JPH1125959A

JPH1125959A - 電池の製造方法及び電池製造装置

Info

Publication number: JPH1125959A
Application number: JP10094884A
Authority: JP
Inventors: Hideto Yamashita; 秀人山下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】電極活物質を含む塗液を集電体上に間欠部を
有して塗布する作業を迅速に行うことを可能とし、生産
性良好に電極を形成することを可能とする。【解決手段】電極活物質を含む塗液を集電体である基
材１上に間欠部を有して塗布して電極を形成する際に、
間欠部を研磨してこの間欠部に被着した電極活物質を除
去する。このとき、側面２０ａが研磨部となされる円筒
状のクリーナーロール２０の側面２０ａを間欠部に接触
させて間欠部の研磨を行うことが好ましい。また、基材
１を走行させ、この上でクリーナーロール２０を軸方向
に回転させ、間欠部において基材１の線速よりもクリー
ナーロール２０の回転方向の線速を大とすることが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池の製造方法及
び電池製造装置に関し、特に電極活物質を含む塗液を集
電体上に塗布することで電極を形成する電池の製造方法
及び電池製造装置に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に非水電解質電池は、用いる非水電
解質の電気伝導度が水系電解質電池に比較して低いの
で、集電体である導電性支持体に形成される電極層の厚
みを薄くして内部抵抗値を下げる必要がある。そのため
上記非水電解質電池の円筒型電池、角型電池では電極活
物質充填量を上げるため、シート状の電極を巻回した渦
巻き式構造や、シート状の電極を積み重ねた積層構造が
採用されている。

【０００３】図６に、非水電解質電池として一般的なリ
チウムイオン２次電池の構造を示す。この電池において
は、電極活物質であるリチウム酸化コバルトを主体とす
る電極合剤が、導電性支持体であるアルミニウム箔の表
面に所定の厚さで塗工された陽極板１３０と、カーボン
を主体とした電極合剤が塗工された陰極板１３１とが、
絶縁体からなるセパレーター１３２を介して積層状に巻
回されている。

【０００４】そして、陽極板１３０の内局端部にはアル
ミニウムからなる陽極リード１３３が接合されており、
この陽極リード１３３は電池蓋１３４に接合されてい
る。また、陰極板１３１の外周部には、ニッケルからな
る陰極リード１３５が接合されており、この陰極リード
１３５は電池缶１３６の底面に接続されている。

【０００５】ところで、このような陽極板１３０を製造
する場合には、長い帯状に連続的に製造し、これを所定
の長さに切って、個々の陽極板１３０を製造するように
している。上記陽極板１３０においては、前述のように
内局端部に陽極リード１３３を接合する必要があり、上
述のように長い帯状に連続して製造する場合には、電極
合剤を塗工した塗工部分と陽極リード１３３を接合する
ために電極合剤を塗工していない未塗工部分とを、順次
に形成する必要がある。

【０００６】一方の陰極板１３１においても同様であ
り、これを製造する場合には、長い帯状に連続的に製造
し、これを所定の長さに切って個々の陰極板１３１を製
造するようにしている。上記陰極板１３１においても前
述のように外周部に陰極リード１３５を接合する必要が
あり、上述のように長い帯状に連続して製造する場合に
は、電極合剤を塗工した塗工部分と陰極リード１３５を
接合するために電極合剤を塗工していない未塗工部分と
を、順次に形成する必要がある。

【０００７】そこで、上記陽極板１３０及び陰極板１３
１を製造する方法としては、従来より、長尺の集電体で
あり、導電性支持体である基材の未塗工部分となるべき
部分に予めマスキングを施しておき、これを走行させな
がら、塗工を行って塗工部分と未塗工部分を交互に形成
する方法、長尺の基材上の全領域に塗工を行った後、未
塗工部分とすべき部分を削り取って塗工部分と未塗工部
分を交互に形成する方法が挙げられる。

【０００８】このように、予めマスキングを施すか、塗
工後に未塗工部分とすべき部分を削り取るといった場合
の塗工方式としては、第１の方法として特開平４−２８
２５５８号公報に示されるような電極活物質を含む塗液
を基材の両側に押し出し成形する方法、第２の方法とし
て特開昭６３−１１４０５８号公報や特開平３−４３９
５８号公報に示されるような引き上げ方式、第３の方法
として特開平１−２６７９５３号公報や特開平１−１９
４２６５号公報に示されるような引き下げ方式が提案さ
れている。

【０００９】また、上記のような塗工方式としては、第
４の方法として、複数の回転するロールを組み合わせ
て、そのロールギャップを電極活物質を含む塗液が通過
することによりロールギャップ内を走行する基材に塗工
が行われるロールコーティング方式も挙げられる。この
ようなロールコーティング方式としては、３本リバース
ロール方式、リバースグラビア方式、ダイレクトグラビ
ア方式などが挙げられる。

【００１０】さらに、上記のような塗工方式としては、
第５の方法として、特開平１−１８４０６９号公報や特
開平１−１９４２６５号公報、特開平４−２４２０７１
号公報に示されるような基材に対し、適当な隙間をもっ
てドクターブレードを配置し、電極活物質を含む塗液を
このドクターブレード前面に貯え、走行する基材に対し
適量の電極合剤塗液が層状に引き出されることにより基
材に塗工が行われる方式も挙げられる。

【００１１】さらにまた、上記のような塗工方式として
は、第６の方法として、特開平７−６５８１６号公報に
示されるような、基材に対し、エクストリュージョンダ
イを用いて塗工を行う方式が提案されている。

【００１２】一方、上述のように予めマスキングを施し
たり、塗工後に不要な部分を削ったりする方法とは異な
り、塗工時から未塗工部分と塗工部分を順次に形成する
方法も挙げられている。このような方法としては、特開
平１−１８４０６９号公報に示されるようなドクターブ
レードと塗液滞留部を有するシャッターを組み合わせた
塗工部を走行する基材上に配置する間欠塗布方式が提案
されている。この方式では、固定されたドクターブレー
ドと、走行する基材との隙間を変化させることにより塗
工厚みの調整を行い、ドクターブレードに塗液を供給す
るための塗液滞留部を有するシャッターを開閉すること
により塗工部分と未塗工部分を交互に形成する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな各塗工方式は、以下に示すような不都合を有する。

【００１４】すなわち、第１，第２及び第３の方法にお
いては、両面同時に塗工できるので効率は良いが、基材
を両電極合剤塗液の中央に位置させることが難しく、厚
さの均一な薄い電極板を製造することが困難である。

【００１５】さらに、第４の方法においては、所望の電
極厚さに対し、適当な電極合剤となる塗液の粘弾性挙動
と表面張力の関係からリッピング（畝化現象）と呼ばれ
る塗膜欠陥が発生しやすく、また塗液がコーティングロ
ール間でアプリケーション、レベリングしたり、転写さ
れる際の塗液の飛散、乾燥による粘弾性挙動の不安定が
発生し、また塗液の戻り循環供給経路において、塗液が
大気中に暴露されることによる塗液中の揮発成分の変化
等により、安定した塗工を長時間維持するのが困難であ
る。

【００１６】また、第５の方法は、塗工が単純で、極め
て効率良く電池電極を得ることができるが、塗工を停止
させたりする場合、ドクターブレードに貯えられた塗液
がなくなるのを待たなければならないという不都合があ
る。

【００１７】さらに、第６の方法においては、エクスト
リュージョンダイに供給する塗液の供給圧力を加減する
ことにより、上述の第５の方法では不可能であった任意
の場所での塗工停止が可能となる。しかしながら、この
方法では、塗液の粘弾性挙動に塗工状態が強く左右さ
れ、特に固形分を多く含む塗液を使用する場合には動粘
性が極端に高くなり、所望の塗工厚みと塗工速度が得ら
れないといった不都合が生じる。

【００１８】さらにまた、上述の第１〜第６の方法にお
いては、いずれも電極板に未塗工部分を形成するため
に、基材に予めマスキングを行うか、塗工後に未塗工部
分となる部分の塗液を削り取るといった作業が必要とさ
れており、電池電極製造工程に著しい手間と原材料の一
部を除去することによる無駄が発生する。

【００１９】これに対し、ドクターブレードと塗液滞留
部を有するシャッターを組み合わせた塗工部を走行する
基材上に配置する間欠塗布方式においては、基材に予め
マスキングを行ったり、塗工した後で未塗工部分となる
箇所の塗液を削り取る必要がなく、様々な種類の電池電
極の製造において製造装置本体の変更部分が少なく、極
めて高効率に所望の電池電極を得ることができる。

【００２０】そこで、この間欠塗布方式の適用が望まれ
るが、この方法によっても、依然、塗工状態が塗液の粘
弾性挙動に左右される面が少なくない。また、塗工部分
は、シャッターが開く動作により塗液が、ドクターブレ
ードと走行する基材の隙間に層状に供給されることによ
り形成されるが、塗工が終わる部分で塗液はねが発生
し、塗液の付着が生じることがある。これは、未塗工部
分であるべき箇所に電極活物質が付着していることにな
るので、この電極を用いた場合に過充電に対する電池特
性を著しく損ねる原因となり、好ましくない。なお、こ
のような現象は、基材の走行速度が高まるにつれて発生
しやすくなる。そのためこの方式においては塗工速度を
高速化することができず、生産性があまり良好ではない
という不都合が生じる。

【００２１】そこで本発明は、従来の実状を鑑みて提案
されたものであり、電極活物質を含む塗液を集電体上に
間欠部を有して塗布する作業を迅速に行うことを可能と
し、生産性良好に電極を形成することを可能とする電池
の製造方法及び電池製造装置を提供することを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明の電池の製造方法は、電極活物質を含む塗液
を集電体上に間欠部を有して塗布して電極を形成する際
に、間欠部を研磨してこの間欠部に被着した電極活物質
を除去することを特徴とするものである。

【００２３】なお、本発明の電池の製造方法において
は、側面が研磨部となされる円筒状のクリーナーロール
の上記側面を間欠部に接触させて間欠部の研磨を行うこ
とが好ましい。このクリーナーロールを形成する材料
は、通常この種のクリーナーロールに使用される材料で
あれば、特に限定されるものではない。

【００２４】また、本発明の電池製造装置は、所定の方
向に走行する集電体上に電極活物質を含む塗液を間欠部
を有して塗布する塗工部と、所定の方向に走行する集電
体の間欠部を研磨して当該間欠部に被着した電極活物質
を除去する塗液除去部とを少なくとも備えてなる電池製
造装置であって、上記塗液除去部が、側面が研磨部とな
される円筒状のクリーナーロールを少なくとも備え、所
定の方向に走行する集電体の間欠部に上記クリーナーロ
ールの側面を接触させて間欠部の研磨を行うことを特徴
とするものである。

【００２５】上記のように、集電体上でクリーナーロー
ルを走行させる場合、品質上の観点から塗工部分におい
ては、摩擦が少ないことが望まれる。従って、上記クリ
ーナーロールにおいては、塗工後の集電体上において、
未塗工部分である間欠部のみにおいて集電体表面に摩擦
を与え、研磨することが望まれる。

【００２６】すなわち、本発明の電池の製造方法におい
ては、集電体を走行させ、走行する集電体上でクリーナ
ーロールを軸方向に回転させ、間欠部において集電体の
線速よりもクリーナーロールの回転方向の線速を大とす
ることが好ましい。

【００２７】また、上記本発明の電池製造装置において
も、上記クリーナーロールが軸方向に回転し、間欠部に
おいてクリーナーロールの回転方向の線速が所定の方向
に走行する集電体の線速よりも大となされることが好ま
しい。

【００２８】このようにすれば、間欠部においては、ク
リーナーロールが集電体上を高速で走行することとな
り、間欠部に摩擦が与えられ、間欠部が研磨されること
となる。

【００２９】さらに、上記クリーナーロールにおいて、
集電体の塗工部分においては、その回転方向の線速が集
電体の線速と略同等となるようにすれば、当該塗工部分
に摩擦を与えにくくなる。

【００３０】このため、上記本発明の電池製造装置にお
いては、上記塗液除去部が、集電体を所定の方向に走行
させる走行手段と、所定の方向に走行する集電体上の塗
液の有無を検出する塗液検出手段と、クリーナーロール
の回転方向の線速度を制御する制御手段とを有し、上記
塗液検出手段により集電体上の塗液塗布開始部を検出
し、この検出した情報を用いて制御手段によりクリーナ
ーロールの回転方向の線速度を上記のように制御するこ
とが好ましい。

【００３１】また、上記本発明の電池製造装置において
は、上記塗液除去部が、集電体を所定の方向に走行させ
る走行手段と、所定の方向に走行する集電体上の塗液の
有無を検出する塗液検出手段と、所定の方向に走行する
集電体の所定の方向における線速度を検出する線速度検
出手段と、クリーナーロールの回転方向の線速度を制御
する制御手段とを有し、上記塗液検出手段により集電体
上の塗液塗布開始部を検出し、上記線速度検出手段によ
り集電体の所定の方向における線速度を検出し、この検
出した情報を用いて制御手段によりクリーナーロールの
回転方向の線速度を上記のように制御することが好まし
い。

【００３２】なお、上記クリーナーロールにおいて、集
電体の塗工部分においては、集電体と接触させないよう
にし、間欠部である未塗工部分においてのみ接触させる
ようにすれば、塗工部分に摩擦を与えることもなく、好
ましい。

【００３３】本発明の電池の製造方法及び電池製造装置
においては、電極活物質を含む塗液を集電体上に間欠部
を有して塗布して電極を形成する際に、間欠部を研磨し
てこの間欠部に被着した電極活物質を除去するようにし
ているため、上記塗布作業を迅速に行った場合に間欠部
に電極活物質が付着しても除去されることとなり、電極
が特性を損なうことなく迅速に製造される。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。な
お、ここでは本発明の電池の製造方法を適用した本発明
の電池製造装置について説明することとする。

【００３５】本例の電池製造装置においては、図１に示
すように、例えば延伸加工されたアルミニウム箔である
シート状の集電体である基材１が、巻出し軸２に巻装さ
れており、図中矢印Ｍ₁で示すように、この巻出し軸２
から送り出されてメインロール３、アウトフィードロー
ル６上を走行した後、巻き取り軸７に巻き取られるよう
になされている。

【００３６】上記巻き出し軸２は図示しないＡＣサーボ
モーターで駆動され、基材１を弛みなく、一定の張力と
速度で送り出すようになされている。そして、上記のよ
うにして送り出された基材１は、塗工部となるメインロ
ール３上を走行するが、この際、基材１とメインロール
３がスリップしないように基材１はメインロール３に対
してゴムロール４によって圧接されている。

【００３７】そして、メインロール３上を走行する基材
１上部には、図２に示すようなドクターブレード１０
と、上記ドクターブレード１０に対向するようにシャッ
ター９が配されてなる塗工部１１が配されている。ただ
し、図１中には上記塗工部は図示しないものとする。

【００３８】このドクターブレード１０は、シャッター
９への対向部側が凹部１２となされる断面略コ字状の部
材であり、基材１への対向部側においてはその厚さが薄
くなされている。また、上記シャッター９はドクターブ
レード１０への対向部側が凹部１３となされている断面
略コ字状の部材であり、ドクターブレード１０の凹部１
２内に嵌合可能な大きさとなされている。さらに、上記
シャッター９は基材１側においてドクターブレード１０
に近づくように屈曲してドクターブレード１０の基材１
側先端部を若干残すようにして接触可能な形状となされ
ており、その先端部においては厚さが薄くなされてい
る。

【００３９】従って、上記塗工部１１においては、ドク
ターブレード１０の凹部１２内にシャッター９を嵌合さ
せることにより、これらの対向部に凹部１２と凹部１３
により塗液滞留部１４が形成されることとなる。そし
て、シャッター９が基材１側においてドクターブレード
１０に近づくように屈曲していることから、上記塗液滞
留部１４は基材１側において先細となされている。

【００４０】さらに、この塗工部１１においては、シャ
ッター９がドクターブレード１０に対して図３中矢印Ｍ
₂に示す厚さ方向に可動となされており、塗液滞留部１
４の幅が可変となされている。さらにまた、シャッター
９がドクターブレード１０からある程度離れると、基材
１側においてシャッター９とドクターブレード１０間に
隙間が形成され、上記塗液滞留部１４の基材１側が開口
され、基材１側においてシャッター９とドクターブレー
ド１０を接触させれば、塗液滞留部１４の基材１側は閉
口されることとなる。

【００４１】すなわち、この塗工部１１の塗液滞留部１
４に電極活物質を含む塗液８を充填し、上記のように基
材１側においてシャッター９とドクターブレード１０間
に隙間を形成するようにすると、図３に拡大して示すよ
うに、上記隙間から塗液８がドクターブレード１０の基
材１側先端部の表面に供給され、この面を伝わってドク
ターブレード１０の基材１への対向面と基材１間に供給
され、塗工が行われることとなる。一方、基材１側にお
いてシャッター９とドクターブレード１０を接触させる
と、塗液８の供給は停止されることとなる。

【００４２】従って、基材１側においてシャッター９と
ドクターブレード１０間に隙間を形成した状態で図２及
び図３中に示すように上記基材１を図中矢印Ｍ₃に示す
ように走行させると、塗液８が供給され、基材１上には
塗液８が順次塗布されていくこととなる。そして、基材
１を走行させた状態のまま、基材１側においてシャッタ
ー９とドクターブレード１０を接触させると、塗液８の
供給が停止し、基材１上には塗液８が塗布されない部分
が形成される。

【００４３】すなわち、基材１を走行させながら、シャ
ッター９を所定の位置で図２中矢印Ｍ₂に示す厚さ方向
に移動させることにより、図２中に示すように基材１に
塗液８が塗布される塗工部分１５と塗液８が塗布されず
基材１が露呈している未塗工部分１６が、交互に形成さ
れていく。

【００４４】さらに、本例の電池製造装置においては、
塗工部１１により塗工部分１５及び未塗工部分１６を形
成した後、塗液８を乾燥させるべく、図１中に示すよう
にメインロール３とアウトフィードロール６の間に塗液
８中の溶剤成分を揮発させる乾燥部５を設けている。

【００４５】また、本例の電池製造装置においては、基
材１に所定のテンションをかけながら走行させるべく、
ガイドロール１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７
ｅ，１７ｆを設けている。

【００４６】ところで、上述のようにして塗工部１１に
より塗工部分１５と未塗工部分１６を形成するようにす
ると、基材１の走行速度を速めた場合に、図３中に示す
ように塗液８がはねて未塗工部分１６に被着し易く、こ
のようにして製造された電極を用いた場合には過充電に
対する電池特性を著しく損ねてしまう。

【００４７】そこで、本例の電池製造装置においては、
乾燥部５により塗液が乾燥された集電体である基材１
が、これを所定の方向に走行させる走行手段であるアウ
トフィードロール６上において、その未塗工部分１６に
被着した塗液８が除去される塗液除去部を設けるように
している。なお、このアウトフィードロール６も図示し
ないＡＣサーボモーターにより駆動される。

【００４８】すなわち、本例の電池製造装置において
は、図４に示すように、基材１をアウトフィードロール
６に対してスリップしないようにゴムロール１８によっ
て圧接して走行させると共に、上記アウトフィードロー
ル６の周面側で塗液が除去されるように塗液除去部１９
を設けており、ゴムロール１８により圧接された基材１
が塗液除去部１９に供給されるようになされている。な
お、図１中には上記ゴムロール１８及びアウトフィード
ロール６以外の塗液除去部１９は図示しないものとす
る。

【００４９】この塗液除去部１９は、集電体である基材
１を所定の方向に走行させる走行手段であるアウトフィ
ードロール６、クリーナーロール２０とこれを回転駆動
する図示しないＡＣサーボモーター、クリーナーロール
２０の位置を調整する調整部３２、ＡＣサーボモータや
調整部３２の駆動制御を行う制御部２１により主に構成
される。上記制御部２１は、クリーナーロール２０の回
転方向の線速度を制御する制御手段として機能すること
となる。

【００５０】上記クリーナーロール２０は側面２０ａが
研磨部となされる円筒状をなすものであり、このクリー
ナーロール２０を形成する材料は、通常この種のクリー
ナーロールに使用される材料であれば、特に限定される
ものではない。

【００５１】また、上記調整部３２は、クリーナーロー
ル２０を保持し、略Ｌ字状をなすスイングアーム２２と
このスイングアーム２２を保持して図中矢印Ｍ₄で示す
ように上下動するエアシリンダー２３により主に構成さ
れる。すなわち、エアシリンダー２３の図中矢印Ｍ₄で
示す上下動によりスイングアーム２２も上下動し、この
結果スイングアーム２２の先端に保持されているクリー
ナーロール２０は図中矢印Ｍ₅で示す方向に可動とな
り、アウトフィーダーロール５の周面に対して離れたり
近づいたりすることとなる。なお、エアシリンダー２３
にはソレノイドバルブ２４を開閉することによりエアー
２５が送り込まれるようになされている。

【００５２】さらに、上記制御部２１は、中央処理装置
（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｓｉｎｇＵｎｉ
ｔ、以下、ＣＰＵと称する。）である高速サーボコント
ローラ２６、サーボパック２７により構成されている。
そして、この高速サーボコントローラー２６から出力さ
れる運動指令，速度指令Ｓ₁により、図示しないＡＣサ
ーボモーターが所定の条件で駆動されてクリーナーロー
ル２０が軸方向に回転するようになされている。また、
高速サーボコントローラー２６からはクリーナーロール
ニップ指令Ｓ₂が出力され、これによりソレノイドバル
ブ２４を開けてエアー２５をエアシリンダー２３に送り
込むようになされている。

【００５３】上記のようにエアシリンダー２３にエアー
２５が送り込まれると、エアシリンダー２３は図中上方
に上昇し、この上昇によりクリーナーロール２０はアウ
トフィードロール６の周面に対して近づき接触する。そ
して、上記スイングアーム２２にはストッパー２８が設
けられており、このストッパー２８の位置を調整するこ
とにより、クリーナーロール２０がアウトフィードロー
ル６に接触した後にクリーナーロール２０をアウトフィ
ードロール６に対して押し込む量が調整可能となされて
いる。また、このストッパー２８にはこれと連動するダ
イヤルゲージ２９が設けられておりストッパー２８の位
置によりクリーナーロール２０の押し込み量が確認可能
となされている。なお、この押し込み量は後述のように
クリーナーロール２０を回転させて未塗工部分の塗液を
除去しようとする際に効率良く除去が可能となされる量
とすれば良い。

【００５４】上記塗液除去部１９においては、ゴムロー
ル１８とクリーナーロール２０の間に所定の方向に走行
する集電体である基材１上の塗液の有無を検出する塗液
検出手段であるファイバーセンサー３０が設置されてお
り、基材１上の塗工部分の検出が可能となされており、
ＣＰＵである高速サーボコントローラー２６に塗工部分
検知信号Ｓ₃が入力されるようになされている。

【００５５】すなわち、上記塗液除去部１９において
は、ファイバーセンサー３０からの塗工部分検知信号Ｓ
₃を受けてＣＰＵである高速サーボコントローラー２６
は、記憶している基材１が走行する線速と併せて演算を
行い、基材１の未塗工部分がクリーナーロール２０に到
達する時間を算出し、その結果に基づいてクリーナーロ
ール２０の位置、線速を制御するようにしている。

【００５６】具体的には、クリーナーロールニップ指令
Ｓ₂をソレノイドバルブ２４に出力してクリーナーロー
ル２０を所定の押し付け量でアウトフィードロール６に
対して押し付けると共に、運動指令，速度指令Ｓ₁をサ
ーボパック２７に出力して、未塗工部分においては基材
１の線速よりもクリーナーロール２０の回転方向の線速
が大となるような回転として制御する。

【００５７】一方、塗工部分においては、クリーナーロ
ールニップ指令Ｓ₂をソレノイドバルブ２４に出力して
クリーナーロール２０を所定の押し付け量でアウトフィ
ードロール６に対して押し付けると共に、運動指令，速
度指令Ｓ₁をサーボパック２７に出力して、クリーナー
ロール２０の回転を基材１の線速とクリーナーロール２
０の回転方向の線速が同等となるような回転として制御
する。

【００５８】ところで、上記のようにしてファイバーセ
ンサー３０からの塗工部分検知信号Ｓ₃と記憶されてい
る基材１が走行する線速からＣＰＵである高速サーボコ
ントローラー２６によって演算を行うようにすると、以
下のような不都合が生じる。

【００５９】すなわち、基材１の塗工部分の端部がファ
イバーセンサー３０を通過した後に基材１の線速度に変
化が生じると、クリーナーロール２０の回転を変更する
タイミングに誤差が発生してしまう。上記のように、未
塗工部分においては基材１の線速よりもクリーナーロー
ル２０の回転方向の線速が大となるような回転とし、塗
工部分においては、基材１の線速とクリーナーロール２
０の回転方向の線速が同等となるような回転として制御
することが困難となってしまう。従って、集電体である
基材１の未塗工部分に被着した塗液を確実に除去するこ
とが困難となり、電池特性を損なう可能性が生じる。

【００６０】より具体的には、ファイバーセンサー３０
から塗工部分検知信号Ｓ₃が高速サーボコントローラー
２６に入力された時点で、高速サーボコントローラー２
６で基材１の線速を記憶し、未塗工部分がクリーナーロ
ール２０の下部に到達する時間をファイバーセンサー３
０、クリーナーロール２０間の距離及び基材１の線速か
ら演算によって算出し、クリーナーロール２０の速度指
令Ｓ₁を切り替える制御方法としていたため、ファイバ
ーセンサー３０から塗工部分検知信号Ｓ₃が高速サーボ
コントローラー２６に入力された時点の基材１の線速
が、未塗工部分がクリーナーロール２０の下部に到達す
るまでの間に変化した場合、演算によって算出されたタ
イミングでクリーナーロール２０の速度指令Ｓ₁を切り
替えると、実際に未塗工部分がクリーナーロール２０の
下部に到達する以前、または以後にクリーナーロール２
０の線速が切り替わってしまう現象が発生する。

【００６１】そこで、図５に示すように、先に図４に示
した塗液除去部１９と同様の構成を有する塗液除去部１
９の集電体である基材１を所定の方向に走行させる走行
手段であるアウトフィードロール６に、所定の方向に走
行する集電体の所定の方向における線速度を検出する線
速度検出手段としてパルスジェネレーター３２を設ける
ようにしても良い。上記パルスジェネレーター３２はア
ウトフィードロール６の回転軸に設けられ、アウトフィ
ードロール６が軸方向に回転して例えば１（ｍｍ）とい
った所定の大きさで回転方向に移動したときに、例えば
１（パルス）といった所定の数のパルスを発生するもの
である。上記アウトフィードロール６においては、基材
１がスリップしないようにゴムロール１８で圧接されて
いるため、アウトフィードロール６の回転方向の移動量
は基材１の移動量と同等となり、結果、パルスジェネレ
ーター３２が発生するパルス信号は基材１の移動量信号
Ｓ₄となり、高速サーボコントローラ２６に入力され
る。

【００６２】すなわち、クリーナーロール２０の速度指
令Ｓ₁を切り替えるタイミングとしては、ファイバーセ
ンサー３０から塗工部分検知信号Ｓ₃が入力された時点
で、パルスジェネレーター３２のパルス信号のカウント
を開始し、ファイバーセンサー３０とクリーナーロール
２０の距離分に相当するパルス信号量がカウントされた
時点とすれば良いこととなる。

【００６３】前述の例においては、基材１の線速として
塗工部分検知信号Ｓ₃が入力された時点で記憶させたも
のを用いていたのに対し、この例においては、リアルタ
イムで検出される基材１の移動量信号Ｓ₄から基材１の
線速を導き出すこととなるため、本例においては、クリ
ーナーロール２０の回転を変更するタイミングが正確で
あり、集電体である基材１の未塗工部分に被着した塗液
が確実に除去され、電池特性を損なうことがない。

【００６４】従って、これまで述べた電池製造装置にお
いては、塗工部分において、クリーナーロールからの摩
擦を受けにくく、当該塗工部分が研磨されることはな
く、間欠部である未塗工部分のみにおいてクリーナーロ
ールが基材上を高速で走行することとなり、この未塗工
部分においては摩擦を受け、当該未塗工部分は研磨さ
れ、未塗工部分に被着している塗液は除去されることと
なる。

【００６５】すなわち、これまで述べた電池製造装置に
おいては、塗液を基材上に塗布する塗布作業を迅速に行
った場合に、未塗工部分に塗液が付着しても除去される
こととなり、電極を特性を損なうことなく迅速に製造す
ることが可能であり、生産性を向上することが可能であ
る。

【００６６】なお、これらの電池製造装置の塗液除去部
１９においては、クリーナーロール２０にカバー３１を
被せ、除去した塗液の散乱を防止することが好ましい。

【００６７】さらに、これらの電池製造装置において
は、装置全体にカバーを施し、除去した塗液を集塵機に
より回収するようにし、装置内の環境を一定に保つよう
にすることが好ましい。

【００６８】さらにまた、上述の例においては、塗工部
分と未塗工部分においてクリーナーロールの回転を変化
させて未塗工部分のみにおいて研磨を行うようにした
が、本例の電池製造装置においては、エアシリンダー２
３の上下動によってクリーナーロール２０をアウトフィ
ードロール６の周面に対して離したり近づけたりするこ
とが可能であることから、未塗工部分のみにおいてクリ
ーナーロール２０をアウトフィードロール６に対して所
定の押し付け量で押し付けて、上述の例と同様に回転さ
せ、この未塗工部分のみにおいて研磨が行われるように
しても良い。このようにすれば、塗工部分に摩擦を与え
ることがなく、当該塗工部分が研磨されることがなく、
好ましい。

【００６９】なお、この場合、基材１の走行速度が速く
なっていくと、クリーナーロール２０をエアシリンダー
２３の上下動のみによってアウトフィードロール６の周
面に対して離したり近づけたりすることが困難となって
くる。そこで、クリーナーロール２０の上下動を機械的
に行うカム等の手段を設けることが好ましい。

【００７０】

【実施例】以下、本発明の効果を確認するべく、前述し
たような構成の電池製造装置を用いて陽極板を製造し
た。

【００７１】ここでは、上記電池製造装置における塗液
除去部１９にパルスジェネレーターが設けられていない
場合の動作を以下に示すように制御することとした。

【００７２】先ず、各数値を以下に示すようにした。す
なわち、基材の走行方向における塗工部分長さＬｄを５
００（ｍｍ）とし、ファイバーセンサー３０とクリーナ
ーロール２０間距離Ｌｆを７０（ｍｍ）とし、クリーナ
ーロール２０用ＡＣサーボモーター加減速時間Ｔｓを
０．３０（ｓｅｃ）とし、システム動作遅れ時間Ｔｏを
０．０５（ｓｅｃ）とし、基材走行速度Ｖｍを５００
（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、クリーナーロール２０の直径Ｌ
ｋを８０（ｍｍ）とし、クリーナーロール高速時回転数
Ｎｆを２０００（ｒｐｍ）とした。

【００７３】そして、ここでは、塗工部分においては、
基材１の線速とクリーナーロール２０の回転方向の線速
が同等となるようにクリーナーロール２０を回転させる
ようにし、未塗工部分においては基材１の線速よりもク
リーナーロール２０の回転方向の線速が大となるように
クリーナーロール２０を回転数Ｎｆを２０００（ｒｐ
ｍ）として回転させることとする。

【００７４】なお、当然のことながら、未塗工部分は塗
工部分の終了部に形成されており、ファイバーセンサー
３０が塗工部分終了位置を検知してから動作を開始させ
るようにすると、サーボモーター加速時間等の点から動
作が間に合わない。そこで、ファイバーセンサー３０が
塗工部分開始位置を検出したときを演算開始基準とす
る。

【００７５】よって、クリーナーロール２０の塗工部分
における回転数（低速時）は、下記式１により求められ
る。

【００７６】Ｖｍ÷（Ｌｋ×π）×６０＝１１９（ｒｐｍ）・・・（式１）また、ファイバーセンサー３０が塗工部分開始位置を検
出後、塗工部分終了位置がクリーナーロール２０の下部
を通過するまでの時間Ｔｃは下記式２により求められ
る。

【００７７】Ｔｃ＝（Ｌｄ＋Ｌｆ）÷Ｖｍ＝（５００＋７０）÷５００＝１．１４（ｓｅｃ）・・・（式２）さらに、実際に塗工部分終了位置でクリーナーロール２
０を駆動するＡＣサーボモーターの回転が速度指令と一
致するまでの時間Ｔａは下記式３により求められる。

【００７８】Ｔａ＝Ｔｓ＋Ｔｏ＝０．３０＋０．０５＝０．３５（ｓｅｃ）・・・（式３）よって、ファイバーセンサー３０が塗工開始位置を検出
した時から上記ＡＣサーボモーターを高速に切り替える
までの時間は下記式４により求められる。

【００７９】Ｔｃ−Ｔａ＝０．７９（ｓｅｃ）・・・（式４）さらに、未塗工部分終了位置がクリーナーロール２０の
下部を通過する時点でＡＣサーボモーターを低速に切り
替えるとすれば、ファイバーセンサー３０が未塗工部分
分終了位置を検出してから未塗工部分終了位置がクリー
ナーロール２０の下部にくるまでの時間分遅らせて切り
替え信号を送れば良い。

【００８０】よって、ファイバーセンサー３０が未塗工
部分終了位置を検出してからＡＣサーボモーターを低速
に切り替えるまでの時間Ｔｋは下記式５により求められ
る。

【００８１】Ｔｋ＝Ｌｆ÷Ｖｍ＋Ｔｏ＝７０÷５００−０．０５＝０．０９（ｓｅｃ）・・・（式５）上記の演算により、高速サーボコントローラー２６は、
ファイバーセンサー３０が塗工部分開始位置を検出して
から０．７９（ｓｅｃ）後にＡＣサーボモーターを２０
００（ｒｐｍ）で回転させ、ファイバーセンサー３０が
未塗工部分終了位置を検出してから０．０９（ｓｅｃ）
後にＡＣサーボモーターを１１９（ｒｐｍ）で回転させ
るように、サーボパック２７に速度指令を出力すること
となる。

【００８２】続いて、上記のような条件で電池製造装置
を操作し、以下に示すような材料を用い、陽極板を製造
した。

【００８３】すなわち、基材として幅６２０（ｍｍ）、
厚さ２０（μｍ）の長尺状のアルミニウム箔を使用し、
電極活物質を含有する塗液としてリチウム酸コバルトを
含む塗液を使用した。なお、クリーナーロール２０の押
し込み量は０．５（ｍｍ）とした。

【００８４】このようにして製造された陽極板において
は、未塗工部分における塗液除去率が９８．９（％）で
あった。なお、ここで言う塗液除去率とは、未塗工部分
に被着した塗液が品質に影響を及ぼさない程度の高さま
で研磨除去された割合を示すものである。

【００８５】さらに、未塗工部分を研磨する際のクリー
ナーロール２０の回転数を１０００（ｒｐｍ）、５００
（ｒｐｍ）に変更して上述と同様に陽極板を製造したと
ころ、未塗工部分における塗液除去率はそれぞれ８９．
９（％）、７８．８（％）であった。

【００８６】次に、前述したような構成の電池製造装置
の塗液除去部１９にパルスジェネレーター３２が設けら
れている場合の動作を以下に示すように制御して陽極板
を製造した。

【００８７】先ず、各数値を以下に示すようにした。す
なわち、基材の走行方向における塗工部分長さＬｄを５
００（ｍｍ）とし、ファイバーセンサー３０とクリーナ
ーロール２０間距離Ｌｆを７０（ｍｍ）とし、クリーナ
ーロール２０用ＡＣサーボモーター加減速時間Ｔｓを
０．１０（ｓｅｃ）とし、システム動作遅れ時間Ｔｏを
０．０５（ｓｅｃ）とし、基材走行速度Ｖｍを５００
（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、クリーナーロール２０の直径Ｌ
ｋを８０（ｍｍ）とし、クリーナーロール高速時回転数
Ｎｆを３０００（ｒｐｍ）とした。

【００８８】そして、ここでは、塗工部分においては、
基材１の線速とクリーナーロール２０の回転方向の線速
が同等となるようにクリーナーロール２０を回転させる
ようにし、未塗工部分においては基材１の線速よりもク
リーナーロール２０の回転方向の線速が大となるように
クリーナーロール２０を回転数Ｎｆを３０００（ｒｐ
ｍ）として回転させることとする。

【００８９】なお、当然のことながら、未塗工部分は塗
工部分の終了部に形成されており、ファイバーセンサー
３０が塗工部分終了位置を検知してから動作を開始させ
るようにすると、サーボモーター加速時間等の点から動
作が間に合わない。そこで、ファイバーセンサー３０が
塗工部分開始位置を検出したときを演算開始基準とす
る。

【００９０】よって、クリーナーロール２０の塗工部分
における回転数（低速時）は、下記式６により求められ
る。

【００９１】Ｖｍ÷（Ｌｋ×π）×６０＝１１９（ｒｐｍ）・・・（式６）また、ファイバーセンサー３０が塗工部分開始位置を検
出後、塗工部分終了位置がクリーナーロール２０の下部
を通過するまでのパルスジェネレーター３２からのパル
ス入力積算値Ｐｌは、１（ｍｍ）で１（パルス）入力の
ため、下記式７により求められる。

【００９２】Ｐｌ＝Ｌｄ＋Ｌｆ＝５００＋７０＝５７０（パルス）・・・（式７）さらに、実際に塗工部分終了位置でクリーナーロール２
０を駆動するＡＣサーボモーターの回転が速度指令と一
致するまでの時間Ｔａは下記式８により求められる。

【００９３】Ｔａ＝Ｔｓ＋Ｔｏ＝０．１０＋０．０５＝０．１５（ｓｅｃ）・・・（式８）この値のパルス積算値Ｐａは下記式９により求められ
る。

【００９４】Ｐａ＝Ｖｍ×Ｔａ＝５００×０．１５＝７５（パルス）・・・（式９）よって、ファイバーセンサー３０が塗工開始位置を検出
した時から上記ＡＣサーボモーターを高速に切り替える
までのパルス入力積算値Ｐｂは下記式１０により求めら
れる。

【００９５】Ｐｂ＝Ｐｌ−Ｐａ＝５７０−７５＝４９５（パルス）・・・（式１０）さらに、未塗工部分終了位置がクリーナーロール２０の
下部を通過する時点でＡＣサーボモーターを低速に切り
替えるとすれば、ファイバーセンサー３０が未塗工部分
分終了位置を検出してから未塗工部分終了位置がクリー
ナーロール２０の下部にくるまでの時間分遅らせて切り
替え信号を送れば良い。

【００９６】よって、ファイバーセンサー３０が未塗工
部分終了位置を検出してからＡＣサーボモーターを低速
に切り替えるまでの時間Ｔｋは下記式１１により求めら
れる。

【００９７】Ｔｋ＝Ｌｆ÷Ｖｍ＋Ｔｏ＝７０÷５００−０．０５＝０．０９（ｓｅｃ）・・・（式１１）この値のパルス積算値Ｐｃは下記式１２により求められ
る。

【００９８】Ｐｃ＝Ｖｍ×Ｔｋ＝５００×０．０９＝４５（パルス）・・・（式１２）上記の演算により、高速サーボコントローラー２６は、
ファイバーセンサー３０が塗工部分開始位置を検出して
から４９５（パルス）入力後にＡＣサーボモーターを３
０００（ｒｐｍ）で回転させ、ファイバーセンサー３０
が未塗工部分終了位置を検出してから４５（パルス）入
力後にＡＣサーボモーターを１１９（ｒｐｍ）で回転さ
せるように、サーボパック２７に速度指令を出力するこ
ととなる。

【００９９】続いて、上記のような条件で電池製造装置
を操作し、以下に示すような材料を用い、陽極板を製造
した。

【０１００】すなわち、基材として幅６２０（ｍｍ）、
厚さ２０（μｍ）の長尺状のアルミニウム箔を使用し、
電極活物質を含有する塗液としてリチウム酸コバルトを
含む塗液を使用した。なお、基板１の線速は１００（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）から５００（ｍｍ／ｓｅｃ）へと変化さ
せ、クリーナーロール２０の押し込み量は０．５（ｍ
ｍ）とした。

【０１０１】このようにして製造された陽極板において
は、未塗工部分における塗液除去率が９９．２（％）で
あった。なお、ここで言う塗液除去率とは、未塗工部分
に被着した塗液が品質に影響を及ぼさない程度の高さま
で研磨除去された割合を示すものである。

【０１０２】すなわち、本発明を適用して電池を製造す
れば、電極活物質を含む塗液を集電体上に間欠部を有し
て塗布する作業を迅速に行うことが可能であり、生産性
良好に電極を形成することが可能であることが確認され
た。

【０１０３】また、本発明を適用する際に、その制御方
法を工夫すると、生産性を更に高めることが可能である
ことが確認された。

【０１０４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の電池の製造方法及び電池製造装置においては、電極
活物質を含む塗液を集電体上に間欠部を有して塗布して
電極を形成する際に、間欠部を研磨してこの間欠部に被
着した電極活物質を除去するようにしているため、上記
塗布作業を迅速に行った場合に、間欠部に電極活物質が
付着しても除去されることとなり、電極を特性を損なう
ことなく迅速に製造することが可能であり、生産性が向
上する。

【０１０５】また、本発明の電池の製造方法及び電池製
造装置においては、集電体を走行させ、走行する集電体
上で側面が研磨部となされる円筒状のクリーナーロール
を軸方向に回転させ、間欠部において集電体の線速より
もクリーナーロールの回転方向の線速を大とすることが
好ましく、間欠部においては、クリーナーロールが集電
体上を高速で走行することとなり、間欠部に摩擦が与え
られ、間欠部が研磨されることとなる。

【０１０６】さらに、上記クリーナーロールにおいて、
集電体の塗工部分においては、その回転方向の線速が集
電体の線速と略同等となるようにすれば、当該塗工部分
に摩擦を与えにくくなる。

【０１０７】さらにまた、上記クリーナーロールにおい
て、集電体の塗工部分においては、集電体と接触させな
いようにし、間欠部である未塗工部分においてのみ接触
させるようにすれば、塗工部分に摩擦を与えることもな
く、好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池製造装置の一例を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の電池製造装置の一例の塗工部近傍を拡
大して模式的に示す斜視図である。

【図３】本発明の電池製造装置の一例の塗工部の基材近
傍を拡大して模式的に示す断面図である。

【図４】本発明の電池製造装置の一例の塗液除去部近傍
の一例を示す模式図である。

【図５】本発明の電池製造装置の一例の塗液除去部近傍
の他の例を示す模式図である。

【図６】リチウムイオン２次電池の構造を一部破断して
示す斜視図である。

【符号の説明】

１基材、６アウトフィードロール、８塗液、１１
塗工部、１５塗工部分、１６未塗工部分、１９
塗液除去部、２０クリーナーロール、２０ａ側面、３
２パルスジェネレーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極活物質を含む塗液を集電体上に間欠
部を有して塗布して電極を形成するに際し、間欠部を研
磨することで当該間欠部に被着した電極活物質を除去す
ることを特徴とする電池の製造方法。
【請求項２】側面が研磨部となされる円筒状のクリー
ナーロールの上記側面を間欠部に接触させて間欠部の研
磨を行うことを特徴とする請求項１記載の電池の製造方
法。
【請求項３】集電体を走行させ、走行する集電体上で
クリーナーロールを軸方向に回転させ、間欠部において
集電体の線速よりもクリーナーロールの回転方向の線速
を大とすることを特徴とする請求項２記載の電池の製造
方法。
【請求項４】所定の方向に走行する集電体上に電極活
物質を含む塗液を間欠部を有して塗布する塗工部と、所定の方向に走行する集電体の間欠部を研磨して当該間
欠部に被着した電極活物質を除去する塗液除去部とを少
なくとも備えてなる電池製造装置であって、上記塗液除去部が、側面が研磨部となされる円筒状のク
リーナーロールを少なくとも備え、所定の方向に走行す
る集電体の間欠部に上記クリーナーロールの側面を接触
させて間欠部の研磨を行うことを特徴とする電池製造装
置。
【請求項５】上記クリーナーロールが軸方向に回転
し、間欠部においてクリーナーロールの回転方向の線速が所
定の方向に走行する集電体の線速よりも大となされるこ
とを特徴とする請求項４記載の電池製造装置。
【請求項６】上記塗液除去部が、集電体を所定の方向
に走行させる走行手段と、所定の方向に走行する集電体
上の塗液の有無を検出する塗液検出手段と、クリーナー
ロールの回転方向の線速度を制御する制御手段とを有す
ることを特徴とする請求項５記載の電池製造装置。
【請求項７】上記塗液検出手段により集電体上の塗液
塗布開始部を検出し、この検出した情報を用いて制御手
段によりクリーナーロールの回転方向の線速度を制御す
ることを特徴とする請求項６記載の電池製造装置。
【請求項８】上記塗液除去部が、集電体を所定の方向
に走行させる走行手段と、所定の方向に走行する集電体
上の塗液の有無を検出する塗液検出手段と、所定の方向
に走行する集電体の所定の方向における線速度を検出す
る線速度検出手段と、クリーナーロールの回転方向の線
速度を制御する制御手段とを有することを特徴とする請
求項５記載の電池製造装置。
【請求項９】上記塗液検出手段により集電体上の塗液
塗布開始部を検出し、上記線速度検出手段により集電体
の所定の方向における線速度を検出し、この検出した情
報を用いて制御手段によりクリーナーロールの回転方向
の線速度を制御することを特徴とする請求項８記載の電
池製造装置。