JP7070285B2 - 電極製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、電極製造装置に関する。

特許文献１には、搬送される帯状の電極母材（電極素材）を切断機構によって切断し、切断された電極（電極板）を上下のベルトで挟持して下流に搬送しつつ電極と端材（切片）とを分離する電極製造装置が記載されている。

特開２００１－０９３５１５号公報

上記のような電極製造装置では、電極の切断時において、電極の活物質層の一部である活物質粒子又は粒子塊等の剥離（粉落ち）が生じ得る。また、上記電極製造装置では、切断された電極は下側ベルトに支持された状態で搬送される。このため、電極の切断時に剥離した粉（活物質粒子又は粒子塊等）が電極の側端部及び下面等に付着した状態で下側ベルトによって後続の工程へと搬送されてしまい、当該電極を用いた蓄電装置の品質が低下するおそれがある。

また、電極切断工程よりも後の工程（例えば、個々の電極をセパレータに包む工程等）において、複数の電極を整列させることが求められる場合がある。このような場合、例えば、電極の側端部をガイド部材に接触させることによって電極を整列させることが考えられる。しかし、その場合、電極の側端部がガイド部材に接触する際に粉落ちが発生し、その結果として電極の品質が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、電極の品質の低下を抑制できる電極製造装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電極製造装置は、金属箔の両面に活物質層が設けられた電極を製造する電極製造装置であって、第１方向に搬送される活物質層を備えた帯状の電極母材を周期的に切断することにより、複数の電極と電極以外の部分である端材とを形成する切断部と、第１方向において切断部よりも下流側に配置され、複数の電極及び端材の位置関係を維持しつつ、電極の上面及び端材の上面を吸着して電極及び端材を第１方向に搬送する搬送部と、搬送部の下方に配置され、端材を巻き掛けることにより端材を第１方向とは異なる第２方向に案内する分離ローラと、を備える。

上記電極製造装置では、切断部によって形成された電極及び端材は、電極の上面及び端材の上面が搬送部に吸着された状態（すなわち、電極の下面及び端材の下面が外部に露出した状態）で第１方向に搬送される。これにより、電極切断時に活物質層の一部（活物質粒子又は粒子塊等）の剥離（粉落ち）が生じたとしても、当該活物質層の一部を重力によって下方に落下させることができる。その結果、電極切断時に発生した粉（活物質粒子又は粒子塊等）が電極に付着したまま当該電極が下流工程へと搬送されることを抑制できる。さらに、第１方向に搬送される電極母材が切断部によって周期的に切断されることにより、第１方向に沿って整列された複数の電極が得られる。このようにして得られた複数の電極及び端材は、互いの位置関係が維持されたまま、搬送部によって第１方向に搬送される。そして、電極が搬送部に吸着された状態で、分離ローラによって電極と端材とが適切に分離される。これにより、第１方向に沿って整列された複数の電極のみを下流工程へと搬送することができる。その結果、下流工程の実施前における整列処理（例えば、ガイド部材等を用いた電極の整列処理）を省略することが可能となり、このような整列処理に起因する粉落ちの発生を防止できる。したがって、上記電極製造装置によれば、電極の品質の低下を抑制できる。

切断部は、隣り合う電極間に端材が配置されるように電極母材を切断してもよい。切断された複数の電極（個片電極）を一方向に搬送しながら各電極をセパレータ部材で包む処理（セパレータ包み工程）を連続的に実施するためには、当該一方向において複数の電極を一定の間隔で配列する必要がある。すなわち、当該一方向に配列される各電極間に、各電極の両面側に配置される一対のセパレータ部材同士を溶着するための領域を確保する必要がある。上記構成によれば、隣り合う電極間に端材を配置することによって隣り合う電極間に所定の間隔を設けることができる。したがって、上述したセパレータ包み工程の前に特別な整列処理（隣り合う電極同士の間隔を調整するための処理）を実施する必要がないため、セパレータ包み工程を含む電極製造工程を簡素化することができる。

上記電極製造装置は、第１方向において切断部よりも下流側に配置され、搬送部に吸着される前の電極の下面及び端材の下面を支持する支持部を更に備えてもよい。この場合、切断部によって形成された電極及び端材を搬送部へと円滑に受け渡すことが可能となる。すなわち、切断部によって形成された電極又は端材が搬送部に吸着される前に下方に落下してしまうことを防止できる。

電極は、本体部と本体部の一端部に設けられたタブとを有し、分離ローラは、電極の本体部に接触しないように配置されていてもよい。この場合、電極の本体部が分離ローラに接触して巻き掛けられることを防止できる。その結果、電極が端材と共に第２方向に案内されてしまう可能性を低減することができる。

上記電極製造装置は、第１方向において分離ローラよりも下流側に配置され、電極の下面を支持して電極を第１方向に案内する支持ローラを更に備えてもよい。このような支持ローラを設けることにより、搬送部によって搬送される電極の下面を適切に支持することができるため、電極が端材と共に搬送部から引き剥がされてしまうことを効果的に抑制できる。

分離ローラと支持ローラとの軸間距離は、搬送部によって搬送される電極の第１方向に沿った幅よりも短くてもよい。電極の後端部が分離ローラの頂部を通過する際において、電極の後端部が適切に端材と分離されず、電極の後端部が端材と共に第２方向に案内されるおそれがある。上記構成によれば、電極の後端部が分離ローラの頂部を通過する際に、当該電極の前端部を含む少なくとも一部が支持ローラによって支持される。これにより、電極の後端部が端材と共に第２方向に案内されることを適切に防止できる。

分離ローラと支持ローラとは、第１方向から見て互いに重ならないように配置されていてもよい。この場合、例えば、端材部分に接触するように分離ローラを設け、電極部分に接触するように支持ローラを設けることで、ローラ部材（分離ローラ及び支持ローラ）のコンパクト化を図ることができる。また、第１方向から見て分離ローラ及び支持ローラの両方を視認可能となるため、メンテナンス性を向上させることができる。

支持ローラは、第１方向から見て、第２方向に案内される端材と重ならないように配置されており、支持ローラの軸心に沿った方向から見て、分離ローラの一部と支持ローラの一部とが重なっていてもよい。これにより、分離ローラを通過した電極をなるべく早い段階で支持ローラによって支持することが可能となるため、電極が端材と共に搬送部から引き剥がされてしまうことをより効果的に抑制できる。

本発明によれば、電極の品質の低下を抑制できる電極製造装置を提供することができる。

一実施形態に係る電極製造装置を適用して製造される蓄電装置の内部を示す断面図である。 図１のII-II線に沿った断面図である。 本実施形態に係る電極製造装置の概略側面図である。 図３の電極製造装置の下面図である。 図３の電極製造装置において形成される端材を示す図である。 第１変形例に係る電極製造装置の下面図である。 第２変形例に係る電極製造装置の概略側面図である。 図７の電極製造装置を下面図である。 第３変形例に係る電極製造装置の下面図である。 第４変形例に係る電極製造装置の下面図である。

以下、図面を参照して電極製造装置の一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

図１は、本実施形態に係る電極製造装置を適用して製造される蓄電装置の内部を示す断面図である。図２は、図１のII－II線に沿った断面図である。図１及び図２に示される蓄電装置１は、例えばリチウムイオン二次電池といった非水電解質二次電池として構成されている。

蓄電装置１は、例えば略直方体形状のケース２と、このケース２内に収容された電極組立体３と、を備えている。ケース２は、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。ケース２の内部には、図示はしないが、例えば非水系（有機溶媒系）の電解液が注液されている。ケース２上には、正極端子４及び負極端子５が互いに離間して配置されている。正極端子４は、絶縁リング６を介してケース２に固定され、負極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定されている。

また、電極組立体３とケース２の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムＦが配置されており、当該絶縁フィルムＦによってケース２と電極組立体３との間が絶縁されている。電極組立体３の下端は、絶縁フィルムＦを介してケース２の内側の底面に接触している。電極組立体３とケース２との間にスペーサＳを配置することにより、電極組立体３とケース２との間に隙間が埋められている。スペーサＳは、一枚または複数枚のシートを備えており、当該シートの枚数は電極組立体３の厚さによって変化し得る。

電極組立体３は、複数の正極８と複数の負極９とが袋状のセパレータ１０を介して交互に積層された構造を有している。正極８は、袋状のセパレータ１０に包まれている。袋状のセパレータ１０に包まれた状態の正極８は、セパレータ付き正極１１として構成されている。従って、電極組立体３は、複数のセパレータ付き正極１１と複数の負極９とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体３の両端に位置する電極は、負極９である。

正極８は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔１４と、この金属箔１４の両面に形成された正極活物質層１５とを有している。金属箔１４は、平面視矩形状の箔本体部１４ａと、この箔本体部１４ａと一体化されたタブ１４ｂとを有している。タブ１４ｂは、箔本体部１４ａの一端部近傍の縁から突出して、セパレータ１０を突き抜けている。タブ１４ｂは、導電部材１２を介して正極端子４に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１４ｂを省略している。

正極活物質層１５は、箔本体部１４ａの表裏両面に形成されている。正極活物質層１５は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つとリチウムとが含まれる。

負極９は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔１６と、この金属箔１６の両面に形成された負極活物質層１７とを有している。金属箔１６は、平面視矩形状の箔本体部１６ａと、この箔本体部１６ａと一体化されたタブ１６ｂとを有している。タブ１６ｂは、箔本体部１６ａの一端部近傍の縁から突出している。タブ１６ｂは、導電部材１３を介して負極端子５に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１６ｂを省略している。

負極活物質層１７は、箔本体部１６ａの表裏両面に形成されている。負極活物質層１７は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。

セパレータ１０は、平面視矩形状を呈している。セパレータ１０の材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、或いはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布または不織布等が例示される。

以上のように構成された蓄電装置１の製造工程の一例を以下に説明する。蓄電装置１の製造工程は、より詳細には、順に、塗工・乾燥工程、プレス工程、打ち抜き工程、セパレータ包み工程、積層工程、及び組立工程からなる。塗工・乾燥工程では、予め用意された帯状の金属箔（アルミニウム箔又は銅箔）の両面に、正極８又は負極９の活物質層の成分と溶剤とからなる活物質合剤を塗工し、乾燥させることで、活物質層前駆体を形成する。プレス工程では、活物質層前駆体が形成された金属箔をプレスすることで、活物質層前駆体の密度を上げる。打ち抜き工程では、帯状の金属箔を個片の電極形状に打ち抜く（切断する）ことで、正極８及び負極９を形成する。セパレータ包み工程では、正極８を袋状のセパレータ１０で包むことで、セパレータ付き正極１１を形成する。積層工程では、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層し、セパレータ付き正極１１及び負極９をテープ等で固定することで電極組立体３を得る。そして、組立工程では、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを導電部材１２を介して正極端子４に接続すると共に、負極９のタブ１６ｂを導電部材１３を介して負極端子５に接続した後、電極組立体３をケース２内に収容する。

図３は、本実施形態に係る電極製造装置２０の概略側面図である。図４は、図３に示される電極製造装置２０の下面図（下方から見た図）である。図３及び図４に示されるように、電極製造装置２０は、切断部２１と、支持部２２と、吸着コンベア２３（搬送部）と、分離ローラ２４と、搬送ローラ２５と、を備えている。なお、図４では、支持部２２、搬送ローラ２５、及び端材３１の一部（分離ローラ２４の下流において第２方向Ｄ２に案内される部分）の図示が省略されている。本実施形態では、電極製造装置２０は、帯状の正極母材３０（電極母材）に対して上述した打ち抜き工程を実施することによって正極８を形成する装置である。電極製造装置２０は、正極８を端材３１（正極母材３０のうち正極８以外の部分）から分離し、当該正極８を下流工程（セパレータ包み工程）へと搬送する。ただし、電極製造装置２０は、帯状の負極母材に対して上述した打ち抜き工程を実施することによって負極９を形成する装置であってもよい。

正極母材３０は、帯状の金属箔１４０と、金属箔１４０の両面に設けられた正極活物質層１５０と、を備えた長尺シート状の部材である。金属箔１４０及び正極活物質層１５０は、切断部２１に切り抜かれることによって各正極８の金属箔１４及び正極活物質層１５となる部分である。正極活物質層１５０は、正極母材３０の幅方向（Ｙ方向）における中央部（正極母材３０の縁部を除く部分）に設けられている。切断部２１よりも上流側において、正極母材３０は、例えばロール状に巻かれた状態で図示しないホルダ等に保持されており、図示しないニップロール等によって繰り出されて、切断部２１へと第１方向Ｄ１に一定速度で搬送される。本実施形態では、第１方向Ｄ１は、正極母材３０の長手方向であり、水平方向に沿った方向（Ｙ方向に直交するＸ方向）である。

切断部２１は、第１方向Ｄ１に搬送される正極母材３０を周期的に切断することにより、複数の正極８（すなわち、個片化された電極）と正極８以外の部分である端材３１とを形成する。本実施形態では一例として、切断部２１は、一対のローラ２１ａ，２１ｂを備えたロータリーダイカッタである。一対のローラ２１ａ，２１ｂのそれぞれの軸心は、Ｙ方向に沿っている。正極母材３０は、第１方向Ｄ１に沿って、一対のローラ２１ａ，２１ｂの間を通過するように搬送される。一対のローラ２１ａ，２１ｂの一方は、正極母材３０を所望の形状に切断する刃部が形成されたダイロールであり、他方はアンビルロールである。一対のローラ２１ａ，２１ｂは、その刃部で正極母材３０を挟み込むことにより、当該正極母材３０を切断する。これにより、図４に示されるように、正極８と端材３１との境界が切断された状態の切断済み正極母材３０Ａが得られる。切断済み正極母材３０Ａでは、正極８と、それ以外の部分である端材３１と、が、第１方向Ｄ１に沿って周期的に形成されている。

本実施形態では一例として、切断部２１は、第１方向Ｄ１から見て二列に配列された複数の正極８を形成するように構成されている。具体的には、Ｙ方向に隣り合う各正極８は、各正極８の端部（タブ１４ｂが設けられていない端部）同士が互いに対向するように配列される。正極母材３０の縁部（正極活物質層１５０が設けられていない部分）によって、各正極８のタブ１４ｂが形成される。ただし、切断部２１によって形成される複数の正極８は、一列に配列されてもよいし、三列以上に配列されてもよい。また、切断部２１は、正極８と端材３１との位置関係（元々の正極母材３０における位置）を維持したまま正極８及び端材３１を形成できるものであればよく、ロータリーダイカット方式以外の切断（例えばレーザカット等）を行うように構成されてもよい。

図５は、切断部２１によって形成された端材３１を示す図である。図５において、各空間Ｓ１は、切断部２１によって形成された各正極８に対応する部分である。端材３１は、各正極８（各空間Ｓ１）を包囲するように形成されている。具体的には、端材３１は、第１列の正極８の外側（タブ側）において正極活物質層が設けられていない第１部分３１ａと、第２列の正極８の外側（タブ側）において正極活物質層が設けられていない第２部分３１ｂと、各正極８間において正極活物質層が設けられた第３部分３１ｃと、を有している。第１部分３１ａ、第２部分３１ｂ、及び第３部分３１ｃのそれぞれは、端材３１の長手方向に沿って連続している。また、第１部分３１ａと第３部分３１ｃとは互いに接続されており、第２部分３１ｂと第３部分３１ｃとは互いに接続されている。

各正極８間に第３部分３１ｃが設けられるように正極母材３０が切断されることによって、図４に示されるように、第１方向Ｄ１に隣り合う正極８間に所定の間隔ｄ１が設けられると共に、第１方向Ｄ１に直交する幅方向（Ｙ方向）に隣り合う正極８間に所定の間隔ｄ２が設けられる。これらの間隔ｄ１，ｄ２によって形成される領域は、セパレータ包み工程において各正極８の両面側に配置される一対のセパレータ部材同士を溶着するための溶着領域として利用される。

吸着コンベア２３は、第１方向Ｄ１において切断部２１よりも下流側に配置され、複数の正極８及び端材３１の位置関係を維持しつつ、正極８の上面及び端材３１の上面を吸着して正極８及び端材３１を第１方向Ｄ１に搬送する。分離ローラ２４によって端材３１が正極８から分離されるまでは、吸着コンベア２３は、切断済み正極母材３０Ａを第１方向Ｄ１に搬送する。また、分離ローラ２４によって端材３１が正極８から分離された後は、吸着コンベア２３は、隣り合う正極８間の間隔ｄ１，ｄ２を維持しながら、複数の正極８を第１方向Ｄ１に搬送する。

切断部２１から吸着コンベア２３への切断済み正極母材３０Ａ（正極８及び端材３１）の受け渡しを円滑にするために、支持部２２が設けられている。支持部２２は、第１方向Ｄ１において切断部２１よりも下流側に配置されている。具体的には、支持部２２は、切断部２１の出口近傍に設けられている。また、支持部２２の第１方向Ｄ１における下流側の一部は、吸着コンベア２３の上流側の一部と重なっている。支持部２２は、吸着コンベア２３に吸着される前の切断済み正極母材３０Ａの下面（正極８の下面及び端材３１の下面）を支持するための支持面２２ａを有している。支持面２２ａは、第１方向Ｄ１に搬送される切断済み正極母材３０Ａの下面に沿うように形成された面である。このような支持部２２が設けられていることにより、切断部２１によって形成された切断済み正極母材３０Ａを吸着コンベア２３へと円滑に受け渡すことが可能となる。すなわち、切断済み正極母材３０Ａが吸着コンベア２３に吸着される前に下方に落下してしまうこと（或いは垂れ下がってしまうこと）を防止できる。

吸着コンベア２３は、多数の小孔Ｈを有するベルト２３１と、ベルト２３１の内側に配置された吸引ダクト２３２と、を有している。図４では、一部の小孔Ｈのみを図示している。また、小孔Ｈの位置を示すために、正極８と重なり実際には視認できない小孔Ｈについても図示している。本実施形態では一例として、多数の小孔Ｈは、搬送方向（Ｘ方向）に沿った複数の仮想ラインＶＬ上に沿って、ベルト２３１に形成されている。より具体的には、小孔Ｈは、幅方向（Ｙ方向）の一方の正極８の側において、箔本体部１４ａに重なる２本の仮想ラインＶＬ１と、端材３１（第１部分３１ａ又は第２部分３１ｂ）に重なる１本の仮想ラインＶＬ２と、に沿って形成されている。このように、多数の小孔Ｈが仮想ラインＶＬに沿った位置に限定的に形成されることにより、吸着コンベア２３は、正極８の外形に沿って発生する異物（活物質粒子等）の殆どを吸着することなく、正極８を搬送することができる。なお、小孔Ｈの位置及び形状は、搬送されるワーク（正極８及び端材３１）の形状に応じて適宜変更されてもよい。ベルト２３１の下部の外周面は、正極８及び端材３１を吸着した状態で搬送する搬送面２３１ａを構成している。吸引ダクト２３２は、下側に開口している。吸引ダクト２３２は、図示しない吸引口を介して外部の負圧源（図示せず）に接続されている。ベルト２３１の搬送面２３１ａのうち吸引ダクト２３２の開口に対応する領域は、小孔Ｈを通して正極８及び端材３１に負圧が作用することで正極８及び端材３１を吸着保持する吸着領域となっている。

分離ローラ２４は、吸着コンベア２３の下方に配置され、端材３１を巻き掛けることにより端材３１を第１方向Ｄ１とは異なる第２方向Ｄ２に案内する。すなわち、分離ローラ２４は、その外周面に端材３１を沿わせることによって、端材３１の進行方向を第１方向Ｄ１から第２方向Ｄ２へと変化させる。本実施形態では、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１よりも下方に傾斜した方向である。分離ローラ２４は、Ｙ方向に沿った軸心を有する円筒状のローラ部材である。分離ローラ２４は、鉛直方向（Ｚ方向）から見て、吸着コンベア２３の搬送面２３１ａの上流端よりも下流側に設けられている。これにより、Ｚ方向から見て、吸着コンベア２３の搬送面２３１ａの上流端と分離ローラ２４との間には、吸着コンベア２３によって切断済み正極母材３０Ａが搬送される領域が形成されている。

第２方向Ｄ２における分離ローラ２４の下流側には、吸着コンベア２３の搬送速度（吸着コンベア２３によって第１方向Ｄ１に搬送される正極８及び端材３１の速度）と同じ大きさの速度で端材３１を第２方向Ｄ２に搬送（回収）するための搬送ローラ２５が設けられている。本実施形態では一例として、搬送ローラ２５は、一対のローラによって構成されるニップローラである。ただし、搬送ローラ２５、ニップローラ以外の構成を有してもよい。

分離ローラ２４は、分離ローラ２４の外周面と吸着コンベア２３の搬送面２３１ａとの距離が正極８及び端材３１の厚さ以下となるように配置されている。すなわち、分離ローラ２４の外周面は、第１方向Ｄ１に搬送される正極８及び端材３１の下面に当接している。また、当該正極８及び当該端材３１は、分離ローラ２４の外周面によって吸着コンベア２３の搬送面２３１ａに対して押圧されている。これにより、分離ローラ２４は、吸着コンベア２３によって搬送される切断済み正極母材３０Ａ及び搬送ローラ２５によって搬送される端材３１の移動に伴って回転する。すなわち、分離ローラ２４は、正極８及び端材３１が搬送されるのに伴って回転する従動ローラである。ただし、分離ローラ２４は、独立した駆動源を有する駆動ローラであってもよい。

図４に示されるように、本実施形態では、第１方向Ｄ１から見て、分離ローラ２４のＹ方向における両側端部は、端材３１の第１部分３１ａの外側端部及び第２部分３１ｂの外側端部よりも外側に位置している。これにより、分離ローラ２４は、端材３１の第１部分３１ａ、第２部分３１ｂ、及び第３部分３１ｃのいずれにも接触するように構成されている。

端材３１は、搬送方向（第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２）に沿って連続しており、搬送ローラ２５によって第２方向Ｄ２へと張力が加えられる。これにより、端材３１は、吸着コンベア２３の搬送面２３１ａから引き剥がされると共に分離ローラ２４に巻き掛けられて、第２方向Ｄ２へと案内される。一方、端材３１間に形成された正極８については、吸着コンベア２３の搬送面２３１ａに吸着された状態が維持されるため、引き続き吸着コンベア２３によって第１方向Ｄ１へと搬送される。以上により、分離ローラ２４が設けられた位置において、正極８と端材３１とが分離される。

次に、本実施形態に係る電極製造装置２０の作用・効果について説明する。

電極製造装置２０では、切断部２１によって形成された正極８及び端材３１は、正極８の上面及び端材３１の上面が吸着コンベア２３の搬送面２３１ａに吸着された状態（すなわち、正極８の下面及び端材３１の下面が外部に露出した状態）で第１方向Ｄ１に搬送される。これにより、電極切断時（本実施形態では切断部２１による正極８の切断時）に正極活物質層１５０の一部（活物質粒子又は粒子塊等）の剥離（粉落ち）が生じたとしても、当該活物質層の一部を重力によって下方に落下させることができる。その結果、電極切断時に発生した粉（活物質粒子又は粒子塊等）が正極８に付着したまま当該正極８が下流工程へと搬送されることを抑制できる。

さらに、第１方向Ｄ１に搬送される正極母材３０が切断部２１によって周期的に切断されることにより、第１方向Ｄ１に沿って整列された複数の正極８が得られる。このようにして得られた複数の正極８及び端材３１は、互いの位置関係が維持されたまま、吸着コンベア２３によって第１方向Ｄ１に搬送される。そして、正極８が吸着コンベア２３に吸着された状態で、分離ローラ２４によって正極８と端材３１とが適切に分離される。これにより、第１方向Ｄ１に沿って整列された複数の正極８（すなわち、図４に示されるように、隣り合う正極８同士が一定の間隔ｄ１，ｄ２となるように配列された複数の正極８）のみを下流工程へと搬送することができる。その結果、下流工程の実施前における整列処理（例えば、ガイド部材等を用いた正極８の整列処理）を省略することが可能となり、このような整列処理に起因する粉落ちの発生を防止できる。したがって、電極製造装置２０によれば、電極（ここでは正極８）の品質の低下を抑制できる。例えば、正極８に粉落ちにより生じた活物質層の一部が付着したまま、当該正極８が後続のセパレータ包み工程においてセパレータ１０内に配置されてしまうことを防ぐことができる。その結果、セパレータ包み工程で得られるセパレータ付き正極１１の品質の低下を抑制できる。

また、切断部２１は、隣り合う正極８間に端材３１が配置されるように正極母材３０を切断するように構成されている。切断された複数の正極８（個片電極）を一方向に搬送しながら各正極８をセパレータ部材で包む処理（セパレータ包み工程）を連続的（周期的）に実施するためには、当該一方向において複数の正極８を一定の間隔で配列する必要がある。すなわち、当該一方向に配列される各正極８間に、各正極８の両面側に配置される一対のセパレータ部材同士を溶着するための領域を確保する必要がある。上記構成によれば、第１方向Ｄ１に隣り合う正極８間に端材３１（第３部分３１ｃ）を配置することによって隣り合う正極８間に所定の間隔ｄ１を設けることができる。したがって、上述したセパレータ包み工程の前に特別な整列処理（隣り合う正極８同士の間隔を調整するための処理）を実施する必要がないため、セパレータ包み工程を含む電極製造工程を簡素化することができる。

また、本実施形態では、切断部２１によって切断された複数の正極８は、幅方向（Ｙ方向）に二列に配列されている。このように二列に配列された複数の正極８に対してセパレータ包み工程を実施する場合には、幅方向に隣り合う正極８間にも、各正極８におけるタブ１４ｂが設けられていない端部側においてセパレータ部材同士を溶着するための領域を確保する必要がある。一方、電極製造装置２０では、幅方向に隣り合う正極８間にも端材３１（第３部分３１ｃ）が配置されることにより、所定の間隔ｄ２が設けられる。このように、複数の正極８を幅方向に複数列に配列する場合には、幅方向に隣り合う正極８間にも端材３１を設けることによって、後続のセパレータ包み工程の前に特別な整列処理を不要とすることができる。

（第１変形例）
図６を参照して、第１変形例に係る電極製造装置２０Ａについて説明する。電極製造装置２０Ａは、分離ローラ２４の代わりに分離ローラ２４Ａを備える点で電極製造装置２０と相違しており、その他の構成については電極製造装置２０と同様である。

分離ローラ２４Ａは、正極８の本体部（正極活物質層１５が形成された箔本体部１４ａ）に接触しないように配置されている。具体的には、分離ローラ２４Ａは、第１方向Ｄ１から見て、吸着コンベア２３によって搬送される正極８の本体部と重ならない位置に配置されている。本変形例では一例として、図６に示されるように、分離ローラ２４Ａは、Ｙ方向に互いに離間して配置された一対のローラ２４ａ，２４ｂを有している。ローラ２４ａ，２４ｂのそれぞれは、Ｙ方向に沿った軸心を有する円筒状のローラ部材である。ローラ２４ａは、第１方向Ｄ１から見て端材３１の第１部分３１ａ及び正極８のタブ１４ｂと重なる一方で、端材３１の第３部分３１ｃ及び正極８の本体部とは重ならないように配置されている。ローラ２４ｂは、第１方向Ｄ１から見て端材３１の第２部分３１ｂと重なる一方で、端材３１の第３部分３１ｃ及び正極８の本体部とは重ならないように配置されている。

第１変形例によれば、正極８の本体部が分離ローラ２４Ａに接触して巻き掛けられることを防止できる。その結果、正極８が端材３１と共に第２方向Ｄ２に案内されてしまう可能性を低減することができる。また、分離ローラ２４Ａが正極８の本体部に接触しないことにより、分離ローラ２４Ａと正極活物質層１５との接触によって粉落ちが生じることも防止できる。なお、本変形例において、分離ローラ２４Ａは、正極８の本体部に接触していなければよく、例えば第１方向Ｄ１から見て正極８の本体部と重なる部分が正極８の本体部に接触しないように他の部分と比較して縮径された１つのローラ部材として構成されてもよい。

（第２変形例）
図７及び図８を参照して、第２変形例に係る電極製造装置２０Ｂについて説明する。電極製造装置２０Ｂは、電極製造装置２０に支持ローラ２６を更に備えたものである。支持ローラ２６は、第１方向Ｄ１において分離ローラ２４よりも下流側に配置されている。支持ローラ２６は、正極８の下面を支持して正極８を第１方向Ｄ１に案内する。支持ローラ２６の外周面は、吸着コンベア２３によって搬送される正極８の下面に接触するように配置されている。支持ローラ２６は、吸着コンベア２３によって搬送される正極８の移動に伴って回転する従動ローラである。ただし、支持ローラ２６は、独立した駆動源を有する駆動ローラであってもよい。

本変形例では一例として、支持ローラ２６は、Ｙ方向に互いに離間して配置された一対のローラ２６ａ，２６ｂを有している。ローラ２６ａ，２６ｂのそれぞれは、Ｙ方向に沿った軸心を有する円筒状のローラ部材である。ローラ２６ａは、第１方向Ｄ１から見て吸着コンベア２３によって搬送される第１列の正極８の本体部（タブ１４ｂを除く部分）と重なるように配置されており、第１列の正極８の下面を支持する。ローラ２６ｂは、第１方向Ｄ１から見て吸着コンベア２３によって搬送される第２列の正極８の本体部（タブ１４ｂを除く部分）と重なるように配置されており、第２列の正極８の下面を支持する。

分離ローラ２４と支持ローラ２６との軸間距離（軸心同士の距離）ｄは、吸着コンベア２３によって搬送される正極８の第１方向Ｄ１に沿った幅ｗよりも短い。すなわち、正極８の第１方向Ｄ１における後端部８ａが分離ローラ２４の頂部から離れる前に、正極８の第１方向Ｄ１における前端部８ｂを含む少なくとも一部が、支持ローラ２６と吸着コンベア２３の搬送面２３１ａとに挟み込まれることによって支持される。

第２変形例によれば、上述したような支持ローラ２６を設けることにより、吸着コンベア２３によって搬送される正極８の下面を適切に支持することができる。これにより、正極８が端材３１と共に吸着コンベア２３から引き剥がされてしまうことを効果的に抑制できる。特に、正極８の後端部８ａが分離ローラ２４の頂部を通過する際において、正極８の後端部８ａが適切に端材３１と分離されず、正極８の後端部８ａが端材３１と共に第２方向Ｄ２に案内されるおそれがある（図７の破線部参照）。一方、本変形例では、分離ローラ２４と支持ローラ２６との軸間距離ｄが正極８の幅ｗよりも短くされていることにより、正極８の後端部８ａが分離ローラ２４を通過する際に、当該正極８の前端部８ｂを含む少なくとも一部が支持ローラ２６によって支持される。すなわち、正極８の少なくとも一部は、支持ローラ２６の外周面と吸着コンベア２３の搬送面２３１ａとに挟持される。これにより、正極８の後端部８ａが端材３１と共に第２方向Ｄ２に案内されることを適切に防止できる。

なお、本変形例では、支持ローラ２６はローラ２６ａ，２６ｂに分離された構成を有しているが、支持ローラ２６は、第１方向Ｄ１から見て第１列の正極８の本体部の少なくとも一部、及び第２列の正極８の本体部の少なくとも一部と重なるように配置された１つのローラ部材であってもよい。例えば、ローラ２６ａ，２６ｂ間にローラ２６ａ，２６ｂ同士を接続する部分が設けられてもよい。

（第３変形例）
図９を参照して、第３変形例に係る電極製造装置２０Ｃについて説明する。電極製造装置２０Ｃは、電極製造装置２０Ａに支持ローラ２６を更に備えたものである。電極製造装置２０Ｃでは、分離ローラ２４Ａ（ローラ２４ａ，２４ｂ）と支持ローラ２６（ローラ２６ａ，２６ｂ）とは、第１方向Ｄ１から見て互いに重ならないように配置されている。この場合、端材部分（ここでは一例として、端材３１の第１部分３１ａ及び第２部分３１ｂ）に接触するように分離ローラ２４Ａを設け、電極部分（ここでは一例として正極８の本体部）に接触するように支持ローラ２６を設けることで、ローラ部材（分離ローラ２４Ａ及び支持ローラ２６）のコンパクト化を図ることができる。また、第１方向Ｄ１から見て分離ローラ２４Ａ及び支持ローラ２６の両方を視認可能となるため、メンテナンス性を向上させることができる。

（第４変形例）
図１０を参照して、第４変形例に係る電極製造装置２０Ｄについて説明する。電極製造装置２０Ｄは、Ｙ方向から見て分離ローラ２４Ａの一部と支持ローラ２６の一部とが重なるように支持ローラ２６が配置されている点で、電極製造装置２０Ｃと相違している。さらに、電極製造装置２０Ｄでは、支持ローラ２６は、第１方向Ｄ１から見て、第２方向Ｄ２に案内される端材３１と重ならないように配置されている。具体的には、本実施形態では、切断部２１は、各正極８間に端材３１が設けられないように正極母材３０を切断する。

この場合、端材３１は、切断済み正極母材３０Ａの幅方向の全域に亘って存在しないことになる。具体的には、第１方向Ｄ１から見て、端材３１は、Ｙ方向に互いに離間する第１部分３１ａと第２部分３１ｂとから構成され、上記実施形態のような第３部分３１ｃが発生しない。すなわち、切断済み正極母材３０Ａの幅方向における中央部に各正極８の本体部が配置され、切断済み正極母材３０Ａの幅方向における両側縁部に端材３１（第１部分３１ａ及び第２部分３１ｂ）が配置される。これにより、分離ローラ２４を構成する一対のローラ２４ａ，２４ｂ間に入り込むように、支持ローラ２６を配置することができる。すなわち、このように支持ローラ２６を配置しても、分離ローラ２４に巻き掛けられて第２方向Ｄ２に搬送される端材３１は、支持ローラ２６と干渉しない。

第４変形例によれば、端材３１を切断済み正極母材３０Ａの幅方向の全域に亘って存在させないようにすることにより、分離ローラ２４と支持ローラ２６とをなるべく近づけることができる。具体的には、Ｙ方向から見て分離ローラ２４の一部と支持ローラ２６の一部とが重なる位置まで、支持ローラ２６を分離ローラ２４に近づけることができる。その結果、分離ローラ２４を通過した正極８をなるべく早い段階で支持ローラ２６によって支持することが可能となるため、正極８が端材３１と共に吸着コンベア２３から引き剥がされてしまうことをより効果的に抑制できる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、各部の形状及び材料等は、適宜に変更されてもよい。また、上述した一の実施形態又は変形例における一部の構成は、他の実施形態又は変形例における構成に任意に適用することができる。

８…正極（電極）、１５…正極活物質層、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…電極製造装置、２１…切断部、２２…支持部、２３…吸着コンベア（搬送部）、２４，２４Ａ…分離ローラ、２６…支持ローラ、３０…正極母材、３１…端材、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向。

Claims (8)

1. 金属箔の両面に活物質層が設けられた電極を製造する電極製造装置であって、
   第１方向に搬送される前記活物質層を備えた帯状の電極母材を周期的に切断することにより、複数の前記電極と前記電極以外の部分である端材とを形成する切断部と、
   前記第１方向において前記切断部よりも下流側に配置され、複数の前記電極及び前記端材の位置関係を維持しつつ、前記電極の上面及び前記端材の上面を吸着して前記電極及び前記端材を前記第１方向に搬送する搬送部と、
   前記搬送部の下方に配置され、前記端材を巻き掛けることにより前記端材を前記第１方向とは異なる第２方向に案内する分離ローラと、
   を備え、
   前記電極は、本体部と前記本体部の一端部に設けられたタブとを有し、
   前記分離ローラは、前記電極の前記本体部に接触しないように配置されている、
   電極製造装置。
2. 前記第１方向において前記分離ローラよりも下流側に配置され、前記電極の下面を支持して前記電極を前記第１方向に案内する支持ローラを更に備える、請求項１に記載の電極製造装置。
3. 金属箔の両面に活物質層が設けられた電極を製造する電極製造装置であって、
   第１方向に搬送される前記活物質層を備えた帯状の電極母材を周期的に切断することにより、複数の前記電極と前記電極以外の部分である端材とを形成する切断部と、
   前記第１方向において前記切断部よりも下流側に配置され、複数の前記電極及び前記端材の位置関係を維持しつつ、前記電極の上面及び前記端材の上面を吸着して前記電極及び前記端材を前記第１方向に搬送する搬送部と、
   前記搬送部の下方に配置され、前記端材を巻き掛けることにより前記端材を前記第１方向とは異なる第２方向に案内する分離ローラと、
   前記第１方向において前記分離ローラよりも下流側に配置され、前記電極の下面を支持して前記電極を前記第１方向に案内する支持ローラと、を備える、
   電極製造装置。
4. 前記分離ローラと前記支持ローラとの軸間距離は、前記搬送部によって搬送される前記電極の前記第１方向に沿った幅よりも短い、請求項２又は３に記載の電極製造装置。
5. 前記分離ローラと前記支持ローラとは、前記第１方向から見て互いに重ならないように配置されている、請求項２～４のいずれか一項に記載の電極製造装置。
6. 前記支持ローラは、前記第１方向から見て、前記第２方向に案内される前記端材と重ならないように配置されており、
   前記支持ローラの軸心に沿った方向から見て、前記分離ローラの一部と前記支持ローラの一部とが重なっている、請求項５に記載の電極製造装置。
7. 前記切断部は、隣り合う前記電極間に前記端材が配置されるように前記電極母材を切断する、請求項１～６のいずれか一項に記載の電極製造装置。
8. 前記第１方向において前記切断部よりも下流側に配置され、前記搬送部に吸着される前の前記電極の下面及び前記端材の下面を支持する支持部を更に備える、請求項１～７のいずれか一項に記載の電極製造装置。

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