないことがある。つまり，トムソン刃７０による切断時にも，セパレータ１５０，１６０に，電極板１１０に密着していない箇所がある場合には，その密着していないセパレータ１５０，１６０の箇所が切断されずにつながったまま残ってしまうおそれがある。

しかし，本形態では，セパレータ１５０，１６０が密着した電極板１１０の箇所が切断位置Ｚに到達したときに，トムソン刃７０による切断を行っている。よって，本形態においても，切断位置Ｚにおいて，セパレータ１５０，１６０を，電極板１１０とともに，幅方向について完全に切断することができる。これにより，本形態でも，切断位置Ｚにおいて，セパレータ１５０，１６０を，電極板１１０と同時に適切に切断することができる。そして，切断位置Ｚにおける切断により，セパレータ一体型電極板１００を製造することができる。すなわち，本形態においても，製造装置２による積層工程，溶融工程，切断工程により，電極板１１０の表裏に設けられた活物質層１３０，１４０が，セパレータ１５０，１６０によって覆われてなるセパレータ一体型電極板１００を製造することができる。

そして，製造装置２により製造されたセパレータ一体型電極板１００についても，その後，電池の製造に使用される。その際，セパレータ一体型電極板１００を用いることで，正負の電極板をセパレータによって確実に隔てることができ，正負の電極板同士が接触してしまうことのない電極体を製造することができる。

なお，第１の実施形態では，溶融工程をホットプレスにより行い，切断工程をファイバーレーザーにより行っている。一方，第２の実施形態では，溶融工程をＣＯ_２レーザーにより行い，切断工程をトムソン刃により行っている。しかし，溶融工程に用いる方法および切断工程に用いる方法は，第１の実施形態と第２の実施形態とで入れ替えてもよい。すなわち，溶融工程をＣＯ_２レーザーにより行い，切断工程をファイバーレーザーにより行うこととしてもよい。また，溶融工程をホットプレスにより行い，切断工程をトムソン刃により行うこととしてもよい。また，切断工程では，トムソン刃以外の刃物を用いる方法を採用してもよい。例えば，丸刃の刃物，はさみ，ギロチンシャー等を用いる方法により，切断工程を行うこともできる。また，切断工程では，電極板１１０を切断できるレーザー光であれば，ファイバーレーザーに限らず，採用することができる。

次に，上記の形態に係る実施例について，比較例とともに説明する。実施例および比較例では，それぞれ異なる方法により，セパレータ一体型電極板を作製した。次の表１に実施例および比較例に係る各セパレータ一体型電極板の作製方法について示している。

なお，実施例１，２および比較例１，２ではいずれも，最初に積層工程を行っている。この積層工程については，上記の実施形態で説明した通りである。すなわち，セパレータとして，幅方向の両端がそれぞれ，電極板の活物質層の幅方向における両端よりもはみ出す大きさのものを用いた。

また，実施例１，２および比較例１，２ではいずれも，電極板，セパレータの各材料として，同じものを用いた。具体的には，電極板として，１０μｍの厚みの銅箔を集電箔とし，その表裏の両面に６０μｍの活物質層を形成したものを用いた。また，活物質層は，活物質としてグラファイトを用いて形成した。さらに，セパレータとしては，厚み２０μｍのＰＥを用いた。なお，セパレータとしては，電極板へ付着しやすくするため，予めその両面に接着性バインダーを塗布したものを用いた。また，電極板とセパレータとの積層においては，図２にＡ，Ｂで示すセパレータの電極板からのはみ出し部分の幅方向の長さを，５ｍｍとした。

そして，表１に示すように，実施例１，２ではともに，切断工程の前に，溶融工程を行っている。すなわち，実施例１，２では，上記の実施形態において説明したように，溶融工程において，セパレータの幅方向の両端部のはみ出し部分のうち，切断工程にて切断箇所となる部分を溶融させ，溶融痕を電極板の外面に密着するように形成した。これに対し，比較例１，２ではともに，溶融工程を行わずに切断工程を行った。

なお，実施例１，２の溶融工程ではともに，図３にＣ，Ｅで示す活物質層の端面からの隙間を１ｍｍとしてセパレータのはみ出し部分の溶融を行った。つまり，図３にＤ，Ｆで示すはみ出し部分の先端部分の幅方向の長さを，４ｍｍとした。

また，実施例１の溶融工程では，搬送方向に設けられた２対の把持部に，溶融対象箇所の搬送方向に０．５ｍｍの隙間を開けつつ，溶融対象箇所の搬送方向における上流および下流の位置を把持させ，その把持部同士の隙間に，ＣＯ_２レーザーを照射した。ＣＯ_２レーザーの照射条件は，波長９．３μｍ，出力２０Ｗ，レーザースポット径２６５μｍとし，ガルバノスキャナを用いて溶融対象箇所に照射した。

また，実施例２の溶融工程では，プレスヘッド対として，図４および図５にそれぞれＧ，Ｈで示す先端の搬送方向における長さが０．５ｍｍのものを用いた。さらに，プレスヘッド対の先端を３００℃まで加熱することで，溶融対象箇所を溶融させた。

また，表１には，実施例１，２および比較例１，２についてそれぞれ，不良率を示している。不良率は，実施例１，２および比較例１，２の各方法によりそれぞれ１０枚，セパレータ一体型電極板を作製し，切断工程で切断がなされた切断箇所にて，セパレータが完全に切断されていないものを不良とした。

表１に示すように，比較例１，２ではともに，不良率が高いものであった。比較例１，２では，溶融工程を行っていないことにより，セパレータのはみ出し部分が電極板に密着していない状態で切断工程を行っている。このため，比較例１，２ではともに，切断工程において，セパレータのはみ出し部分が適切に切断されず，つながったままで残ってしまっていた。

これに対し，切断工程前に溶融工程を行った実施例１，２ではともに，不良率が０％であった。すなわち，本形態に係る方法により，セパレータ一体型電極板を，セパレータの切断不良を生じさせることなく作製できることが確認された。

以上詳細に説明したように，本実施の形態では，電極板１１０の表裏に設けられた活物質層１３０，１４０を，セパレータ１５０，１６０によって覆うことで，セパレータ一体型電極板１００を製造する。つまり，本形態において，電極板１１０のうち，活物質層１３０，１４０の形成領域が，セパレータ１５０，１６０により覆われる被覆領域である。セパレータ一体型電極板１００の製造工程としては，積層工程と，溶融工程と，切断工程とをこの順に行う。積層工程では，電極板１１０の活物質層１３０，１４０の積層面１３１，１４１にそれぞれ，セパレータ１５０，１６０を重ね合わせる。溶融工程では，電極板１１０に重ね合わせたセパレータ１５０，１６０を溶融させ，溶融痕ＡＭ，ＢＭを形成する。切断工程では，電極板１１０を，幅方向に延びる切断箇所にて，セパレータ１５０，１６０とともに切断する。そして，積層工程では，セパレータ１５０，１６０として，幅方向の両端がそれぞれ，活物質層１３０，１４０の幅方向における両端よりも外側に向けてはみ出す大きさのものを用いている。さらに，溶融工程では，セパレータ１５０，１６０のはみ出し部分Ａ，Ｂのうち，切断工程で切断箇所となる部分を溶融させ，溶融痕ＡＭ，ＢＭを電極板１１０の外面に密着するように形成している。これにより，電極板と電極板に重ね合わせたセパレータとを同時に適切に切断し，セパレータ一体型電極板を製造するセパレータ一体型電極板の製造方法が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，上記の実施形態では，溶融工程において，セパレータの幅方向における活物質層の両端からのはみ出し部分のうち，切断工程において切断箇所となる部分だけを溶融し，溶融痕を形成している。しかし，溶融痕は，少なくとも切断工程において切断箇所となる部分に形成されていればよく，搬送方向について連続して形成されていてもよい。このように搬送方向について連続して溶融させる溶融工程では，例えば，回転軸方向を電極板等の幅方向に合わせて設けた，ローラー状の加熱部材を用いることができる。

１製造装置
２０積層ロール対
３０ホットプレス部
４０レーザー照射部
１００セパレータ一体型電極板
１１０電極板
１２０集電箔
１３０，１４０活物質層
１５０，１６０セパレータ
Ａ，Ｂはみ出し部分
ＡＭ，ＢＭ溶融痕
Ｘ対向位置
Ｙ溶融位置
Ｚ切断位置

Claims

電極板の表裏に設けられた被覆領域がセパレータにより覆われているセパレータ一体型電極板の製造方法において，
前記電極板の表裏の前記被覆領域にそれぞれ前記セパレータを重ね合わせる積層工程と，
前記電極板に重ね合わせた前記セパレータを溶融させ，溶融痕を形成する溶融工程と，
前記溶融工程よりも後に，前記電極板を，前記電極板の幅方向に延びる切断箇所にて，前記溶融痕が形成された前記セパレータとともに切断する切断工程とを有し，
前記積層工程では，
前記セパレータとして，前記幅方向の両端がそれぞれ，前記被覆領域の幅方向における両端よりも外側に向けてはみ出す大きさのものを用い，
前記溶融工程では，
前記セパレータの前記被覆領域からのはみ出し部分のうち，少なくとも前記切断箇所となる部分については，溶融させることで前記電極板の外面に密着するように形成された前記溶融痕とすることを特徴とするセパレータ一体型電極板の製造方法。