CN108788490A - 连接端形成方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种连接端形成方法及其装置。该装置是使具有电极部分(1a)和耳部(1b)的卷材(1)在一个方向上移动的带连接端的电极片制造装置(100)中的连接端形成装置，其特征在于包括：连接端形成用激光射出装置(50)，针对移动着的耳部(1b)照射激光波束(L1)，剪切与电极部分(1a)连接的连接端(5)；耳部切离部(70)，被设置于激光波束L1的照射点(Pm)下游比照射点(Pm)中的连接端切断前的电极部分(1a)的移动面的高度高的位置或者低的位置，在与电极部分(1a)的移动面之间产生抽出角度(α)；以及耳部回收部(80)，对由激光波束(L1)剪切连接端(5)的耳部(1b)的断材赋予张力的同时，同步于卷材(1)的移动进行回收。

Description

连接端形成方法及其装置
本申请是申请号为201680019242.2，进入中国国家阶段日期为2017年9月28日(国际申请号为PCT/JP2016/000043，国际申请日为2016年1月6日)，题为“带连接端的电极片的制造方法及其装置”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及在锂二次电池、锂蓄电器、电气双重层电容器等中使用的连接端形成方法及其装置。
背景技术
以锂离子二次电池为代表的非水电解液二次电池发挥高能量密度的优点，小则用于便携电话、个人电脑等电子设备，大则用于混合动力或者电动汽车的蓄电装置。作为锂离子二次电池的主要的内部构造的电极装配体是交替层叠有从卷材按照矩形切出的正以及负电极片和隔件的层叠型。该层叠型的电极装配体收容于成为容器的外装罐，在注入了电解液之后，加上盖而封口，最后被初次充电而被赋予作为电池的功能。上述锂蓄电器、电气双重层电容器也具有同样的构造。这样形成的层叠型的二次电池等(以下简称为电子零件)呈现长方体的外观。
在此，简单地说明用于上述电子零件的卷材。卷材由在如铝或者铜的金属箔的单面或者双面上宽幅地按照带状涂覆正或者负的活性物质而成的电极部分和设置于其两侧或者单侧的未涂覆活性物质的非电极部分(将该部分作为耳部)构成，一般而言按照辊状卷取。换言之，卷材有根据用途在两侧或者仅在单侧设置耳部的情况、电极部分的宽度宽的情况至窄的情况等各种情况。
以往，关于层叠型电子零件的电极片，从如上述的宽幅的卷材的电极部分用汤姆逊刃(具有电极片的形状的穿孔用模具)进行穿孔，在隔件之间交替层叠该正以及负的电极片，并且连接同极的连接端彼此，成为电子零件用的层叠体(层叠型电极装配体)。然而，如上所述用汤姆逊刃进行切断而成的电极片在切断端处容易产生尖锐的毛刺，指出了如下问题。
在层叠电极片和隔开部而用作电池的电极装配体的情况下，通过充放电而电池轻微地反复膨胀/收缩，所以所述毛刺反复刺伤作为绝缘膜的隔件而使伤生长、或者根据情况，有时由于充放电而毛刺生长并刺破隔件，引起绝缘破坏，成为故障的原因。
另外，在利用汤姆逊刃对电极片进行穿孔时，必须使卷材停止来进行，所以卷材的进给必须是间歇进给，还存在生产效率低这样的问题。
进而，电极片的大小、连接端的位置或者连接端的形状根据规格实际上各种各样，在用汤姆逊刃穿孔的情况下，还有不得不针对电极片的每个种类准备模具和汤姆逊刃，模具成本增加、其管理不得不变得繁杂这样的来自现场的要求。
因此，最近，提出了从卷材用激光波束切断正或者负电极片的方式(专利文献1)。
专利文献1记载的装置由框架、激光切断机、驱动激光切断机的切断机械臂、控制***、以及至少一个电极片搬送机构构成，电极片搬送机构具备材料抓紧机械臂、固定长进给部件、以及材料设置部件。
其通过使用激光技术将间歇进给的卷材切断成预定尺寸，实现锂离子电池或者超级电容器的电极片的制造，由此能够解决在以往技术的传统的利用汤姆逊刃的切断方法中无法避免的电极片的变形、毛刺的问题，其结果，制造出的电极片的质量被改善，能够提高成品率。
现有技术文献
专利文献1：日本专利5724137号公报
发明内容
在此，虽然利用激光波束来切断卷材，但在对卷材照射激光波束的同时横切来切断，但只要是如使照射光点的金属箔蒸发的特殊的激光波束，就能够通过激光波束的横切卷材，但在通常的单模激光中，照射光点的卷材的金属箔瞬间地熔融，但并未达到至蒸发(汽化)，所以如果照射光点移动到接下来的照射位置，则该熔融部分在周围剥夺热的瞬时地凝固而切断部位再次连接，其结果，不被充分切断，在外观上与激光波束仅在卷材上简单地横切的情况相同。
本发明针对这样的以往技术，其课题在于提供一种能够以移动着的卷材为对象形成通过激光波束剪切的连接端的方法及其装置。
技术方案1记载的发明(图1)提供一种带连接端的电极片制造装置100中的连接端形成装置，该带连接端的电极片制造装置100使卷材1在一个方向上移动，该卷材1具有：在长尺寸的金属箔4上沿着其长尺寸方向涂敷了活性物质的电极部分1a；以及在上述电极部分1a和金属箔4的侧端缘4a之间形成的耳部1b，所述连接端形成装置的特征在于包括：连接端形成用激光射出装置50，针对移动着的耳部1b照射激光波束L1，剪切与电极部分1a连接的连接端5；耳部切离部70，被设置于剪切所述连接端5的所述激光波束L1的照射点Pm下游比所述照射点Pm中的连接端切断前的电极部分1a的移动面的高度高的位置或者低的位置，在与电极部分1a的移动面之间产生抽出角度α；以及耳部回收部80，对由所述激光波束L1剪切连接端5的耳部1b的断材赋予张力的同时，同步于卷材1的移动进行回收。
本申请使用激光波束L1从电极部分1a切离移动中的卷材1的耳部1b的同时从耳部1b适宜地剪切连接端5。
技术方案2记载的发明是使用激光波束L1在长尺寸卷材1的耳部1b上形成狭缝状的弯折或者弯曲的熔断线Sy，使连接端5连续于电极部分1a整体地形成的方法。即，是一种连接端形成方法，针对在一个方向上被运送的卷材1的所述耳部1b利用激光波束L1形成连接端5，该卷材1具有：在长尺寸的金属箔4上沿着其长尺寸方向涂敷了活性物质的电极部分1a；以及在上述电极部分1a和金属箔4的侧端缘4a之间形成的耳部1b，所述连接端形成方法的特征在于：通过耳部切离部70在移动电极部分1a的移动面的电极部分1a和耳部1b之间形成间隔角度α，将在利用激光波束L1使照射点Pm熔融的同时从电极部分1a剪切了连接端5的耳部1b隔开，其中，所述耳部切离部70被设置于剪切所述连接端5的所述激光波束L1的照射点Pm下游比所述照射点Pm中的连接端切断前的电极部分1a的移动面的高度高的位置或者低的位置。
技术方案3在技术方案2记载的方法的发明中，对耳部1b固定预定时间地照射切分电极部分1a和耳部1b的第一激光波束L1(L1a/L1b)，接下来，使所述激光波束L1(L1a/L1b)向所述耳部1b的侧端缘4a方向与耳部1b的移动速度同步地移动，之后，在所述侧端缘4a的跟前固定预定时间，然后，在所述耳部1b的范围内，使所述激光波束L1(L1a/L1b)与耳部1b的移动速度同步，从所述侧端缘4a的跟前的所述固定照射位置向涂敷有活性物质层的电极部分1a方向返回，之后，在返回位置处固定预定时间，反复这样的动作，从耳部1b剪切形成与电极部分1a连续的连接端5，由此，能够在移动中从耳部1b剪切矩形的连接端5。
根据本发明，能够在使卷材连续地进给的同时在其连续进给的期间用激光波束连续地切出连接端。
附图说明
图1是本发明所涉及的带连接端的电极片制造装置(第一实施例)的主要部分的立体图。
图2是图1的取回部(第一实施例)的放大侧视图。
图3(a)是图2中的取回部的放大立体图、(b)是在取回部中使用的转矩限制器的永久磁铁的正视图。
图4是用本发明方法生产的电极片的一个例子的立体图。
图5是示出通过本发明方法剪切连接端时的激光波束的动作的立体图。
图6是示出通过本发明方法形成连接端时的激光波束的动作的俯视图。
图7是本发明的取回部的第二实施例的主要部分剖面图。
图8是图7所示的取回部的垂直方向的纵剖面图。
图9是本发明所涉及的带连接端的电极片制造装置(第二实施例)的主要部的立体图。
图10是图9的垂直方向的纵剖面图。
(符号说明)
1：卷材；1a：电极部分；1b/1b’：耳部；3：电极片；4：金属箔；4a：一方侧端缘；5：连接端；10：卷材供给部；11：送出侧伺服马达；12：卷材送出轴；13a～13n：进给辊；13d：卷材侧张力辊；13j/13k：卷材送出用辊；13o：支撑板；13s：卷材送出用伺服马达；14：隔开部；14a/14b：隔开辊；15a/15b：辊；23a～23n：取回侧辊；23d：取回侧张力辊；30：取回部；30a/30b/30z：取回辊；30c～30n：导引辊；30s：取回用伺服马达；31：固定鼓；32：旋转筒体；32a：激光行进槽；33：通气孔；34：定时带轮；35：定时带；36：回收用伺服马达；37：减压凹处；37a：减压用O环；38：加压凹处；38a：加压用O环；40：转矩限制器；41：旋转板；45：外壳；46/47：永久磁铁；50/50a/50b：第一(连接端形成用)激光射出装置；50’：耳部切离用激光射出装置；60/60a/60b：第二(切断用)激光射出装置；65：第三(中央二分割用)激光射出装置；70：耳部切离部(耳部切离用辊)；80：耳部回收部；81：耳部回收用伺服马达；82：卷盘轴；83/83’：卷盘；90：电极片回收部；100：带连接端的电极片制造装置；L1/L1’/L1a/L1b/L2/L2a/L2b/L3：激光波束；N：激光波束的移动行线；P/P1：移动开起始点；P2～P5：方向变更点；Pc：(中央部的)照射点；Pm/Pm’：(耳部的)照射点；Sd：切断行线；Sy：熔断线；T：张力。
具体实施方式
以下，沿着图示实施例，说明本发明。本发明的带连接端的电极片制造装置100有如图1(第一实施例)所示从卷材1每次切出一张带连接端的电极片3来进行的装置、和如图9(第二实施例)所示从宽度宽的卷材1每次切离两张带连接端的电极片3来进行的装置。以下，详述本装置100的第一实施例，在第二实施例中，以与第一实施例不同的点为中心进行说明。
图1的卷材1在两侧具有耳部1b/1b’，在图中，从跟前的耳部1b剪切连接端5，另一方的耳部1b’不剪切连接端5而紧接用激光射出装置50’的激光波束L1’切离。虽然未图示，在仅卷材1的单侧有耳部1b的情况下，激光射出装置50’变得不需要，在用第一激光射出装置50的激光波束L1形成连接端5的同时从电极部分1a切离该耳部1b，之后，用第二激光波束L2切断电极部分1a，连续地形成具有连接端5的电极片3。
此外，还存在如下情况：即使在耳部1b处于卷材1的两侧的情况下，在从一方的耳部1b剪切连接端5的同时从电极部分1a切离，另一方的耳部1b不被切离而直接以与电极部分1a连续的状态残留。此外，连接端5的形状一般而言是长方形，但当然不限于此，有半月状的例子、三角形形状的例子，另外，根据用途选定各种各样的形状的例子。
在本说明书中，为了避免繁杂，将宽幅、中幅以及窄幅的部分、耳部1b处于单侧或者两侧的部分全部一并地作为卷材1。在图1的实施例中，耳部1b设置于卷材1的两侧，但当然不限于此。
第一实施例的带连接端的电极片制造装置100大体上作为机构部由卷材供给部10、进给侧辊13a～13n、取回部30、激光射出装置50、60(以及根据需要设置的激光射出装置50’)、耳部回收部80、电极片回收部90以及断材取回侧的辊23a～23n构成，分别嵌入到装置躯体(未图示)。
卷材供给部10由作为送出侧的送出侧伺服马达11和与其连接的卷材送出轴12以及卷材支撑架台(未图示)构成。在卷材支撑架台上悬架的辊状的卷材1安装于卷材送出轴12，向取回部30送出。通过在进给侧辊13a～13n、最末尾的进给侧辊13n与后述切断行线Sd之间根据需要设置的支撑板13o，支撑送出的卷材1。在进给侧辊13a～13n中，在第一激光射出装置50的上游侧，嵌入公知的卷材侧张力辊13d，进行送出的卷材1的张力调整。
在卷材侧张力辊13d与取回部30之间，设置用于向取回部30侧以一定速度送出卷材1的上下一对卷材送出用辊13j/13k，通过安装于卷材送出用辊13k的卷材送出用伺服马达13s，以设定速度向取回部30方向送出卷材1。卷材送出用伺服马达13s和进给侧伺服马达11同步地旋转。但是，有在两者之间由于某种原因而在送出的卷材1中产生张力变化的情况，但通过上述卷材侧张力辊13d吸收该张力变化。
取回部30的第一实施例如图1～3所示，由上下的取回辊30a/30b、接着取回辊30a/30b的上下的导引辊30c～30n、取回用伺服马达30s以及转矩限制器40构成。在紧接着垂直地切断电极部分1a的切断行线Sd之后，相对电极部分1a的行进方向垂直地配置上下的取回辊30a/30b。切断行线Sd是第二激光波束L2与电极部分1a的行进速率同步地从电极部分1a的一端稍微倾斜地行进至另一端的行进轨迹，由此如上所述电极部分1a被垂直地切断。经由转矩限制器40通过取回用伺服马达30s在取回方向上旋转驱动所述取回辊30a。
在此，为了通过第二激光波束L2切断电极部分1a，必须对电极部分1a施加行进方向的张力T。换言之，构成为对被卷材送出用辊13j/13k和取回辊30a/30b夹入的切断前的电极部分1a施加进给方向的张力T。为此，例如，取回用伺服马达30s被设定为比卷材送出用伺服马达13s稍快地旋转，因此，虽然未图示，针对取回用伺服马达30s的旋转轴，经由转矩限制器40与其连接的取回辊30a以设定的阻力旋转。另外，还能够不使用转矩限制器40，而将取回用伺服马达30s作为定转矩伺服马达。
上述转矩限制器40是如下装置：设置于驱动轴与从动轴之间，在对从动轴施加的负荷小于设定值的情况下，驱动轴和从动轴一起旋转，在对从动轴施加的负荷超过设定转矩时，转矩限制器40在内部产生打滑，相对驱动轴的旋转，从动轴延迟，从动轴始终以设定转矩旋转。作为转矩限制器40有永久磁铁式、机械式等各种方式的例子。在此，示出永久磁铁式的概略。
大致由在取回辊30a上同轴地固定的外壳45、在外壳45上相对地固定的一对环状的永久磁铁46/47、以及在永久磁铁46/47之间可旋转地配设且安装于取回用伺服马达30s的旋转轴的旋转板41构成。取回用伺服马达30s的旋转轴***通到永久磁铁46/47的通孔。在永久磁铁46/47中，N极和S极以通孔为中心被分割为多个磁区。另外，能够针对一方的永久磁铁46使另一方的永久磁铁47旋转，如图所示对置的永久磁铁46/47的磁区成为S极/N极，或者，虽然未图示，能够如N极/N极-S极/S极成为同极。在旋转板41旋转时，存在于永久磁铁46/47之间的无数的磁力线要阻碍旋转板41的旋转。在前者的情况下，要阻碍旋转板41的旋转的转矩变得最小，在后者的情况下，要阻碍旋转板41的旋转的转矩变得最大。
其结果，在比卷材送出用辊13j/13k稍快地旋转的上下一对取回辊30a/30b咬合切断前的电极部分1a的前端的同时，对取回辊30a/30b施加负荷，以与电极部分1a的进给速度相同的速度旋转。相对于此，取回用伺服马达30s比卷材送出用辊13j/13k稍快地旋转，所以安装于取回用伺服马达30s的旋转轴上的旋转板41比安装于上面的取回辊30a的外壳45中的永久磁铁46/47更快地旋转。
于是，由于上述原理，通过永久磁铁46/47之间的磁力线，在非接触状态下，用设定的转矩阻碍旋转板41的旋转，其结果，取回辊30a/30b以设定的转矩按照与电极部分1a的进给速度相同的速度旋转。由此，在切断前的电极部分1a中产生预定的进给方向的张力T。
接着上下一对取回辊30a/30b的导引辊30c～30n与以预定尺寸切断的电极片3的厚度一致地隔开上下的间隔，虽然未图示，例如，通过链式驱动送出电极片3。另外，在本实施例中，导引辊30c～30n在搬送途中向斜下方折弯，使电极片3向在下方准备的电极片回收部90落下。电极片3的回收不限于这样的方法，也可以是简单的滑动台式的例子或者如后述的吸附鼓式的例子。
第一实施例的激光射出装置50、60以及根据需要设置的简单的耳部切离用的激光射出装置50’在卷材侧张力辊13d或者卷材送出用辊13j/13k的下游侧设置的耳部切离区域以及切断区域中，设置于卷材1的上方，在卷材1的预定的位置处分别射出激光波束L1/L2以及L1’。在这些激光射出装置50、60以及50’中，例如，使由一台激光装置(未图示)发生的例如单模激光波束分支，经由光纤提供该分支后的激光波束。从耳部1b切出连接端5的激光射出装置50以及切断电极部分1a的激光射出装置60无需使激光波束L1/L2移动，所以例如，使用具备XY2轴的连接恒流扫描仪和反射镜的公知的连接恒流型射出装置。相对于此，仅简单地从电极部分1a切离耳部1b的激光射出装置50’无需使激光波束L1’动作，所以使用固定型的例子。
此外，切断用的激光射出装置60也可以是分支单模激光波束，但在考虑了切断时的针对活性物质的热影响的情况下，优选为绿色激光(第二～四高次谐波激光)、皮秒激光、飞秒激光。该点在后述第二实施例的卷材二分割用的激光中也是同样的。
第一激光射出装置50设置于剪切连接端5的一侧的耳部1b的正上方。关于连接端5的形状，如上所述，根据电极片3的规格取各种形状，但在此以长方形或者正方形的连接端5为例子进行说明。在所述矩形的连接端5的形成中，对第一激光波束L1提供如图5、6所示的动作。即，使第一激光波束L1在相对耳部1b的移动方向交叉的方向上移动。在本实施例中，根据必须从电极部分1a的侧缘垂直地设置基于激光波束L1的熔断线Sy的关系，与耳部1b的移动速度同步地在与耳部1b相同的方向上移动的同时在电极部分1a的侧缘侧与耳部1b的侧端缘4a附近之间往返，并且使所述移动量在相对耳部1b的移动方向相反的方向上返回所述移动距离。
在图5中详述该点。线N是连接端5的形成的第一激光波束L1的耳部1b上的移动轨迹，点P是激光波束L1的照射点，表示移动开起始点、方向转换点。另外，用P1表示激光波束L1的移动开起始点，依次用P2～P5表示方向转换点。(为了使耳部1b中的激光波束L1的移动的理解变得容易而按照移动顺序如P1、P2附加***数字。)反复该动作，从耳部1b剪切连接端5。以下，详述该点。
在从移动开起始点P1开始利用激光波束L1的剪切时，如图5所示，在卷材1的侧端缘4a方向上，与卷材1的移动速度一致地与移动方向同步地激光波束L1倾斜移动(在(1)中示出该移动行线N。)。
在到达作为移动终点的方向转换点P2时，关于激光波束L1，在考虑耳部1b的移动的同时，向作为与耳部1b的移动相反方向的返回终点的方向转换点P3，返回与耳部1b的移动量相等的距离。(在(2)中示出该移动行线N。)。返回方向与耳部1b的侧端缘4a平行。另外，连结移动开起始点P1和方向转换点P2的线相对侧端缘4a成为垂直。
在到达作为返回终点的方向转换点P3时，激光波束L1在卷材1的电极部分1a方向上与卷材1的移动速度一致地，在移动方向上同步地倾斜移动而到达作为移动终点的方向转换点P4((3)示出该移动行线。)。然后，与上述同样地，连结点P3和点P4的线相对侧端缘4a成为垂直。
在到达点P4时，关于激光波束L1，在考虑耳部1b的移动的同时，与所述同样地，向作为与耳部1b的移动相反的方向的返回终点的点P5，返回与耳部1b的移动量相等的距离。(在(4)中示出该移动行线。)返回方向与耳部1b的侧端缘4a平行。由此，如图4的放大图所示的长方形或者正方形的连接端5被剪切成耳部1b。此外，激光射出装置50是连接恒流反射镜类型，所以能够自由地控制激光波束L1的射出方向，由此，连接端5不限于长方形或者正方形，能够在电极部分1a的侧缘自由地剪切成半圆形或者其它形状。
图6示出上述动作，在耳部1b的移动和激光波束L1的倾斜方向的移动的合成中，以形成相对电极部分1a垂直的方向的熔断线Sy的方式描绘。
第二激光射出装置60在切断区域中，在紧接着上侧的取回辊30a之前设置于电极部分1a的正上方。在该情况下，只不过以预定间隔相对电极部分1a垂直地切断电极部分1a来形成电极片3，所以与电极部分1a的行进速度同步地，使第二激光波束L2从电极部分1a的一端稍微倾斜地行进至另一端。由此，形成相对电极部分1a垂直的方向的切断行线Sd。
激光射出装置50’仅为耳部切离用，根据需要而被设置。该激光射出装置50’设置于未设置连接端5的一方的耳部1b’的正上方，在电极部分1a的最近部分的耳部1b’上固定地照射激光波束L1’，通过耳部1b’的移动，沿着该电极部分1a切离电极部分1a的最近部分的耳部1b’。
耳部切离部70在该实施例中由左右一对辊形成(在该实施例中，为了易于理解，设为耳部切离用辊70，但不限于辊，而也可以是如耳部1b/1b’可通过的滑板。)。该耳部切离辊70设置于比所述第一激光波束L1/L1’的照射点Pm/Pm’更下游侧、且比切断前的电极部分1a的移动面的高度更高(或者低)的位置。在照射点Pm/Pm’处切离的耳部1b/1b’被载到该耳部切离辊70而取回，所以在照射点Pm/Pm’中，在与电极部分1a的移动面之间，产生角度α的抽出角度。
在原样地用取回侧辊23a～23n导引的同时取回要取回的耳部1b/1b’，分别卷取到后述耳部回收部80的卷盘83/83’。在取回侧辊23a～23n的途中设置有取回侧张力辊23d，根据一定的张力，在卷盘83/83’上分别卷取耳部1b/1b’。
耳部回收部80由上述两台卷盘83/83’和连接两者的卷盘轴82以及耳部回收用伺服马达81构成，两台卷盘83/83’被未图示的架台支撑。耳部回收用伺服马达81与送出侧伺服马达11同步地旋转。此外，在耳部1b仅单方的情况下，不使用卷盘83’。
电极片回收部90是与作为上述取回部30的出口侧的导引辊30n对应地设置的上面开口的箱状的结构，例如，重叠回收排出的电极片3。如果电极片3装满，则移动而换到空的电极片回收部90。
接下来，说明第一实施例的装置100的作用。卷材1如图1所示安装于卷材送出轴12，关于卷材1的前端部分，两耳部1b/1b’被缠绕到卷盘83/83’，电极部分1a经由进给侧辊13a～13n配置于紧接着切断行线Sd之前。在使本装置100从该状态动作时，进给侧伺服马达11动作而以预定的速度送出卷材1。同时，送出侧伺服马达11动作，向切断行线Sd方向送出被卷材送出用辊13j/13k夹住的卷材1。在卷材送出用伺服马达13s与卷材送出用辊13j/13k之间设置有卷材侧张力辊13d，所以向卷材送出用辊13j/13k，始终根据一定的张力供给卷材1。
针对从卷材送出用辊13j/13k送出的卷材1，通过动作的第一激光射出装置50、50’在耳部1b/1b’的预定的位置(在此电极部分1a的侧端附近)处，照射激光波束L1/L1’，在第一激光射出装置50中，在使激光波束L1移动而从耳部1b剪切连接端5的同时，从电极部分1a切离耳部1b。
另一方面，因为激光射出装置50’是被固定的，所以直接从电极部分1a切离耳部1b’。
此外，在卷材送出用辊13j的下游侧，设置有与激光波束L1/L1’的照射点Pm/Pm’一致地仅按入电极部分1a的辊13m/13n。如上所述，耳部1b/1b’载到在离开电极部分1a的行进面的位置处设置的耳部切离辊70而被搬送，并且，通过辊13m/13n的电极部分1a的按入，高效地在激光波束L1/L1’的照射点Pm/Pm’处，在电极部分1a与耳部1b/1b’之间形成离开角度α，用激光波束L1/L1’使照射点Pm/Pm’熔融，同时，从电极部分1a隔开耳部1b/1b’而可靠地分离。(其中，辊13m/13n并非一定必要，如果有，则即使耳部1b/1b’被抬起，电极部分1a也被保持于行进面，所述隔开变得更可靠。)然后，经由上述路线，在卷盘83/83’上分别卷取分离的耳部1b/1b’。在该期间，通过卷取侧的张力辊23d以设定的张力进行卷取，所以作业途中的破断被抑制为最小限度。
另一方面，通过卷材送出用辊13j/13k送出耳部1b/1b’被分离的电极部分1a的前端，经由辊13m/13n到达取回部30，咬合到取回辊30a/30b。取回辊30a/30b如上所述在咬合电极部分1a的前端之前以比卷材送出用辊13j/13k稍快的速度旋转，但在咬合电极部分1a的前端时，以针对取回用伺服马达30s的旋转轴设定的阻力空转，在与卷材送出用辊13j/13k之间，对电极部分1a提供进给方向的张力T。
在该状态下，在电极部分1a被搬送预定距离的部位处，使第二激光波束L2与电极部分1a的行进速度同步地稍微倾斜地前行，垂直地切断电极部分1a。此时，如上所述对电极部分1a施加张力T，所以在第2激光波束L2的照射点中，电极部分1a以在照射点处熔融的同时撕开的方式分离。以预定间隔，进行电极部分1a的切断，所以带连接端5的电极片3被连续地切出。通过接着取回辊30a/30b叙述的导引辊30c～30n，依次搬送切出的带连接端5的电极片3，收纳到在取回部30的下方设置的电极片回收部90。
在本发明装置100中，从如上所述移动的卷材1，高效地制造图4所示的带连接端5的电极片3。
接下来，简单地说明作为取回部30的其它实施例的吸引鼓方式。该方式由相对卷材1的进给方向垂直并且在装置躯体上水平地悬架而固定的圆柱状的固定鼓31、和经由轴承绕固定鼓31的周围旋转的旋转筒体32构成。在旋转筒体32的外周面上，以一定间隔(如果从图7所示的取回部30的正面观察则为一定角度)凹设从一端到另一端的多个激光行进槽32a，在避开激光行进槽32a的位置处，在旋转筒体32的整体中贯穿设置有多个通气孔33。所述通气孔33从旋转筒体32的内周面贯通到外周面。另外，在旋转筒体32的至少一方侧部固定有定时带轮34，在该定时带轮34与设置于装置躯体的回收用伺服马达36之间悬挂定时带35，使旋转筒体32旋转。
旋转筒体32的旋转速度设定为比卷材送出用辊13j/13k的卷材送出速度稍快地旋转。
在吸引鼓方式中，将切断的电极片3吸附而移动，必须在下方设置的电极片回收部90中投入电极片3，所以需要在紧接着电极片回收部90之前从通气孔33喷出空气，所以需要根据场所，设置减压吸引区域和空气喷出区域。因此，在固定鼓31的外周面上，从与针对旋转筒体32的电极片3的切断行线Sd对应的位置向旋转筒体32的旋转方向，在固定鼓31的下端处直至刚要到达电极片回收部90之前的位置，形成减压凹处37。由该减压凹处37和旋转筒体32的内周面构成的空间是减压空间，在所述凹处37的周围开设O环槽，嵌入有与旋转筒体32的内周面保持气密性地滑接的减压用O环37a。
在凹处37的下游侧还形成有加压凹处38，由该加压凹处38和旋转筒体32的内周面构成的空间是加压空间，同样地在加压凹处38的周围保持气密性地嵌入有加压用O环38a。减压空间、加压空间分别与吸引源、加压源连接。
另外，在旋转筒体32的上方与旋转筒体32平行地设置有从动型的取回辊30z，使送来的电极部分1a的前端与旋转筒体32咬合。与取回辊30z对应的旋转筒体32成为减压空间的起始点，利用旋转筒体32的通气孔33可靠地吸附咬合的电极部分1a。
另外，与上述同样地，用第二激光波束L2切断咬合的电极部分1a。关于切断位置，在与旋转筒体32的激光行进槽32a一致的部分处进行。以预定长度切断的电极片3通过在固定鼓31的周围旋转的旋转筒体32环绕半周，在紧接着电极片回收部90之前，通气孔33切换为加压空间，利用从通气孔33喷出的喷出空气从旋转筒体32切离，收纳到电极片回收部90。
在此，在说明上述电极部分1a的切断时，旋转筒体32以比电极部分1a的进给速度稍快的速度旋转，所以通过与取回辊30z的协同动作，在电极部分1a中产生张力T。此时，电极部分1a在该张力T下不伸展，所以电极部分1a相对旋转筒体32打滑。另外，为了可靠地向旋转筒体32吸附电极部分1a，优选用橡胶材料覆盖电极部分1a的表面。
接下来，说明本装置100的第二实施例。在该情况下，卷材1是在两侧具有耳部1b的倍宽的结构，在耳部切离区域的左右设置有用于在两侧的耳部1b中形成连接端5的第一激光射出装置50a/50b。另外，在用于从中央分割卷材1的第一激光射出装置50a/50b之间，设置有第三激光射出装置65。在切断区域中，卷材1的宽度宽，所以切断用的第二激光射出装置60a/60b设置于电极部分1a的上方的左右。当然，只要激光的切断宽度充足，则也可以是一台。
在第二实施例中，卷材送出用辊13j/13k比耳部切离区域设置于下游侧，成为仅夹持电极部分1a的长度。(当然，也可以如第一实施例，比耳部切离区域设置于上游侧而成为夹持卷材1的全宽的长度。)
另外，在卷材送出用辊13j/13k与卷材侧张力辊13d之间，设置有夹持卷材1的全宽的上下一对两组辊13e/13f、15a/15b，在其之间设置有成为隔开部14的左右一对隔开辊14a/14b。另外，在紧接着上游侧的辊13e/13f之后设定有第三激光波束L3的照射点Pc。
隔开辊14a/14b如图9、10所示，同轴且在相互相反的方向上旋转，用第三激光波束L3切断而左右二分割的一半宽的卷材1的一方通过所述隔开辊14a之下，一半宽的卷材1的另一方通过另一方的隔开辊14b之上。各隔开辊14a/14b安装于相同的高度，通过隔开辊14a/14b，左右的一半宽的卷材1/1在照射点Pc处被上下隔开。隔开的角度是θ。隔开部14可前后移动，越接近上游侧的辊13e/13f，该角度θ越大。
与第一实施例同样地，在使本装置100动作时，从上游侧的辊13e/13f出来的卷材1首先通过第三激光波束L3被左右二分割。此时，如上所述左右的一半宽的卷材1/1在照射点Pc处被上下隔开，无再次凝固所致的熔敷。被上下分开且通过隔开部14的左右的一半宽的卷材1/1被下游侧的辊15a/15b夹持而返回到相同的行进高度，到达接下来的耳部切离区域。在耳部切离区域中，利用左右的第一激光波束L1a/L1b，针对左右的耳部1b，通过与第一实施例同样的作用，剪切连接端5，同时从电极部分1a切离。
通过卷材送出用辊13j/13k以预定速度向取回部30搬送耳部1b被切离的左右的电极部分1a/1a，通过与第一实施例同样的作用，切断并回收。由此，在第二实施例中，制作两张电极片3。
此外，在该情况下，其它结构也与第一实施例相同，所以切断用的激光射出装置60a/60b以及第三二分割用激光射出装置65的激光波束L2a/L2b/L3也可以是分支单模激光波束，但在考虑了切断时的针对活性物质的热影响的情况下，优选为绿色激光(第二～四高次谐波激光)、皮秒激光、飞秒激光。

Claims (3)

1.一种带连接端的电极片制造装置中的连接端形成装置，该带连接端的电极片制造装置使卷材在一个方向上移动，该卷材具有：在长尺寸的金属箔上沿着其长尺寸方向涂敷了活性物质的电极部分；以及在上述电极部分和金属箔的侧端缘之间形成的耳部，所述连接端形成装置的特征在于包括：
连接端形成用激光射出装置，针对移动着的耳部照射激光波束，剪切与电极部分连接的连接端；
耳部切离部，被设置于剪切所述连接端的所述激光波束的照射点下游比所述照射点中的连接端切断前的电极部分的移动面的高度高的位置或者低的位置，在与电极部分的移动面之间产生抽出角度；以及
耳部回收部，对由所述激光波束剪切连接端的耳部的断材赋予张力的同时，同步于卷材的移动进行回收。
2.一种连接端形成方法，针对在一个方向上被运送的卷材的耳部利用激光波束形成连接端，该卷材具有：在长尺寸的金属箔上沿着其长尺寸方向涂敷了活性物质的电极部分；以及在上述电极部分和金属箔的侧端缘之间形成的耳部，所述连接端形成方法的特征在于：
通过耳部切离部在移动电极部分的移动面的电极部分和耳部之间形成间隔角度，将在利用激光波束使照射点熔融的同时从电极部分剪切了连接端的耳部隔开，其中，所述耳部切离部被设置于剪切所述连接端的所述激光波束的照射点下游比所述照射点中的连接端切断前的电极部分的移动面的高度高的位置或者低的位置。
3.根据权利要求2所述的连接端形成方法，其特征在于：
对耳部固定预定时间地照射切分电极部分和耳部的激光波束，
接下来，使所述激光波束向所述耳部的侧端缘方向与耳部的移动速度同步地移动，之后，在所述侧端缘的跟前固定预定时间，
然后，在所述耳部的范围内，使所述激光波束与耳部的移动速度同步，从所述侧端缘的跟前的所述固定照射位置向涂敷有活性物质层的电极部分方向返回，之后，在返回位置处固定预定时间，反复这样的动作，从耳部剪切形成与电极部分连续的连接端。
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