JP6736953B2 - 電極の製造方法及びロータリーダイカッタ - Google Patents

Description

本発明は、帯状の電極材料を個片の電極の形状に切断する切断工程を備えた電極の製造方法及びロータリーダイカッタに関する。

例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、駆動源としてのモータで使用される電力を蓄えるための蓄電装置が搭載されている。このような蓄電装置としては、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池といった二次電池が知られている。二次電池は、活物質層を有する正極及び負極の電極が層状に重なった電極組立体を備える。電極組立体の構造としては、一定長の長尺な正極及び負極の電極を、重ね合わせた状態で筒状に巻き上げた捲回式と、概略矩形をなす正極及び負極の電極を、交互に多数積層した積層式と、が知られている。例えば、リチウムイオン二次電池などの電極では、集電体としての金属箔を備え、金属箔の表面に活物質層を備えた構成が多用されている。

例えば特許文献１には、電極の製造過程に使用される装置として、帯状の電極材料を切断することにより、予め定めた矩形形状の電極を切り出すロータリーダイカッタを備えた装置が開示されている。

特開２００９−６６６７６号公報

積層式の電極組立体を採用する場合、蓄電装置の製造工程上、前述の切断工程の後、個片となった正極又は負極の電極は、一旦、個々に収容具（マガジン）に積層される、又は積層装置に直接搬送され、電極組立体の形成に用いられる。しかしながら、帯状の電極材料から個片の電極を切り出す場合、電極材料から切り離された電極は、ロータリーダイカッタから搬送装置、例えばベルトコンベアに乗り移る際に、その姿勢にバラツキが生じる。個片となった電極は、例えば、幅方向の一端が先にベルトコンベアに接触することにより受ける力でも、容易に回転や変位してしまう。このように、個片となった電極の位置や姿勢のバラツキが大きいと、収容具に集積する場合も、積層装置において積層を行う場合も、その前に、一旦姿勢を整えるための装置・工程が必要となる。

本発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、搬送中であっても切り出した電極の位置決めができる電極の製造方法及びロータリーダイカッタを提供することにある。

上記問題点を解決するための電極の製造方法は、帯状集電箔の表面に形成された塗工部と、前記塗工部に隣接し、前記帯状集電箔の長手方向に沿って存在し前記帯状集電箔の露出した露出部と、を備える電極材料を、個片の電極の形状に切断する切断工程を備えた電極の製造方法であって、前記切断工程は、切刃を周面に備えるダイロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含むロータリーダイカッタによって行われ、前記電極材料を搬送しながら前記ダイロールと前記アンビルロールの間を通過させる際、嵩上げ部により前記露出部を前記アンビルロールの周面から嵩上げしつつ、前記切刃の形状に沿って前記電極材料の切断を行い、前記塗工部と前記嵩上げ部との間に形成された隙間により、該隙間に対応した露出部に非切断部を形成することを要旨とする。

これによれば、電極材料がダイロールとアンビルロールの間を通過する際、塗工部の厚みによってアンビルロールの周面より高い位置にある露出部であっても、嵩上げ部によってアンビルロールから嵩上げされた位置に支持される。

露出部のうち隙間に対応した部分では、露出部に押し当てられた切刃の一部が隙間に逃げ、切刃が押し当てられながらも露出部の繋がった非切断部が形成される。このため、電極として切り出される部分と、電極とは異なる部分とが非切断部によって繋がっている。よって、切り出された電極がロータリーダイカッタから、例えば搬送装置に乗り移る際に、その姿勢がバラツクことを抑制できる。したがって、切断工程の後工程で、切り出された電極を収容具に集積する場合、又は積層装置において積層を行う場合に、電極の姿勢を整える必要がない。

また、電極の製造方法について、前記電極材料が切断される過程で、前記非切断部では、前記切刃が押し当てられて前記露出部に切れ込みが形成されてもよい。
これによれば、切断工程では、非切断部が形成されると同時に切れ込みが形成される。このため、露出部に切れ込みが形成されることで、非切断部の厚みが露出部より薄くなり、電極として切り出される部分を、電極とは異なる部分から分離しやすくなる。

また、電極の製造方法について、前記切れ込みは、前記電極材料の搬送方向に沿って延びる切刃の一部により前記露出部が切られて形成される。
これによれば、非切断部及び切れ込みは、搬送方向に沿って延びる状態に形成される。このため、電極が搬送方向へ案内されていくに連れて非切断部が切断され、非切断部を簡単に切断することができる。

また、電極の製造方法について、前記非切断部を破断する工程を備え、該破断する工程では、前記電極材料のうち前記電極として切り出される部分を、前記電極材料の搬送方向である第１方向へ案内する一方で、前記電極として切り出される部分とは異なる部分を、前記第１方向とは異なる方向へ案内する。

これによれば、案内方向が異なるため、非切断部に負荷が付与される。この負荷によって非切断部が破断される。このため、簡単な構成により、非切断部を破断することができる。

上記問題点を解決するためのロータリーダイカッタは、帯状集電箔の表面に形成された塗工部と、前記塗工部に隣接し、前記帯状集電箔の長手方向に沿って存在し前記帯状集電箔の露出した露出部と、を備える電極材料を、個片の電極の形状に切断するロータリーダイカッタであって、切刃を周面に備えるダイロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含み、前記ダイロールと前記アンビルロールの間を通過する前記電極材料のうち前記露出部を前記アンビルロールの周面から嵩上げする嵩上げ部を有するとともに、前記塗工部と前記嵩上げ部との間に存在する隙間を有し、前記隙間に対応して前記切刃の一部が配置されていることを要旨とする。

これによれば、電極材料がダイロールとアンビルロールの間を通過する際、塗工部の厚みによってアンビルロールの周面より高い位置にある露出部であっても、嵩上げ部によってアンビルロールから嵩上げされた位置に支持される。露出部のうち隙間に対応した部分では、露出部に押し当てられた切刃の一部を隙間に逃がすことができ、露出部には、該露出部の繋がった非切断部を形成することができる。このため、ロータリーダイカッタにより、電極として切り出される部分を、電極とは異なる部分と非切断部によって繋げた状態に切断することができる。

その結果として、切り出された電極がロータリーダイカッタから、例えば搬送装置に乗り移る際に、その姿勢がバラツクことを抑制できる。したがって、切断工程の後工程で、切り出された電極を収容具に集積する場合、又は積層装置において積層を行う場合に、電極の姿勢を整える必要がない。

本発明によれば、搬送中であっても切り出した電極の位置決めができる。

二次電池を模式的に示す斜視図。 電極組立体を模式的に示す斜視図。 （ａ）は電極製造設備を模式的に示す側面図、（ｂ）は電極材料を示す拡大断面図。 ロータリーダイカッタを模式的に示す斜視図。 （ａ）は正極電極の切断予定線を示す平面図、（ｂ）は負極電極の切断予定線を示す平面図。 （ａ）はロータリーダイカッタによって正極の電極材料を切断する状態を示す図、（ｂ）は切れ込み及び非切断部を示す拡大断面図。 正極の電極材料を切った状態を示す平面図。 （ａ）はロータリーダイカッタによって負極の電極材料を切断する状態を示す図、（ｂ）はタブ用刃部付近を示す拡大断面図。 負極電極を切った状態を示す平面図。 正極電極を切り出した状態を示す斜視図。 ロータリーダイカッタの別例を模式的に示す側面図。 ロータリーダイカッタの別例を模式的に示す側面図。 負極電極の別例を示す平面図。

以下、電極の製造方法及びロータリーダイカッタを具体化した一実施形態を図１〜図１０にしたがって説明する。
図１に示すように、二次電池１０は、例えばリチウムイオン二次電池である。二次電池１０は、電極組立体１１と、図示しない電解液と、電極組立体１１及び電解液を収容しているケース１２と、を備える。

図２に示すように、電極組立体１１は、電極としての複数の正極電極１３と、電極としての複数の負極電極１６と、複数のセパレータ２４と、を備える。正極電極１３と負極電極１６とは、セパレータ２４によって相互に絶縁された状態で層状に重なっている。

正極電極１３は、矩形シート状である。正極電極１３は、正極集電箔１４を備える。正極集電箔１４は、例えばアルミニウム箔である。正極電極１３は、正極集電箔１４の両面を覆う正極活物質層１５を備える。正極電極１３は、正極集電箔１４の一辺から突出した形状の正極タブ１４ａを備える。

正極電極１３は、正極タブ１４ａの突出した長辺に沿う第１の縁１３ａを備える。正極タブ１４ａは、第１の縁１３ａの途中から突出した形状である。正極電極１３は、第１の縁１３ａの対辺となる長辺に第２の縁１３ｂを備える。また、正極電極１３は、第１の縁１３ａと第２の縁１３ｂの一端同士を繋ぐ短辺に第３の縁１３ｃを備え、第１の縁１３ａと第２の縁１３ｂの他端同士を繋ぐ短辺に第４の縁１３ｄを備える。

正極電極１３は、第１の縁１３ａに沿って正極未塗工部１４ｂを備える。正極未塗工部１４ｂは、正極活物質層１５が存在せず、正極集電箔１４が露出した部分である。
負極電極１６は、矩形シート状である。負極電極１６は、負極集電箔１７を備える。負極集電箔１７は、例えば銅箔である。負極電極１６は、負極集電箔１７の両面を覆う負極活物質層１８を備える。負極電極１６は、負極集電箔１７の一辺から突出した形状の負極タブ１７ａを備える。

負極電極１６は、負極タブ１７ａの突出した長辺に沿う第１の縁１６ａを備える。負極タブ１７ａは、第１の縁１６ａの途中から突出した形状である。負極電極１６は、第１の縁１６ａの対辺となる長辺に第２の縁１６ｂを備える。また、負極電極１６は、第１の縁１６ａと第２の縁１６ｂの一端同士を繋ぐ短辺に第３の縁１６ｃを備え、第１の縁１６ａと第２の縁１６ｂの他端同士を繋ぐ短辺に第４の縁１６ｄを備える。

負極電極１６の隣り合う２辺（長辺及び短辺）の長さは、正極電極１３の隣り合う２辺（長辺及び短辺）の長さより長く、負極電極１６は、正極電極１３より一回り大きい。また、負極活物質層１８の隣り合う２辺（長辺及び短辺）の長さは、正極活物質層１５の隣り合う２辺（長辺及び短辺）の長さより長く、負極活物質層１８は、正極活物質層１５より一回り大きい。なお、セパレータ２４の平面形状は、負極電極１６の平面形状と同じであり、正極電極１３より一回り大きい。

次に、電極製造設備３０について説明する。
図３（ａ）及び図４に示すように、電極製造設備３０は、帯状の電極材料２０を個片の正極電極１３又は負極電極１６の形状に切断する切断工程を行うための設備である。電極製造設備３０には、電極材料２０が供給される。

搬送方向Ｄ１は、電極製造設備３０において、電極材料２０が搬送される方向を示している。搬送方向Ｄ１は、電極材料２０の長手方向と一致する。また、幅方向Ｄ２は、電極材料２０の面に沿う方向のうち、搬送方向Ｄ１と直交する方向を示している。

ここで、電極材料２０について説明する。
図３（ｂ）及び図４に示すように、帯状の電極材料２０は帯状集電箔２１と、帯状集電箔２１の一方の面に存在する第１の塗工部２２ａ及び他方の面に存在する第２の塗工部２２ｂと、を備える。正極電極１３用の電極材料２０においては、帯状集電箔２１は正極集電箔１４となる部位であり、負極電極１６用の電極材料２０においては、帯状集電箔２１は負極集電箔１７となる部位である。また、正極電極１３用の電極材料２０においては、各塗工部２２ａ，２２ｂは正極活物質層１５となる部位であり、負極電極１６用の電極材料２０においては、各塗工部２２ａ，２２ｂは負極活物質層１８となる部位である。

各塗工部２２ａ，２２ｂは、活物質、導電剤、溶媒及びバインダを混合したペースト状の活物質合剤を帯状集電箔２１の表面に塗布し、乾燥した後、加圧して形成されている。各塗工部２２ａ，２２ｂは、電極材料２０の長手方向に沿って、帯状に一定の幅で延びている。また、電極材料２０は、電極材料２０の長手方向に沿って存在する露出部２３を備える。本実施形態では、電極材料２０は、両方の長縁部Ｅ１，Ｅ２に沿って存在する露出部２３を備える。各露出部２３は、帯状集電箔２１の長手方向に沿って一定幅で露出している。露出部２３は、帯状集電箔２１において塗工部２２ａ，２２ｂが存在しない部位であり、帯状集電箔２１が露出した部分である。第１の塗工部２２ａ及び第２の塗工部２２ｂに対し、露出部２３は電極材料２０の幅方向Ｄ２に隣接している。本実施形態では、電極材料２０の幅方向Ｄ２に沿って、一方の露出部２３、塗工部２２ａ，２２ｂ及び他方の露出部２３が並んでいる。

電極製造設備３０について詳しく説明する。
図３（ａ）及び図４に示すように、電極製造設備３０は、電極材料２０を供給する供給部３１を備える。供給部３１は、ロール状に捲回された電極材料２０を支持するホルダ３２を備える。ホルダ３２は、電極材料２０の搬送速度にあわせて、電極材料２０を送出する。電極製造設備３０は、電極材料２０を搬送する円柱状の搬送ロール３３を、電極材料２０を挟んで一対備える。搬送ロール３３の軸心は、幅方向Ｄ２に沿って延びる。搬送ロール３３は、図示しない駆動装置によって軸心まわりで回転する。なお、電極材料２０は、第２の塗工部２２ｂが下側になる状態で搬送される。

電極製造設備３０は、ロータリーダイカッタ３４を備える。ロータリーダイカッタ３４は、電極材料２０を、正極電極１３又は負極電極１６の外形に沿って予め決められた切断予定線２０ａで切断するための装置である。切断予定線２０ａは、電極材料２０において、切断が予定されている部位である。この実施形態において、切断予定線２０ａは、予め定めた形状である正極電極１３又は負極電極１６の輪郭と同一の形状であり、閉環状である。

図５（ａ）に示すように、正極電極１３の切断予定線２０ａのうち、正極電極１３の第１の縁１３ａ及び正極タブ１４ａに対応した部分は、露出部２３上に設定され、第１の縁１３ａは搬送方向Ｄ１に延び、正極タブ１４ａは搬送方向Ｄ１及び幅方向Ｄ２に延びる。切断予定線２０ａのうち、正極電極１３の第３の縁１３ｃ及び第４の縁１３ｄに対応した部分は、露出部２３と塗工部２２ａ，２２ｂを横断して設定され、電極材料２０の幅方向Ｄ２に延びる。切断予定線２０ａのうち、正極電極１３の第２の縁１３ｂに対応した部分は、塗工部２２ａ，２２ｂ上に設定され、電極材料２０の搬送方向Ｄ１に延びる。

図５（ｂ）に示すように、負極電極１６の切断予定線２０ａのうち、負極電極１６の第１の縁１６ａ及び負極タブ１７ａの基端側に対応した部分は、塗工部２２ａ，２２ｂに上に設定されている。切断予定線２０ａのうち、第１の縁１６ａに対応した部分は、電極材料２０の搬送方向Ｄ１に延び、負極タブ１７ａの基端側に対応した部分は幅方向Ｄ２に延びる。切断予定線２０ａのうち、負極タブ１７ａの先端側に対応した部分は、露出部２３上に設定されている。切断予定線２０ａのうち、負極電極１６の第３の縁１６ｃ及び第４の縁１６ｄに対応した部分は、塗工部２２ａ，２２ｂ上に設定され、電極材料２０の幅方向Ｄ２に延びる。また、切断予定線２０ａのうち、第２の縁１６ｂに対応した部分は、塗工部２２ａ，２２ｂ上に設定され、電極材料２０の搬送方向Ｄ１に延びる。

図４に示すように、ロータリーダイカッタ３４は、ダイロール３５と、アンビルロール４５とを備える。ロータリーダイカッタ３４は、正極電極１３を切り出すための正極用のロータリーダイカッタ３４と、負極電極１６を切り出すための負極用のロータリーダイカッタ３４とを備える。

ダイロール３５の軸心、及び、アンビルロール４５の軸心は、幅方向Ｄ２に沿って延び、かつ互いに平行である。ダイロール３５及びアンビルロール４５は、軸心まわりで回転できるように図示しない駆動装置に支持されている。

ダイロール３５は、円柱状のロール本体３６と、ロール本体３６の径方向外側に突出する形状の切刃４０とを備え、ロール本体３６が回転することで切刃４０が移動する。切刃４０は、正極電極１３又は負極電極１６の切断予定線２０ａの形状に合わせた閉環状である。切刃４０は、ロール本体３６の周方向に沿って延びる形状の一対の第１刃部４１を備える。

また、切刃４０は、一方の第１刃部４１の途中にタブ用刃部４２を備える。タブ用刃部４２は、ロール本体３６の軸方向に沿う一対の長刃４２ａと、ロール本体３６の周方向に沿い、一対の長刃４２ａ同士を繋ぐ短刃４２ｂとを備える。切刃４０は、ロール本体３６の軸方向に沿って周面から突出する形状の一対の第２刃部４３を備える。各第２刃部４３は、一対の第１刃部４１の両端の間で延び、第１刃部４１同士を繋いでいる。

正極用のダイロール３５において、第１刃部４１の長手方向への長さは、正極電極１３の第１の縁１３ａ及び第２の縁１３ｂの長さと同じである。また、第２刃部４３の長手方向への長さは、正極電極１３の第３の縁１３ｃ及び第４の縁１３ｄの長さと同じである。加えて、タブ用刃部４２の形状は、正極タブ１４ａの形状と同じである。

負極用のダイロール３５において、第１刃部４１の長手方向への長さは、負極電極１６の第１の縁１６ａ及び第２の縁１６ｂの長さと同じである。また、第２刃部４３の長手方向への長さは、負極電極１６の第３の縁１６ｃ及び第４の縁１６ｄの長さと同じである。加えて、タブ用刃部４２の形状は、負極タブ１７ａの形状と同じである。

図６（ｂ）又は図８（ｂ）に示すように、切刃４０の先端とアンビルロール４５の周面が最接近した状態では、切刃４０の先端とアンビルロール４５の周面との間にはクリアランスが存在し、切刃４０の先端はアンビルロール４５の周面に接触しない。

図６（ａ）又は図８（ａ）に示すように、ロータリーダイカッタ３４は、アンビルロール４５の軸方向両端に嵩上げ部４６を備える。嵩上げ部４６は、樹脂製の帯材をアンビルロール４５の周面に貼り付けて形成されている。アンビルロール４５の径方向に沿った嵩上げ部４６の寸法を厚みとする。正極用のロータリーダイカッタ３４において、嵩上げ部４６の厚みは、正極の電極材料２０の塗工部２２ａ，２２ｂの厚みと同じに設定され、負極用のロータリーダイカッタ３４において、嵩上げ部４６の厚みは、負極の電極材料２０の塗工部２２ａ，２２ｂの厚みと同じに設定される。

電極材料２０は、第２の塗工部２２ｂがアンビルロール４５に支持される状態で、ダイロール３５とアンビルロール４５の間を通過する。このとき、各露出部２３は、嵩上げ部４６の上に載る状態でダイロール３５とアンビルロール４５の間を通過する。よって、第２の塗工部２２ｂの厚みによって、露出部２３がアンビルロール４５の周面より高い位置にあっても、露出部２３は嵩上げ部４６によってアンビルロール４５の周面から嵩上げされる。また、アンビルロール４５の軸方向において、嵩上げ部４６は、第２の塗工部２２ｂの長手方向に沿う縁から離れた位置にあり、アンビルロール４５の軸方向に沿って、第２の塗工部２２ｂと嵩上げ部４６との間には隙間Ｓが形成される。

図６（ｂ）に示すように、正極の電極材料２０を切断する場合、隙間Ｓには、タブ用刃部４２に繋がる一方の第１刃部４１が対峙する。一方、図８（ｂ）に示すように、負極の電極材料２０を切断する場合、隙間Ｓには、タブ用刃部４２における一対の長刃４２ａの基端側が対峙する。

図３（ａ）に示すように、電極製造設備３０は、電極材料２０から正極電極１３又は負極電極１６を切り出す切断機構５０を備える。切断機構５０は、円柱状の分離ロール５１を備える。分離ロール５１の軸心は、幅方向Ｄ２に沿って延びる。分離ロール５１は、軸心まわりで回転できるように図示しない駆動装置に支持されている。

分離ロール５１は、切り出される正極電極１３又は負極電極１６を第１方向としての搬送方向Ｄ１へ案内する。搬送方向Ｄ１は、電極材料２０の搬送方向Ｄ１と一致している。その一方で、分離ロール５１は、正極電極１３又は負極電極１６が分離された電極材料２０の残部である端材５４を、搬送方向Ｄ１とは異なる第２方向としての搬送方向Ｄ３へ案内する。この実施形態において、端材５４は、切断予定線２０ａより外側の部分であり、正極電極１３又は負極電極１６と異なる部分である。電極製造設備３０は、切り出された正極電極１３又は負極電極１６を搬送方向Ｄ１へ搬送する搬送装置５２を備える。

次に、電極製造設備３０による正極電極１３又は負極電極１６の製造方法を作用とともに記載する。
電極材料２０を、個片の正極電極１３又は負極電極１６の形状に切断する切断工程を行う際、図６（ａ）に示すように、正極の電極材料２０は、第２の塗工部２２ｂがアンビルロール４５に支持されるとともに、露出部２３が嵩上げ部４６に支持される状態で、ダイロール３５とアンビルロール４５の間を通過する。切断工程では、嵩上げ部４６により、露出部２３をアンビルロール４５の周面から嵩上げしつつ、切刃４０の形状に沿って電極材料２０の切断を行う。

図７の２点鎖線に示すように、切刃４０のうち、タブ用刃部４２に繋がる一方の第１刃部４１及びタブ用刃部４２は露出部２３に押し込まれ、他方の第１刃部４１、及び一対の第２刃部４３は、第１の塗工部２２ａに押し込まれる。

このとき、他方の第１刃部４１及び一対の第２刃部４３は、第１の塗工部２２ａ及び帯状集電箔２１を貫通するが、第２の塗工部２２ｂは貫通しない。しかし、切刃４０の進入により、第２の塗工部２２ｂは割れ、正極電極１３の第２の縁１３ｂ、第３の縁１３ｃ、及び第４の縁１３ｄに沿う部分は全切断される。

また、図６（ｂ）に示すように、タブ用刃部４２に繋がる一方の第１刃部４１は、露出部２３に押し当てられながら隙間Ｓに逃げ込み、露出部２３を隙間Ｓに向けて押し込みながら切る。このとき、嵩上げ部４６の厚みは、切刃４０がアンビルロール４５の周面に最接近したときのクリアランスより大きい。このため、露出部２３は、隙間Ｓに押し込まれながらも、嵩上げ部４６によって切刃４０の届く位置まで嵩上げされており、露出部２３には切れ込み２３ａが形成される。

その結果、露出部２３のうち、隙間Ｓに押し込まれた部分には、電極材料２０の長手方向に沿って切れ込み２３ａが形成され、全切断はされない。よって、図７に示すように、正極電極１３の第１の縁１３ａに沿う部分には、切れ込み２３ａが形成されるとともに、金属箔のみで形成された非切断部２３ｂが形成される。非切断部２３ｂは、切断前の露出部２３の厚みより薄く、切断前と比べて破断されやすくなった部分である。

また、タブ用刃部４２は、露出部２３に押し当てられると、露出部２３を嵩上げ部４６に向けて押し込み、露出部２３を全切断する。
その結果、図７の実線に示すように、正極電極１３のうち、正極タブ１４ａ、第２の縁１３ｂ、第３の縁１３ｃ、及び第４の縁１３ｄに沿う部分は全切断される。その一方で、図７の２点鎖線に示すように、第１の縁１３ａに沿う部分のみが、非切断部２３ｂによって電極材料２０と繋がった状態となる。

図８（ａ）に示すように、負極の電極材料２０は、第２の塗工部２２ｂがアンビルロール４５に支持されるとともに、露出部２３が嵩上げ部４６に支持される状態で、ダイロール３５とアンビルロール４５の間を通過する。切断工程では、嵩上げ部４６により、露出部２３をアンビルロール４５の周面から嵩上げしつつ、切刃４０の形状に沿って電極材料２０の切断を行う。

図９の２点鎖線に示すように、切刃４０のうち、タブ用刃部４２の長刃４２ａの基端部、一対の第１刃部４１及び一対の第２刃部４３は第１の塗工部２２ａに押し込まれる。このとき、長刃４２ａの基端部、一対の第１刃部４１及び一対の第２刃部４３は、第１の塗工部２２ａ及び帯状集電箔２１を貫通するが、第２の塗工部２２ｂは貫通しない。しかし、切刃４０の進入により、第２の塗工部２２ｂは割れ、負極タブ１７ａの基端部、第１の縁１６ａ、第２の縁１６ｂ、第３の縁１６ｃ、及び第４の縁１６ｄに沿う部分は全切断される。

また、図８（ｂ）に示すように、タブ用刃部４２のうち、一対の長刃４２ａの先端部及び短刃４２ｂは、露出部２３に押し当てられると、露出部２３を嵩上げ部４６に向けて押し込み、露出部２３を全切断する。

また、タブ用刃部４２のうち、一対の長刃４２ａの一部は、露出部２３に押し当てられながら隙間Ｓに逃げ込み、露出部２３を隙間Ｓに向けて押し込みながら切る。このとき、嵩上げ部４６の厚みは、切刃４０がアンビルロール４５の周面に最接近したときのクリアランスより大きい。このため、露出部２３は、隙間Ｓに押し込まれながらも、嵩上げ部４６によって切刃４０の届く位置まで嵩上げされており、露出部２３に切れ込み２３ａを形成することができる。

その結果、露出部２３のうち、隙間Ｓに押し込まれた部分には、電極材料２０の幅方向Ｄ２に沿って僅かに切れ込み２３ａが形成され、全切断はされない。このため、負極タブ１７ａに沿う部分には、金属箔のみで形成された非切断部２３ｂが形成される。

その結果、図９の実線に示すように、負極電極１６のうち、負極タブ１７ａの先端部及び基端部、第１の縁１６ａ、第２の縁１６ｂ、第３の縁１６ｃ及び第４の縁１６ｄに沿う部分は全切断される。その一方で、図９の２点鎖線に示すように、負極タブ１７ａに沿う一部が、非切断部２３ｂで電極材料２０と繋がった状態となる。

そして、図３（ａ）に示すように、正極電極１３は、搬送方向Ｄ１の下流側の端部が搬送装置５２に乗ると、正極電極１３が搬送装置５２に引っ張られ、該搬送装置５２に乗り移る。その一方で、図１０に示すように、電極材料２０から正極電極１３が切り出されて残った端材５４は分離ロール５１によって搬送方向Ｄ３へ案内される。

端材５４が、正極電極１３の搬送方向と異なる搬送方向Ｄ３へ案内されていくと、非切断部２３ｂに負荷が掛かり、正極電極１３が搬送方向Ｄ１へ案内されていくに連れて非切断部２３ｂが裂けていき、非切断部２３ｂが破断される。その結果、正極電極１３と電極材料２０が分離され、正極電極１３のみが搬送装置５２に乗り移り、搬送される。

また、負極電極１６は、搬送方向Ｄ１の下流側の端部が搬送装置５２に乗ると、負極電極１６が搬送装置５２に引っ張られ、該搬送装置５２に乗り移る。その一方で、端材５４は分離ロール５１によって搬送方向Ｄ３へ案内される。端材５４が、負極電極１６の搬送方向と異なる搬送方向Ｄ３へ案内されていくと、非切断部２３ｂに負荷が掛かり、負極電極１６が搬送方向Ｄ１へ案内されていくに連れて非切断部２３ｂが破断される。その結果、負極電極１６と電極材料２０が分離され、負極電極１６のみが搬送装置５２に乗り移り、搬送される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）アンビルロール４５に嵩上げ部４６を設け、電極材料２０がダイロール３５とアンビルロール４５の間を通過する際、嵩上げ部４６によって露出部２３をアンビルロール４５の周面から嵩上げした状態に支持するようにした。また、アンビルロール４５に支持された第２の塗工部２２ｂと嵩上げ部４６との間に隙間Ｓを空けた。

そして、正極電極１３を電極材料２０から切り出す際は、露出部２３を押す第１刃部４１を隙間Ｓに逃がすことで、露出部２３に非切断部２３ｂを形成することができる。また、負極電極１６を切り出す際は、露出部２３を押すタブ用刃部４２の一部を隙間Ｓに逃がすことで、露出部２３に非切断部２３ｂを形成することができる。

このため、正極電極１３又は負極電極１６が搬送装置５２に乗り移る際、搬送装置５２に正極電極１３又は負極電極１６の端部が接触することによって、正極電極１３又は負極電極１６が力を受けても姿勢がバラツクことを抑制できる。したがって、切断工程の後工程で、切り出された正極電極１３又は負極電極１６を収容具に集積する場合、又は積層装置において積層を行う場合に、正極電極１３又は負極電極１６の姿勢を整える必要もなく、姿勢を整えるための装置・工程も必要がない。

（２）ロータリーダイカッタ３４によって正極電極１３又は負極電極１６を電極材料２０から切り出す際は、第１刃部４１を隙間Ｓに逃がすことで、露出部２３に切れ込み２３ａを形成しつつ、非切断部２３ｂを形成することができる。切れ込み２３ａが形成されることで非切断部２３ｂの厚みは、切断前の露出部２３の厚みより薄くなっており、正極電極１３又は負極電極１６と端材５４とを簡単に分離することができる。

（３）正極の電極材料２０を切断する際、非切断部２３ｂを電極材料２０の搬送方向Ｄ１に沿って露出部２３に形成する。このため、正極電極１３が搬送方向Ｄ１に搬送されていくのに合わせて、非切断部２３ｂが裂けながら破断していく。よって、正極電極１３の第１の縁１３ａにバリ等を発生させずに切り出すことができる。

（４）正極電極１３又は負極電極１６として切り出される部分と、その他の部分（端材５４）とが、露出部２３の非切断部２３ｂのみで繋がっている。そして、正極電極１３又は負極電極１６が搬送装置５２に乗り移ると、正極電極１３又は負極電極１６と端材５４との案内方向が異なるため、非切断部２３ｂに負荷が付与される。この負荷によって、非切断部２３ｂが破断する。このため、簡単な構成により、正極電極１３又は負極電極１６と端材５４とを簡単に分離することができる。

（５）嵩上げ部４６の厚みは、切刃４０がアンビルロール４５の周面に最接近したときのクリアランスより大きい。このため、嵩上げ部４６により、露出部２３を切刃４０の届く位置まで嵩上げすることができ、切れ込み２３ａ及び非切断部２３ｂを形成することができる。

（６）嵩上げ部４６は、アンビルロール４５の周方向の全体に亘って予め貼り付けられている。このため、アンビルロール４５の周方向のいずれの場所であっても露出部２３を嵩上げすることができる。

（７）負極電極１６を切り出す際、非切断部２３ｂは、電極材料２０の幅方向Ｄ２に沿うように短く形成される。負極電極１６は、正極電極１３と異なり、未塗工部が存在しない。このため、露出部２３から切り出される部分は、負極タブ１７ａに沿う部分だけであり、電極材料２０の幅方向Ｄ２に沿う部分になる。負極電極１６が搬送装置５２に乗り移る際、幅方向Ｄ２に沿う部分は破断しにくい。よって、負極電極１６に関しては、非切断部２３ｂを短くすることで、端材５４からの分離が行いやすくなる。

（８）非切断部２３ｂは帯状集電箔２１に形成される。このため、非切断部２３ｂが破断されても活物質粒子といった異物が発生しない。
（９）非切断部２３ｂを露出部２３に形成し、第２の塗工部２２ｂに形成しない。第２の塗工部２２ｂに非切断部２３ｂを形成するには、切刃４０の進入時に第２の塗工部２２ｂが割れないようにする必要があり、非切断部２３ｂの厚みが厚くなりやすい。すると、非切断部２３ｂを破断した際、活物質粒子等の異物が発生しやすくなる。よって、露出部２３に非切断部２３ｂを形成するのが好ましい。

（１０）第２の塗工部２２ｂの厚み分、アンビルロール４５の周面より高い位置にある露出部２３であっても、嵩上げ部４６によって嵩上げされる。このため、露出部２３が垂れることを無くし、露出部２３が切り易くなる。そして、嵩上げ部４６によって露出部２３を嵩上げする際に隙間Ｓを形成することで、露出部２３における隙間Ｓと対応した位置に非切断部２３ｂを形成し、搬送中であっても切り出した正極電極１３又は負極電極１６の位置決めができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 樹脂製の帯材をアンビルロール４５の周面に貼り付けて嵩上げ部４６を形成したが、嵩上げ部４６は、アンビルロール４５と別体とされていてもよい。

図１１に示すように、嵩上げ部としての樹脂テープ４７を露出部２３に押し付けた状態でアンビルロール４５の周面を通過させて、露出部２３をアンビルロール４５の周面から嵩上げするようにしてもよい。この場合、電極製造設備３０は、樹脂テープ４７を送り出す供給ローラ４８と、送り出された樹脂テープ４７を巻き取る巻取ローラ４９とを備える。また、電極製造設備３０は、樹脂テープ４７を露出部２３に押し付けるニップローラ５５をロータリーダイカッタ３４より上流側に備える。

そして、露出部２３に樹脂テープ４７が押し付けられた状態で、樹脂テープ４７をダイロール３５とアンビルロール４５の間を通過させ、樹脂テープ４７により、露出部２３を嵩上げしてもよい。

○ 樹脂製の帯材をアンビルロール４５の周面に貼り付けて嵩上げ部４６を形成したが、嵩上げ部４６は、アンビルロール４５と別体とされていてもよい。
図１２に示すように、アンビルロール４５の軸と平行な状態に供給ローラ５６を配置し、その供給ローラ５６とアンビルロール４５に無端ベルト５７を巻装する。無端ベルト５７を樹脂製とし、嵩上げ部とする。そして、供給ローラ５６を図示しない駆動装置により、アンビルロール４５と同じ方向に回転させ、無端ベルト５７をアンビルロール４５と同期して回転させる。すると、無端ベルト５７により、露出部２３が嵩上げされる。

○ 嵩上げ部は、アンビルロール４５の軸方向両端を大径化して設けてもよい。
○ 嵩上げ部４６の厚みは、切刃４０がアンビルロール４５の周面に最接近したときのクリアランスより大きければ、適宜変更してもよく、例えば、嵩上げ部４６の厚みは、第２の塗工部２２ｂの厚みより薄くてもよい。

○ 図１３に示すように、負極の電極材料２０から負極電極１６を切断する際、第１の縁１６ａから突出した形状の非切断部２３ｂを形成し、負極電極１６の第１の縁１６ａと露出部２３とを非切断部２３ｂで繋ぐようにしてもよい。

○ 実施形態では、電極材料２０において、隙間Ｓと対応した位置に切れ込み２３ａを形成しつつ、非切断部２３ｂを形成したが、これに限らない。露出部２３を押す第１刃部４１を隙間Ｓに逃がしたとき、露出部２３に切れ込み２３ａは形成せず、切られていない露出部２３そのもので非切断部２３ｂを形成してもよい。

○ 分離ロール５１においての各電極１３，１６の搬送方向と、端材５４の搬送方向は相互に異なっていれば、端材５４の搬送方向は実施形態と異なっていてもよい。
○ 切れ込み２３ａは、第１の塗工部２２ａは全切断するが、帯状集電箔２１は全切断しない状態で形成し、非切断部２３ｂを、帯状集電箔２１と第２の塗工部２２ｂで形成してもよい。

○ 分離ロール５１とは異なる方式で、非切断部２３ｂを破断してもよい。例えば、超音波により非切断部２３ｂを破断する方式が採用されてもよい。
○ ロータリーダイカッタ３４では、電極材料２０の幅方向Ｄ２に１枚の正極電極１３又は負極電極１６を切断するようにしたが、これに限らない。電極材料２０の帯状集電箔２１及び各塗工部２２ａ，２２ｂを幅方向Ｄ２に拡大する。このとき、幅方向Ｄ２に隣り合う塗工部同士の間に、電極材料２０の長手方向に沿う露出部を形成する。そして、隣り合う塗工部同士の間の露出部に隙間Ｓを対応させ、隙間Ｓを利用して非切断部２３ｂを形成するようにしてもよい。この場合、正極電極１３又は負極電極１６が幅方向Ｄ２に２枚以上切り出せるように、切刃４０を幅方向Ｄ２に２つ以上並べた形状とする。

○ 電極材料２０は、帯状集電箔２１の片面だけに塗工部を備える構成であってもよい。この場合、塗工部がアンビルロール４５の周面に支持される状態で電極材料２０をロータリーダイカッタ３４に通過させる。また、この場合、正極電極１３は正極集電箔１４の片面に正極活物質層１５を備え、負極電極１６は、負極集電箔１７の片面に負極活物質層１８を備える構成となる。

○ 例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用できる。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記嵩上げ部は、前記アンビルロールの周面に貼り付けられた樹脂シートであるロータリーダイカッタ。

Ｓ…隙間、１３…電極としての正極電極、１６…電極としての負極電極、２０…電極材料、２１…帯状集電箔、２２ａ…第１の塗工部、２２ｂ…第２の塗工部、２３…露出部、２３ａ…切れ込み、２３ｂ…非切断部、３４…ロータリーダイカッタ、３５…ダイロール、４０…切刃、４５…アンビルロール、４６…嵩上げ部。

Claims (5)

1. 帯状集電箔の表面に形成された塗工部と、前記塗工部に隣接し、前記帯状集電箔の長手方向に沿って存在し前記帯状集電箔の露出した露出部と、を備える電極材料を、個片の電極の形状に切断する切断工程を備えた電極の製造方法であって、
   前記切断工程は、切刃を周面に備えるダイロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含むロータリーダイカッタによって行われ、
   前記電極材料を搬送しながら前記ダイロールと前記アンビルロールの間を通過させる際、
   嵩上げ部により前記露出部を前記アンビルロールの周面から嵩上げしつつ、前記切刃の形状に沿って前記電極材料の切断を行い、
   前記アンビルロールの軸方向に沿って前記塗工部と前記嵩上げ部との間に形成された隙間により、該隙間に対応した露出部に非切断部を形成することを特徴とする電極の製造方法。
2. 前記電極材料が切断される過程で、前記非切断部では、前記切刃が押し当てられて前記露出部に切れ込みが形成される請求項１に記載の電極の製造方法。
3. 前記切れ込みは、前記電極材料の搬送方向に沿って延びる切刃の一部により前記露出部が切られて形成される請求項２に記載の電極の製造方法。
4. 前記非切断部を破断する工程を備え、該破断する工程では、前記電極材料のうち前記電極として切り出される部分を、前記電極材料の搬送方向である第１方向へ案内する一方で、前記電極として切り出される部分とは異なる部分を、前記第１方向とは異なる方向へ案内する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電極の製造方法。
5. 帯状集電箔の表面に形成された塗工部と、前記塗工部に隣接し、前記帯状集電箔の長手方向に沿って存在し前記帯状集電箔の露出した露出部と、を備える電極材料を、個片の電極の形状に切断するロータリーダイカッタであって、
   切刃を周面に備えるダイロール、及び前記ダイロールの周面に対向して配置されたアンビルロールを含み、
   前記ダイロールと前記アンビルロールの間を通過する前記電極材料のうち前記露出部を前記アンビルロールの周面から嵩上げする嵩上げ部を有するとともに、
   前記アンビルロールの軸方向に沿って前記塗工部と前記嵩上げ部との間に存在する隙間を有し、
   前記隙間に対応して前記切刃の一部が配置されていることを特徴とするロータリーダイカッタ。

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