JP7357035B2

JP7357035B2 - 蓄電デバイスの製造方法

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Publication number: JP7357035B2
Application number: JP2021159248A
Authority: JP
Inventors: 篤志前田; 直貴増澤; 賢吾安枝
Original assignee: Prime Planet Energy and Solutions Inc
Current assignee: Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2041-09-29
Also published as: JP2023049484A; US20230096550A1; CN115882075A; EP4160762A1

Description

本発明は、蓄電デバイスの製造方法に関する。

特許文献１には、蓄電デバイスであるリチウムイオン二次電池の製造方法が開示されている。具体的には、長手方向に延びる帯状の集電箔の表面に電極合材層が積層された帯状の合材積層部と、集電箔のうち、電極合材層が積層されることなく、合材積層部に対して長手方向に直交する幅方向の両側に隣り合って長手方向に延びる帯状の一対の合材非積層部と、を有する電極シート（以下、幅広帯状電極板ともいう）について、一対の合材非積層部を長手方向に延伸させる非積層部延伸工程を行う。その後、ロールプレス工程において、非積層部延伸工程を行った幅広帯状電極板について、合材積層部をロールプレスする。この製造方法では、非積層部延伸工程による合材非積層部の長手方向への伸び率と、ロールプレス工程による合材積層部の長手方向への伸び率を同程度にすることで、幅広帯状電極板に発生する皺や歪みを低減する。

特開２０１７－２２８３４９号公報

前述の非積層部延伸工程及びロールプレス工程を終えた幅広帯状電極板は、例えば、切断工程において、幅方向の中心位置において長手方向に切断されて、２本の帯状電極板に分割される。その後、巻き取り工程において、２本の帯状電極板を、それぞれ、長手方向に張力を掛けつつ巻芯の周りにロール状に巻き取って、２つの電極ロールにする。その後、保管工程において、電極ロールはそれぞれ保管される。その後、電極板作製工程において、保管工程を経た電極ロールを構成する帯状電極板を所定の長さに切断して、複数の電極板を作製する。この電極板を用いて、リチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスが製造される。

ところで、幅広帯状電極板の電極合材層の厚みは、幅方向について、中央部分が厚く、両側部分（合材非積層部側部分）が薄くなる。このため、前述の切断工程において、幅広帯状電極板を幅方向の中心位置において長手方向に沿って切断して作製された２本の帯状電極板では、合材積層部のうち、切断面側部分が厚く、合材非積層部側部分が薄い形態となる。このような形態の帯状電極板を、巻き取り工程において、長手方向に張力を掛けつつ巻芯の周りにロール状に巻き取って２つの電極ロールにし、その後、保管工程においてこれらの電極ロールを保管すると、合材積層部のうち厚みの厚い切断面側部分に相対的に強い張力が掛かった状態で保管される。これにより、保管している間に、合材積層部の切断面側部分が引き伸ばされ、合材積層部において合材非積層部側部分が相対的に短くなる。このような、合材積層部の切断面側部分と合材非積層部側部分との長さの差によって、帯状電極板において幅方向に湾曲が生じることがあった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、保管工程を経た帯状電極板について、幅方向の湾曲を小さくすることができる蓄電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、蓄電デバイスの製造方法において、長手方向に延びる帯状の集電箔の表面に電極合材層が積層された帯状の合材積層部と、前記集電箔のうち、前記電極合材層が積層されることなく、前記合材積層部に対して前記長手方向に直交する幅方向の両側に隣り合って前記長手方向に延びる帯状の一対の合材非積層部と、を有する幅広帯状電極板のうち、前記合材積層部をロールプレスするロールプレス工程と、前記幅広帯状電極板のうち前記一対の合材非積層部を前記長手方向に延伸させる非積層部延伸工程と、前記合材積層部のうち前記合材非積層部側に位置する一対の合材非積層部側部分を前記長手方向に延伸させる積層部延伸工程と、を備え、前記ロールプレス工程、前記非積層部延伸工程、及び、前記積層部延伸工程は、いずれの順番で行っても良く、前記ロールプレス工程、前記非積層部延伸工程、及び、前記積層部延伸工程を終えた前記幅広帯状電極板を、前記幅方向の中心位置において前記長手方向に切断して、２本の帯状電極板に分割する切断工程と、前記２本の帯状電極板を、それぞれ、長手方向に張力を掛けつつ巻芯の周りにロール状に巻き取って、２つの電極ロールにする巻き取り工程と、前記電極ロールをそれぞれ保管する保管工程と、前記保管工程を経た前記電極ロールを構成する前記帯状電極板を、所定の長さに切断して、複数の電極板を作製する電極板作製工程と、を備える蓄電デバイスの製造方法である。

ロールプレス工程を行うことにより、幅広帯状電極板のうち、電極合材層が存在する合材積層部は長手方向に圧延されるが、電極合材層が存在しない合材非積層部は、長手方向に圧延されず、相対的に短くなる。このような合材積層部と合材非積層部との長さの差によって、帯状電極板（幅広帯状電極板を切断して２分割したもの）において、幅方向に湾曲が生じることがある。

これに対し、上述の製造方法では、非積層部延伸工程において、幅広帯状電極板のうち一対の合材非積層部を、長手方向に延伸させる。これにより、ロールプレス工程において長手方向に伸ばされる合材積層部に加えて、一対の合材非積層部も長手方向に伸ばすことができる。これによって、幅方向の全体にわたって幅広帯状電極板（集電箔）を長手方向に伸ばすことができるので、切断工程後の帯状電極板に生じる幅方向の湾曲を低減することができる。

また、前述のように、切断工程において幅広帯状電極板を切断した帯状電極板では、合材積層部のうち、切断面側部分が厚く、合材非積層部側部分が薄い形態となる。このような形態の帯状電極板をロール状に巻き取った電極ロールを、保管工程におい保管すると、合材積層部のうち厚みの厚い切断面側部分に相対的に強い張力が掛かった状態で保管されるため、保管している間に、合材積層部の切断面側部分が引き伸ばされる。このため、従来の製造方法では、合材積層部において合材非積層部側部分が相対的に短くなり、このような、合材積層部の切断面側部分と合材非積層部側部分との長さの差によって、保管工程を経た帯状電極板において、幅方向に湾曲が生じることがあった。

これに対し、上述の製造方法では、切断工程前の積層部延伸工程において、合材積層部のうち合材非積層部側（幅方向の両外側）に位置する一対の合材非積層部側部分を長手方向に延伸させる。このように、合材積層部のうち、後の保管工程において長手方向に伸ばされる切断面側部分（合材積層部のうち切断工程における切断によって形成された切断面側に位置する部位）に加えて、合材非積層部側部分も、予め長手方向に伸ばしておくことで、保管後の帯状電極板において、切断面側部分と合材非積層部側部分との長さの差を小さくすることができる。従って、保管工程を経た帯状電極板について、幅方向の湾曲を小さくすることができる。さらに、上述の製造方法では、電極板作製工程において、幅方向の湾曲が小さい帯状電極板から電極板を作製することができるので、電極板を適切に作製することができる。

なお、上述の製造方法では、ロールプレス工程、非積層部延伸工程、及び、積層部延伸工程の３つの工程は、いずれの順番で行っても良いが、ロールプレス工程を最初に行うのが好ましい。また、非積層部延伸工程と積層部延伸工程とを、同時に行っても良い。すなわち、合材非積層部と合材積層部の合材非積層部側部分とを同時に延伸させるようにしても良い。また、蓄電デバイスとしては、リチウムイオン二次電池などの二次電池のほか、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタが挙げられる。

さらに、前記の蓄電デバイスの製造方法であって、前記積層部延伸工程は、前記合材積層部の前記合材非積層部側部分のうち、前記電極ロールの内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、前記一対の合材非積層部側部分を前記長手方向に延伸させる蓄電デバイスの製造方法とすると良い。

前述のように、保管工程において電極ロールを保管すると、合材積層部の切断面側部分が引き伸ばされるが、その伸び量は、電極ロールの内周側に配置された部位よりも外周側に配置された部位のほうが大きくなる。電極ロールの外周側ほど、合材積層部の切断面側部分と合材非積層部側部分との厚み差により生じる切断面側部分と合材非積層部側部分との外径差が大きくなるので、電極ロールの外周側ほど切断面側部分にかかる張力が大きくなるからであると考えられる。

これに対し、上述の製造方法では、積層部延伸工程において、合材積層部の合材非積層部側部分のうち、後の巻き取り工程において形成される電極ロールの内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、一対の合材非積層部側部分を長手方向に延伸させる。具体的には、例えば、合材非積層部側部分のうち積層部延伸工程において先に延伸される長手方向先端側部位よりも後で延伸される長手方向後端側部位のほうが延伸量が大きくなるように、積層部延伸工程において一対の合材非積層部側部分を長手方向に延伸させる。

このように、積層部延伸工程における合材非積層部側部分の延伸量について、保管後の切断面側部分と同様に、電極ロールの内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるようにすることで、保管後の切断面側部分と合材非積層部側部分との間の伸び差を、長手方向の全体にわたって小さくすることができるので、保管後の帯状電極板における幅方向の湾曲をより一層低減することができる。

さらに、前記いずれかの蓄電デバイスの製造方法であって、前記非積層部延伸工程は、前記合材非積層部のうち前記電極ロールの内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、前記一対の合材非積層部を前記長手方向に延伸させる蓄電デバイスの製造方法とすると良い。

前述のように、保管工程において電極ロールを保管すると、合材積層部の切断面側部分が引き伸ばされるが、その伸び量は、電極ロールの内周側に配置された部位よりも外周側に配置された部位のほうが大きくなる。

これに対し、上述の製造方法では、非積層部延伸工程において、合材非積層部のうち電極ロールの内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、一対の合材非積層部を長手方向に延伸させる。具体的には、例えば、合材非積層部のうち非積層部延伸工程において先に延伸される長手方向先端側部位よりも後で延伸される長手方向後端側部位のほうが延伸量が大きくなるように、一対の合材非積層部を長手方向に延伸させる。

このように、非積層部延伸工程における合材非積層部の延伸量について、保管後の合材積層部の切断面側部分と同様に、電極ロールの内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるようにすることで、保管後の合材非積層部と切断面側部分との間の伸び差を、長手方向の全体にわたって小さくすることができるので、保管後の帯状電極板における幅方向の湾曲をより一層低減することができる。

さらに、前記いずれかの蓄電デバイスの製造方法であって、前記非積層部延伸工程は、軸線方向に延びる円柱状の第１小径部、及び、前記第１小径部に対して前記軸線方向の両外側に位置する円柱状で前記第１小径部よりも径大な一対の第１大径部を有する第１延伸ロールを用い、前記第１延伸ロールの前記一対の第１大径部の外周面に、前記幅広帯状電極板のうち前記一対の合材非積層部を巻き付けつつ前記長手方向に張力を掛けて、前記一対の合材非積層部を前記長手方向に延伸させ、前記積層部延伸工程は、軸線方向に延びる円柱状の第２小径部、及び、前記第２小径部に対して前記軸線方向の両外側に位置する円柱状で前記第１小径部よりも径大な一対の第２大径部を有する第２延伸ロールを用い、前記第２延伸ロールの前記一対の第２大径部の外周面に、前記合材積層部のうち合材非積層部側に位置する一対の合材非積層部側部分を巻き付けつつ前記長手方向に張力を掛けて、前記一対の合材非積層部側部分を前記長手方向に延伸させる蓄電デバイスの製造方法とするのが好ましい。

なお、上述の製造方法では、第１延伸ロールと第２延伸ロールとを１つの延伸ロールとして、非積層部延伸工程と積層部延伸工程とを同時に行うようにしても良い。この場合は、例えば、延伸ロールとして、小径部（第１小径部と第２小径部が同一の小径部である）と、小径部に対して軸線方向両側に位置する一対の第２大径部（合材非積層部側部分を巻き付ける部位）と、それぞれの第２大径部に対して軸線方向外側に位置する第１大径部（合材非積層部を巻き付ける部位）とを有する延伸ロールを用いる。

実施形態にかかる帯状電極板の製造装置の概略図である。実施形態にかかる幅広帯状電極板の平面図である。図２のＢ－Ｂ断面図である。実施形態にかかる帯状電極板の平面図である。図４のＣ－Ｃ断面図である。実施形態にかかる蓄電デバイスの製造方法の流れを示すフローチャートである。実施形態にかかるロールプレス工程を説明する図である。実施形態にかかる非積層部延伸工程を説明する図である。実施形態にかかる積層部延伸工程を説明する図である。実施形態にかかる帯状電極板の巻き取り長さと張力との関係を示す図である。実施形態にかかる保管工程を説明する図である。実施形態にかかる電極板の平面図である。実施形態にかかる蓄電デバイスの断面概略図である。変形形態にかかる帯状電極板の製造装置の概略図である。同製造装置の他の概略図である。従来の帯状電極板の幅方向の湾曲を説明する図である。従来の帯状電極板の巻き取り長さと幅方向の湾曲量との関係を示す図である。

＜実施形態＞
次に、実施形態にかかる帯状電極板及び蓄電デバイスの製造方法について説明する。なお、本実施形態では、蓄電デバイスとして、リチウムイオン二次電池２００を製造する例について説明する。図１は、実施形態にかかる帯状電極板１２０の製造装置１の概略図である。製造装置１は、巻出部１０とロールプレス部２０と第１延伸ロール３０と第２延伸ロール４０とダンサーロール５１と張力検出部５３とニップロール６１，６２と切断部７０と第１巻き取り部８０と第２巻き取り部９０とを備え、これらがこの順で搬送方向ＤＦに配置されている。なお、搬送方向ＤＦは、幅広帯状電極板１１０及び帯状電極板１２０の搬送方向であり、幅広帯状電極板１１０及び帯状電極板１２０の長手方向ＤＡに一致する。

幅広帯状電極板１１０は、図２及び図３に示すように、帯状の合材積層部１１４と帯状の一対の合材非積層部１１５とを有する。このうち、合材積層部１１４は、長手方向ＤＡに延びる帯状の集電箔１１１の第１表面１１１ｂ及び第２表面１１１ｃに電極合材層１１２が積層された部位である。一方、合材非積層部１１５は、集電箔１１１のうち、電極合材層１１２が積層されることなく、合材積層部１１４に対して長手方向ＤＡに直交する幅方向ＤＢの両側に隣り合って長手方向ＤＡに延びる部位である。

また、帯状電極板１２０は、幅広帯状電極板１１０を、幅方向ＤＢの中心位置ＣＬにおいて長手方向ＤＡに切断して分割したものである。具体的には、図４及び図５に示すように、帯状の合材積層部１２４と帯状の合材非積層部１２５とを有する。このうち、合材積層部１２４は、長手方向ＤＡに延びる帯状の集電箔１２１の第１表面１２１ｂ及び第２表面１２１ｃに電極合材層１２２が積層された部位である。一方、合材非積層部１２５は、集電箔１２１のうち、電極合材層１２２が積層されることなく、合材積層部１２４に対して長手方向ＤＡに直交する幅方向ＤＢに隣り合って長手方向ＤＡに延びる部位である。

なお、幅広帯状電極板１１０の電極合材層１１２の厚みは、幅方向ＤＢについて、中央部分１１２ｃが厚く、両側部分（合材非積層部側部分１１２ｂ）が薄くなっている（図３参照）。従って、幅広帯状電極板１１０の合材積層部１１４では、幅方向ＤＢの中央部分１１４ｃの厚み寸法Ｔ２が、両側部分（合材非積層部側部分１１４ｂ）の厚み寸法Ｔ１よりも小さくなっている。このため、幅広帯状電極板１１０を幅方向ＤＢの中心位置ＣＬにおいて長手方向ＤＡに切断して分割した帯状電極板１２０では、合材積層部１２４のうち、切断面側部分１２４ｃの厚み寸法Ｔ２が、合材非積層部側部分１２４ｂの厚み寸法Ｔ１よりも小さくなる（図５参照）。なお、合材非積層部側部分１２４ｂは、合材積層部１２４のうち合材非積層部１２５側に位置する部位である。また、切断面側部分１２４ｃは、合材積層部１２４のうち、幅広帯状電極板１１０の切断によって形成された切断面１２６側に位置する部位である。本実施形態では、Ｔ１とＴ２の差は１μｍ程度になる。

ここで、製造装置１について詳細に説明する。巻出部１０は、巻出しロール１１を備え、幅広帯状電極板１１０を送り出す。また、ロールプレス部２０は、プレスロール２１，２２を備え、幅広帯状電極板１１０の合材積層部１１４をロールプレスする（図７参照）。第１延伸ロール３０は、軸線方向（幅方向ＤＢに一致する）に延びる円柱状の第１小径部３１、及び、第１小径部３１に対して軸線方向の両外側に位置する円柱状で第１小径部３１よりも径大な一対の第１大径部３５を有し、幅広帯状電極板１１０のうち一対の合材非積層部１１５を長手方向ＤＡに延伸させる（図８参照）。第２延伸ロール４０は、軸線方向（幅方向ＤＢに一致する）に延びる円柱状の第２小径部４１、及び、第２小径部４１に対して軸線方向の両外側に位置する円柱状で第２小径部４１よりも径大な一対の第２大径部４５を有し、合材積層部１１４のうち一対の合材非積層部側部分１１４ｂを長手方向ＤＡに延伸させる。

ダンサーロール５１は、図示しないエアシリンダの伸縮によって図１の左右方向に移動可能に設けられている。張力検出部５３は、プレスロール２１，２２とニップロール６１，６２との間に位置する幅広帯状電極板１１０にかかる張力を検出する。切断部７０は、円盤状の切断刃７１，７２を有し、幅広帯状電極板１１０を、幅方向ＤＢの中心位置ＣＬにおいて長手方向ＤＡに切断して、２本の帯状電極板１２０に分割する。第１巻き取り部８０は、巻芯８１を有し、一方の帯状電極板１２０を、長手方向ＤＡに張力を掛けつつ巻芯８１の周りにロール状に巻き取って、電極ロール１８０にする。第２巻き取り部９０は、巻芯９１を有し、他方の帯状電極板１２０を、長手方向ＤＡに張力を掛けつつ巻芯９１の周りにロール状に巻き取って、電極ロール１９０にする。

次に、本実施形態のリチウムイオン二次電池２００の製造方法について詳細に説明する。本実施形態では、まず、製造装置１によって、搬送方向ＤＦ（長手方向ＤＡに一致する方向）に搬送される幅広帯状電極板１１０または帯状電極板１２０に対し、図６に示すステップＳ１～Ｓ５の処理を順に行う。具体的には、ステップＳ１（ロールプレス工程）において、一対のプレスロール２１，２２によって、幅広帯状電極板１１０のうち合材積層部１１４をロールプレスする（図１及び図７参照）。これにより、電極合材層１１２が厚み方向ＤＴに圧密化されると共に、合材積層部１１４が長手方向ＤＡに圧延される。

次いで、ステップＳ２（非積層部延伸工程）に進み、第１延伸ロール３０を用いて、幅広帯状電極板１１０のうち一対の合材非積層部１１５を長手方向ＤＡに延伸させる（図１、図８参照）。具体的には、第１延伸ロール３０の一対の第１大径部３５の外周面に、幅広帯状電極板１１０のうち一対の合材非積層部１１５を抱き角θ１で巻き付けつつ、合材非積層部１１５に対して長手方向ＤＡに張力を掛けて（張力を集中させて）、一対の合材非積層部１１５を長手方向ＤＡに延伸させる。これにより、ロールプレス工程において長手方向ＤＡに伸ばされた合材積層部１１４に加えて、一対の合材非積層部１１５も長手方向ＤＡに伸ばすことができる。これによって、幅方向ＤＢの全体にわたって幅広帯状電極板１１０（集電箔１１１）を長手方向ＤＡに伸ばすことができるので、後述する切断工程後の帯状電極板１２０に生じる幅方向ＤＢの湾曲を低減することができる。

次に、ステップＳ３（積層部延伸工程）に進み、第２延伸ロール４０を用いて、合材積層部１１４のうち合材非積層部１１５側（幅方向ＤＢの両外側）に位置する一対の合材非積層部側部分１１４ｂを長手方向ＤＡに延伸させる（図１、図９参照）。具体的には、第２延伸ロール４０の一対の第２大径部４５の外周面に、合材積層部１１４のうち一対の合材非積層部側部分１１４ｂを抱き角θ２で巻き付けつつ、合材非積層部側部分１１４ｂに対して長手方向ＤＡに張力を掛けて（張力を集中させて）、一対の合材非積層部側部分１１４ｂを長手方向ＤＡに延伸させる。

次に、ステップＳ４（切断工程）に進み、切断刃７１，７２によって、幅広帯状電極板１１０を、幅方向ＤＢの中心位置ＣＬにおいて長手方向ＤＡに切断して、２本の帯状電極板１２０に分割する。次いで、ステップＳ５（巻き取り工程）に進み、２本の帯状電極板１２０のうち一方の帯状電極板１２０を、長手方向ＤＡに張力を掛けつつ巻芯８１の周りにロール状に巻き取って、電極ロール１８０にすると共に、他方の帯状電極板１２０を、長手方向ＤＡに張力を掛けつつ巻芯９１の周りにロール状に巻き取って、電極ロール１９０にする。

次いで、ステップＳ６（保管工程）において、電極ロール１８０，１９０を保管する（図１１参照）。その後、ステップＳ７（電極板作製工程）進み、保管工程を経た電極ロール１８０，１９０を構成する帯状電極板１２０を所定の長さに切断して、複数の電極板１３０を作製する（図１２参照）。電極板１３０は、合材積層部１３４と合材非積層部１３５とを有する。このうち、合材積層部１３４は、長手方向ＤＡに延びる集電箔１３１の表面（両面）に電極合材層１３２が積層された部位である。一方、合材非積層部１３５は、集電箔１３１のうち、電極合材層１３２が積層されることなく、合材積層部１３４に対して幅方向ＤＢに隣り合って長手方向ＤＡに延びる部位である。

次いで、ステップＳ８（電極体作製工程）に進み、電極板１３０（例えば正極板）と他の電極板１４０（例えば負極板）とセパレータ１５０とを捲回（または積層）することによって、電極体２５０を作製する（図１３参照）。その後、ステップＳ９（組み付け工程）において、電極体２５０を構成する電極板１３０の合材非積層部１３５に、第１電極端子２２０（例えば正極端子）の接続部２２１を接合すると共に、電極板１４０の合材非積層部１４５に、第２電極端子２３０（例えば負極端子）の接続部２３１を接合した後、電池ケース２１０内に、電極体２５０及び電解液（図示なし）を収容して、リチウムイオン二次電池２００が製造される（図１３参照）。

ところで、切断工程（ステップＳ４）において幅広帯状電極板１１０を切断した帯状電極板１２０では、合材積層部１２４のうち、切断面側部分１２４ｃが厚く、合材非積層部側部分１２４ｂが薄い形態となる（図５参照）。このような形態の帯状電極板１２０をロール状に巻き取った電極ロール１８０，１９０を、保管工程（ステップＳ６）において保管すると、合材積層部１２４のうち厚みの厚い切断面側部分１２４ｃに相対的に強い張力が掛かった状態で保管されるため、保管している間に、合材積層部１２４の切断面側部分１２４ｃが引き伸ばされる。このため、従来の製造方法では、合材積層部１２４において合材非積層部側部分１２４ｂが相対的に短くなり、このような合材積層部１２４の切断面側部分１２４ｃと合材非積層部側部分１２４ｂとの長さの差によって、保管工程（ステップＳ６）を経た帯状電極板５２０において、幅方向ＤＢに湾曲が生じた（図１６参照）。

これに対し、本実施形態では、切断工程（ステップＳ４）前の積層部延伸工程（ステップＳ３）において、幅広帯状電極板１１０の合材積層部１１４のうち合材非積層部１１５側（幅方向ＤＢの両外側）に位置する一対の合材非積層部側部分１１４ｂを長手方向ＤＡに延伸させる。このように、合材積層部１１４のうち、後の保管工程（ステップＳ６）において長手方向ＤＡに伸ばされる切断面側部分１２４ｃに加えて、合材非積層部側部分１１４ｂ（切断工程後に１２４ｂになる）も、予め長手方向ＤＡに伸ばしておくことで、保管後の帯状電極板１２０において、切断面側部分１２４ｃと合材非積層部側部分１２４ｂとの長さの差を小さくすることができる。従って、保管工程を経た帯状電極板１２０について、幅方向ＤＢの湾曲を小さくすることができる。さらに、本実施形態では、電極板作製工程（ステップＳ７）において、幅方向ＤＢの湾曲が小さい帯状電極板１２０から電極板１３０を作製することができるので、電極板１３０を適切に作製することができる。

また、前述のように、保管工程において電極ロール１８０，１９０を保管すると、合材積層部１２４の切断面側部分１２４ｃが長手方向ＤＡに引き伸ばされるが、その伸び量は、電極ロール１８０，１９０の内周側に配置された部位よりも外周側に配置された部位のほうが大きくなる。電極ロール１８０，１９０の外周側ほど、合材積層部１２４の切断面側部分１２４ｃと合材非積層部側部分１２４ｂとの厚み差により生じる切断面側部分１２４ｃと合材非積層部側部分１２４ｂとの外径差（ｒａ－ｒｂ）が大きくなるので、電極ロール１８０，１９０の外周側ほど切断面側部分１２４ｃにかかる張力が大きくなるからであると考えられる（図１１参照）。

これに対し、本実施形態では、積層部延伸工程において、合材積層部１１４の合材非積層部側部分１１４ｂのうち、後の巻き取り工程において形成される電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、一対の合材非積層部側部分１１４ｂを長手方向ＤＡに延伸させる。具体的には、合材非積層部側部分１１４ｂのうち積層部延伸工程において先に延伸される長手方向先端側部位よりも後で延伸される長手方向後端側部位のほうが延伸量が大きくなるように、積層部延伸工程において、一対の合材非積層部側部分１１４ｂを長手方向ＤＡに延伸させる。

より具体的には、積層部延伸工程において合材積層部１１４の合材非積層部側部分１１４ｂに掛ける張力の大きさを、電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが大きくなるようにして、合材非積層部側部分１１４ｂを延伸させる。換言すれば、幅広帯状電極板１１０のうち積層部延伸工程が行われた合材非積層部側部分１１４ｂの長さが長くなるにしたがって、すなわち、第１巻き取り部８０及び第２巻き取り部９０において巻き取られる帯状電極板１２０の巻き取り長さが長くなるにしたがって、合材非積層部側部分１１４ｂに掛ける張力を増大させる。

このように、積層部延伸工程における合材非積層部側部分１１４ｂの延伸量について、保管後の切断面側部分１２４ｃと同様に、電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるようにすることで、保管後の切断面側部分１２４ｃと合材非積層部側部分１２４ｂとの間の伸び差を、長手方向ＤＡの全体にわたって小さくすることができるので、保管後の帯状電極板１２０における幅方向ＤＢの湾曲をより一層低減することができる。

さらに、本実施形態では、非積層部延伸工程において、合材非積層部１１５のうち電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、一対の合材非積層部１１５を長手方向ＤＡに延伸させる。具体的には、非積層部延伸工程において合材非積層部１１５に掛ける張力の大きさを、電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが大きくなるようにして、合材非積層部１１５を延伸させる。換言すれば、幅広帯状電極板１１０のうち非積層部延伸工程が行われた合材非積層部１１５の長さが長くなるにしたがって、すなわち、第１巻き取り部８０及び第２巻き取り部９０において巻き取られる帯状電極板１２０の巻き取り長さが長くなるにしたがって、合材非積層部１１５に掛ける張力を増大させる。

このように、非積層部延伸工程における合材非積層部１１５の延伸量について、保管後の合材積層部１２４の切断面側部分１２４ｃと同様に、電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるようにすることで、保管後の合材非積層部１２５と切断面側部分１２４ｃとの間の伸び差を、長手方向ＤＡの全体にわたって小さくすることができるので、保管後の帯状電極板１２０における幅方向ＤＢの湾曲をより一層低減することができる。

なお、本実施形態では、幅広帯状電極板１１０のうち積層部延伸工程が行われた合材非積層部側部分１１４ｂの長さが長くなるにしたがって、すなわち、第１巻き取り部８０及び第２巻き取り部９０において巻き取られる帯状電極板１２０の巻き取り長さが長くなるにしたがって、ダンサーロール５１を図１の左側へ移動させるように図示しないエアシリンダを駆動させて、幅広帯状電極板１１０のうちプレスロール２１，２２とニップロール６１，６２との間に位置する部位にかかる張力を増大させている。これにより、積層部延伸工程において合材非積層部側部分１１４ｂに掛ける張力を増大させると共に、非積層部延伸工程において合材非積層部１１５に掛ける張力を増大させることができる。

また、本実施形態では、ダンサーロール５１が移動しないように、プレスロール２１，２２とニップロール６１，６２との間において、幅広帯状電極板１１０の搬送速度について速度制御を行いつつ、幅広帯状電極板１１０に掛ける張力を変動させている。なお、本実施形態では、図１０に示す関係を満たすように張力を変動させている。図１０に示すデータは、従来の製造方法によって製造された帯状電極板５２０の巻き取り長さと保管後の幅方向ＤＢの湾曲量Ｆとの関係（図１７参照）に基づいて求めたものである。幅方向ＤＢの湾曲量Ｆは、長さ２ｍの帯状電極板５２０について、合材非積層部１２５の側辺１２５ｄの両端を結ぶ線Ｌと側辺１２５ｄの長手方向ＤＡの中央位置Ｍ（すなわち、長さ１ｍの位置）との最短距離である（図１６参照）。

＜変形形態＞
図１４及び図１５は、変形形態の製造装置１の一部の概略図である。図１４は、帯状電極板１２０の製造開始時の状態を示す図であり、図１５は、帯状電極板１２０の製造終了直前の状態を示す図である。第１延伸ロール３０は、図示しないサーボモータの駆動により、図１４及び図１５の左右方向に移動可能とされている。第２延伸ロール４０も、図示しないサーボモータの駆動により、図１４及び図１５の左右方向に移動可能とされている。変形形態では、帯状電極板１２０の製造が進むにしたがって、すなわち、第１巻き取り部８０及び第２巻き取り部９０において巻き取られる帯状電極板１２０の巻き取り長さが長くなるにしたがって、第１延伸ロール３０及び第２延伸ロール４０を、図１４及び図１５の左側へ移動させる。なお、本変形形態では、第１延伸ロール３０及び第２延伸ロール４０と共にダンサーロール５１を、図１４及び図１５の左側へ移動させることによって、幅広帯状電極板１１０のうちプレスロール２１，２２とニップロール６１，６２との間に位置する部位にかかる張力を一定に保つようにしている。

これにより、本変形形態では、積層部延伸工程において、合材非積層部側部分１１４ｂに掛ける張力を変動させるのではなく、第２大径部４５に対する合材非積層部側部分１１４ｂの抱き角θ２の大きさを、電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが大きくなるようにして、合材非積層部側部分１１４ｂを延伸させる（図１４、図１５参照）。これにより、積層部延伸工程において、合材積層部１１４の合材非積層部側部分１１４ｂのうち、電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、一対の合材非積層部側部分１１４ｂを長手方向ＤＡに延伸させることができる。

さらに、非積層部延伸工程においても、合材非積層部１１５に掛ける張力を変動させるのではなく、第１大径部３５に対する合材非積層部１１５の抱き角θ１の大きさを、電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが大きくなるようにして、合材非積層部側部分１１４ｂを延伸させる（図１４、図１５参照）。これにより、非積層部延伸工程において、合材非積層部１１５のうち電極ロール１８０，１９０の内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、一対の合材非積層部１１５を長手方向ＤＡに延伸させることができる。

以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は前記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。例えば、実施形態等では、ロールプレス工程、非積層部延伸工程、及び、積層部延伸工程の３つの工程を、この順番で行うようにしたが、いずれの順番で行っても良い。但し、ロールプレス工程を最初に行うのが好ましい。また、非積層部延伸工程と積層部延伸工程とを、同時に行うようにしても良い。すなわち、合材非積層部１１５と合材積層部１１４の合材非積層部側部分１１４ｂとを同時に延伸させるようにしても良い。

２１，２２プレスロール
３０第１延伸ロール
４０第２延伸ロール
１１０幅広帯状電極板
１１１，１２１，１３１集電箔
１１２，１２２，１３２電極合材層
１１４，１２４，１３４合材積層部
１１４ｂ，１２４ｂ合材非積層部側部分
１１５，１２５，１３５合材非積層部
１２０帯状電極板
１３０電極板
１８０，１９０電極ロール

Claims

蓄電デバイスの製造方法において、
長手方向に延びる帯状の集電箔の表面に電極合材層が積層された帯状の合材積層部と、前記集電箔のうち、前記電極合材層が積層されることなく、前記合材積層部に対して前記長手方向に直交する幅方向の両側に隣り合って前記長手方向に延びる帯状の一対の合材非積層部と、を有する幅広帯状電極板のうち、前記合材積層部をロールプレスするロールプレス工程と、
前記幅広帯状電極板のうち前記一対の合材非積層部を前記長手方向に延伸させる非積層部延伸工程と、
前記合材積層部のうち前記合材非積層部側に位置する一対の合材非積層部側部分を前記長手方向に延伸させる積層部延伸工程と、を備え、
前記ロールプレス工程、前記非積層部延伸工程、及び、前記積層部延伸工程は、いずれの順番で行っても良く、
前記ロールプレス工程、前記非積層部延伸工程、及び、前記積層部延伸工程を終えた前記幅広帯状電極板を、前記幅方向の中心位置において前記長手方向に切断して、２本の帯状電極板に分割する切断工程と、
前記２本の帯状電極板を、それぞれ、長手方向に張力を掛けつつ巻芯の周りにロール状に巻き取って、２つの電極ロールにする巻き取り工程と、
前記電極ロールをそれぞれ保管する保管工程と、
前記保管工程を経た前記電極ロールを構成する前記帯状電極板を、所定の長さに切断して、複数の電極板を作製する電極板作製工程と、を備える
蓄電デバイスの製造方法。
請求項１に記載の蓄電デバイスの製造方法であって、
前記積層部延伸工程は、前記合材積層部の前記合材非積層部側部分のうち、前記電極ロールの内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、前記一対の合材非積層部側部分を前記長手方向に延伸させる
蓄電デバイスの製造方法。
請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイスの製造方法であって、
前記非積層部延伸工程は、前記合材非積層部のうち前記電極ロールの内周側に配置される部位よりも外周側に配置される部位のほうが延伸量が大きくなるように、前記一対の合材非積層部を前記長手方向に延伸させる
蓄電デバイスの製造方法。