JP2020202153A - 電極切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】片刃を用いた場合の、電極の切断面の不具合を抑制できる電極切断装置を提供すること。【解決手段】ロータリーダイカット装置は、片刃４０と接触するように片刃４０の内側に設けられ、電極中間体２０のうち電極１３となる部位を押圧する内側押圧部３７と、片刃４０の外側に設けられ、端材２９を押圧する外側押圧部３８と、を備える。片刃４０は、厚さ方向に沿う断面形状において内側面に、電極中間体２０に対し垂直な第１側面４０ａを有し、かつ外側面に傾斜面４０ｂを有する。ロータリーダイカット装置は、厚さ方向における傾斜面４０ｂよりも外側で、かつ外側押圧部３８の内側面３８ｂとの間に空間Ｓを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、電極中間体を切断することにより、電極中間体から電極を製造する電極切断装置に関する。

蓄電装置の一種である二次電池としては、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池などが知られている。例えば、リチウムイオン二次電池は、ケースを備えるとともに、このケース内に、シート状の電極を積層した電極組立体を備えている。シート状の電極の製造は、一例として、活物質、導電剤、溶媒及びバインダを混合した活物質合剤を長尺状の金属箔の表面に塗布する。次に、活物質合剤を乾燥させて活物質層の前駆体を形成し、金属箔と活物質層の前駆体とを有する長尺状の電極中間体を形成する。次に、電極中間体を、電極切断装置によって電極の形状に打ち抜いて、電極を製造する。

電極切断装置としては、例えば、特許文献１に記載の電極製造装置が挙げられる。特許文献１の電極製造装置は、ダイカットロールの外周面から径方向外側に向けて突出した切刃を有するロータリーダイを備える。ロータリーダイは、ダイカットロールの外周面にスポンジを備え、スポンジは切刃の周囲を覆っている。また、電極製造装置は、ロータリーダイの外周面に対向して配置されたアンビルロールを備える。アンビルロールは金属製である。

そして、特許文献１に開示の電極製造装置を用いて電極中間体から電極を切り出す場合、互いに逆方向へ回転するダイカットロールとアンビルロールとの間に、搬送方向へ搬送される電極中間体を通過させる。すると、アンビルロールによって電極中間体が支持されながら、ダイカットロールの切刃によって電極中間体が電極の形状に切断される。

電極中間体の切断時、電極切断装置においては、ダイカットロールの外周面のスポンジが、アンビルロールの外周面とともに、電極中間体を挟持する。また、電極中間体の切断時、電極切断装置は電極中間体に切刃を貫通させないため、電極中間体には非切断部が形成される。そして、切刃が貫通しない非切断部には、切断部から亀裂が延び、割れが生じることで電極中間体から電極が分離される。

特開２０１７−１３２０１９号公報

ところで、特許文献１においては、切刃とスポンジとの間に、一定の隙間が設けられている。このような隙間があると、電極中間体において、切断箇所に隣接して小さな撓みが発生することがあった。この不具合は、切刃とスポンジとの間の隙間を無くすことで改善できる。一方で、切刃としては、電極側の切断面を形成する内側面が、電極中間体の表面に対する垂直面であるとともに、外側面が傾斜面である片刃が用いられる場合がある。

このような片刃の切刃は、例えば、電極の表裏両面が同一面積となることを意図して用いられる。このような片刃では、片刃とスポンジとの間の隙間を無くすと、電極側の切断面に不具合が生じることがあった。具体的には、切断面からの活物質粒子又は粒子塊の剥離が増加し、切断面の凹凸が増加する。

本発明の目的は、片刃を用いた場合の、電極の切断面の不具合を抑制できる電極切断装置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切断装置は、集電体の両面に活物質合剤の塗工部を有する電極中間体を切ることにより、前記電極中間体から電極を製造する電極切断装置であって、前記電極中間体を支持する表面が金属製の中間体支持部と、前記電極中間体を挟んで前記中間体支持部に対向する片刃支持部と、前記片刃支持部に設けられ、切断時に、前記中間体支持部に対し、一方の塗工部の厚み以下の隙間を残した位置まで接近する片刃と、前記片刃と接触するように前記片刃の内側に設けられ、前記電極中間体のうち前記電極となる部位を押圧する内側押圧部と、前記片刃の外側に設けられ、前記電極中間体のうち前記電極となる部位以外の端材を押圧する外側押圧部と、を備え、前記片刃の内側面と外側面を繋ぐ方向を前記片刃の厚さ方向とすると、前記片刃は、前記厚さ方向に沿う断面形状において前記内側面に垂直面を有し、かつ前記外側面に、刃先から前記片刃支持部に向けて拡幅する傾斜面を有し、前記厚さ方向における前記傾斜面よりも外側で、かつ前記外側押圧部の内側面との間に空間を有することを要旨とする。

これによれば、片刃を電極中間体に押し付けて電極中間体から電極が切り出されるが、電極側では、電極中間体の一面を、表面が金属製の中間体支持部で支持し、電極中間体の他面を内側押圧部で押圧する。このとき、内側押圧部は片刃に接触し、片刃と内側押圧部との間に隙間が無いため、片刃の押し付けに伴う電極中間体の撓みを抑制できる。このため、片刃の押し付けに伴う電極中間体の撓みを原因とした電極の寸法ずれを抑制できる。

このような電極切断装置において、片刃によって塗工部を切断するとき、片刃の傾斜面側のみで、片刃が塗工部に侵入した分だけ、塗工部の一部が押し退けられる。なお、以下の説明において、押し退けられる塗工部の一部のことを「除去合剤」と呼称する。この除去合剤が、片刃の厚さ方向に沿う傾斜面の外側に向かうと、電極側において電極中間体の切断前の箇所を介して電極中間体を片刃に押し付ける力が生じる。これにより、片刃と電極との間で擦れが生じ、塗工部からの活物質粒子の剥離などが増加してしまう。

しかし、除去合剤を逃がすための空間を、切断箇所よりも上方において、片刃の傾斜面と外側押圧部との間に設けたことで、電極側に作用する力を抑え、電極中間体の切断前の箇所と片刃の垂直面との擦れを抑制する。これにより、擦れに起因する異物の発生を抑制できる。その結果として、電極の切断面からの活物質粒子の剥離を抑制し、切断面の凹凸等の不具合を抑制できる。

また、電極切断装置について、前記中間体支持部はアンビルロールであり、前記片刃支持部はロール本体であるとともに、前記ロール本体の周面に前記片刃が設けられ、前記ロール本体と前記片刃とからダイロールが構成されていてもよい。

これによれば、ロール本体とアンビルロールの間に電極中間体が通されると、内側押圧部及び外側押圧部が圧縮され、電極中間体を押圧することで、電極中間体をロール本体とアンビルロールで挟持できる。このため、電極中間体がアンビルロール上で滑ることを抑制し、電極中間体を片刃で切るときに、電極となる部位の位置ずれを抑制し、電極の寸法精度の低下を抑制できる。

また、電極切断装置について、前記内側押圧部及び前記外側押圧部は、前記ロール本体の周方向の全体に亘って設けられるとともに前記ダイロールを構成し、前記内側押圧部及び前記外側押圧部は、前記アンビルロールとともに前記電極中間体を挟持し、前記アンビルロール及び前記ダイロールは、前記電極中間体を送り出すニップロールとして機能してもよい。

これによれば、ロール本体とアンビルロールの回転に伴い内側押圧部及び外側押圧部が圧縮されると、内側押圧部及び外側押圧部を介して、アンビルロールとロール本体の間に電極中間体が挟持される。すると、ダイロール及びアンビルロールの回転により、電極中間体を搬送方向へ送り出すことができる。したがって、内側押圧部及び外側押圧部を設けることで、電極切断装置を、電極中間体を送り出すニップロールとして機能させることができ、電極切断装置とは別にニップロールを設ける場合と比べて、設備コストを抑えることができる。

また、電極切断装置について、前記外側押圧部において、前記中間体支持部とともに前記電極中間体のうちの前記端材を挟持する部位の前記厚さ方向への寸法は３．５〜６．０ｍｍであってもよい。

これによれば、外側押圧部と片刃との間に空間を確保しながらも端材となる部位を挟持する大きさを確保する。このため、内側押圧部によって電極となる部位を送り出し、外側押圧部によって端材となる部位を送り出すことができる。このため、電極中間体のうち、端材となる部位が送り出されない場合のように、電極の切断面と端材の切断面とが擦れて、切断面が凹凸状になったり、活物質粒子又は活物質の塊の発生を抑制できる。

本発明によれば、片刃を用いた場合の、電極の切断面の不具合を抑制できる。

二次電池を示す斜視図。 電極組立体の構成要素を示す分解斜視図。 （ａ）は電極製造設備を示す模式図、（ｂ）は電極中間体を示す断面図。 電極製造設備のロータリーダイカット装置を示す斜視図。 片刃を示す図。 （ａ）は片刃が電極中間体を切り込む前の図、（ｂ）は片刃が塗工部を切断する状態を示す図。 電極中間体から電極を切り出した状態を示す図。

以下、電極切断装置をロータリーダイカット装置３４に具体化した一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
まず、ロータリーダイカット装置３４によって切り出される電極を備える二次電池について説明する。

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、正極及び負極の電極１３と、セパレータ２４と、を備える。正極の電極１３と負極の電極１３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。

電極１３は、矩形シート状である。正極及び負極の電極１３は、集電体としての金属箔１４を備える。正極の電極１３の金属箔１４は、例えばアルミニウム箔であり、負極の電極１３の金属箔１４は、例えば銅箔である。正極及び負極の電極１３は、金属箔１４の両面を覆う活物質層１５を備える。正極及び負極の電極１３は、金属箔１４の一辺から突出した形状のタブ１４ａを備える。

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

負極の電極１３の隣り合う２辺（長辺及び短辺）の長さは、正極の電極１３の隣り合う２辺（長辺及び短辺）の長さより長く、負極の電極１３は、正極の電極１３より一回り大きい。また、負極の活物質層１５の隣り合う２辺（長辺及び短辺）の長さは、正極の活物質層１５の隣り合う２辺（長辺及び短辺）の長さより長く、負極の活物質層１５は、正極の活物質層１５より一回り大きい。なお、セパレータ２４の平面形状は、負極の電極１３の平面形状と同じであり、正極の電極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）に示すように、電極製造設備３０は、帯状の電極中間体２０を個片の電極１３の形状に切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、電極中間体２０が供給される。

搬送方向Ｄ１は、電極製造設備３０において、電極中間体２０が搬送される方向を示している。搬送方向Ｄ１は、電極中間体２０の長手方向と一致する。また、幅方向Ｄ２は、電極中間体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、電極中間体２０について説明する。
図３（ｂ）に示すように、帯状の電極中間体２０は、集電体としての帯状金属箔２１と、帯状金属箔２１の一方の面に存在する一方の塗工部としての第１塗工部２２ａ、及び帯状金属箔２１の他方の面に存在する他方の塗工部としての第２塗工部２２ｂと、を備える。電極中間体２０において、帯状金属箔２１と、第１塗工部２２ａと、第２塗工部２２ｂが重なる方向を厚さ方向とし、厚さ方向への寸法を厚さとする。帯状金属箔２１は電極１３の金属箔１４となる部位である。また、第１塗工部２２ａ及び第２塗工部２２ｂは電極１３の活物質層１５となる部位である。

第１塗工部２２ａ及び第２塗工部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金属箔２１の表面に塗布し、乾燥して形成されている。なお、さらに、ロールプレスなどにより各塗工部２２ａ，２２ｂを厚さ方向に加圧して、各塗工部２２ａ，２２ｂの活物質密度を高めてもよい。各塗工部２２ａ，２２ｂは、電極中間体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、電極中間体２０は、電極中間体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、電極中間体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、帯状金属箔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、帯状金属箔２１において両塗工部２２ａ，２２ｂが存在しない部位であり、帯状金属箔２１が露出した部分である。第１塗工部２２ａ及び第２塗工部２２ｂに対し、露出部２３は電極中間体２０の幅方向Ｄ２に隣接している。本実施形態では、電極中間体２０の幅方向Ｄ２に沿って、一方の露出部２３、両塗工部２２ａ，２２ｂ及び他方の露出部２３が並んでいる。

図３（ａ）に示すように、電極製造設備３０は、電極中間体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中間体２０を支持するホルダ３２を備える。ホルダ３２は、電極中間体２０の搬送速度にあわせて、電極中間体２０を送出する。なお、供給部３１は、送出される電極中間体２０よりも下方に配置されている。電極製造設備３０は、電極中間体２０を搬送する円柱状の搬送ロール３３ａを、電極中間体２０を挟んで一対備えるとともに、ホルダ３２から上に向けて送出された電極中間体２０が水平に搬送されるように搬送ロール３３ａに向けて案内する案内ローラ３３ｂを備える。

搬送ロール３３ａ及び案内ローラ３３ｂの軸心は、幅方向Ｄ２に沿って延びる。搬送ロール３３ａ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、電極中間体２０は、第２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、電極切断装置としてのロータリーダイカット装置３４を備える。ロータリーダイカット装置３４は、電極中間体２０を、電極１３の外形に沿うように切断するための装置である。図４に示す切断予定線２０ａは、本実施形態の電極中間体２０において、切断される部位を示している。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電極１３の輪郭、つまり外形状と同一の形状であり、閉環状である。

図４又は図７に示すように、電極１３の切断予定線２０ａのうち、タブ１４ａに対応した部分は、一方の長縁部Ｅ１寄り露出部２３上、及び一方の長縁部Ｅ１寄りの両塗工部２２ａ，２２ｂに設定される。電極１３の切断予定線２０ａのうち、第１縁１３ａに沿う部位は両塗工部２２ａ，２２ｂ上の一方の長縁部Ｅ１寄りに設定され、第２縁１３ｂに沿う部位は両塗工部２２ａ，２２ｂ上の他方の長縁部Ｅ２寄りに設定される。電極１３の切断予定線２０ａのうち、第３縁１３ｃ及び第４縁１３ｄに沿う部位は、両塗工部２２ａ，２２ｂを幅方向Ｄ２に横断して設定され、電極中間体２０の幅方向Ｄ２に延びる。

図３（ａ）又は図４に示すように、ロータリーダイカット装置３４は、ダイロール３５と、アンビルロール４５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、軸心まわりで互いに逆方向へ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。アンビルロール４５は、金属製であり、アンビルロール４５の表面は金属によって形成されている。

ダイロール３５は、片刃支持部としての円柱状のロール本体３６と、ロール本体３６に設けられた矩形枠状の片刃４０と、片刃４０の内側に設けられる内側押圧部３７と、片刃４０の外側に設けられる外側押圧部３８とを備える。ロール本体３６が回転することで片刃４０が移動する。

図５又は図７に示すように、片刃４０は、電極１３の切断予定線２０ａの形状に合わせた閉環状である。片刃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、片刃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。片刃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。

第１刃部４１の長手方向の両端を繋ぐ長さは、電極１３の第１縁１３ａ及び第２縁１３ｂの長さと同じである。そして、第１刃部４１は、第１縁１３ａ及び第２縁１３ｂに沿うように電極中間体２０を切る。また、第２刃部４３の長手方向への長さは、電極１３の第３縁１３ｃ及び第４縁１３ｄの長さと同じである。そして、第２刃部４３は、第３縁１３ｃ及び第４縁１３ｄに沿うように電極中間体２０を切る。加えて、タブ用刃部４２の形状は、タブ１４ａの形状と同じであり、タブ１４ａに沿うように電極中間体２０を切る。

図６（ｂ）に示すように、片刃４０の刃先とアンビルロール４５の周面が最接近した状態では、片刃４０の刃先とアンビルロール４５の周面との間にはクリアランスが存在し、片刃４０の刃先はアンビルロール４５の周面に接触しない。片刃４０は、電極中間体２０の切断時に、アンビルロール４５に対し、一方の塗工部である第２塗工部２２ｂの厚み以下の隙間を残した位置まで接近する。その結果、片刃４０は、第１塗工部２２ａ及び第２塗工部２２ｂのうち、第１塗工部２２ａ及び帯状金属箔２１を切断し、かつ第２塗工部２２ｂに非切断部２５を残して電極中間体２０を切り込む。

図６（ａ）に示すように、枠状の片刃４０の内側面と外側面を繋ぐ方向を、片刃４０の厚さ方向とし、厚さ方向への寸法を「厚さ」とする。片刃４０は、枠の内側面に、電極中間体２０に対し垂直面をなす第１側面４０ａを有する。第１側面４０ａは、片刃４０の刃先からダイロール３５の周面に至るまで、厚さ方向に沿う断面形状が直線状である。

片刃４０は、片刃４０の外側面のうちの刃先寄りの部分に傾斜面４０ｂを有する。傾斜面４０ｂは、片刃４０の刃先からロール本体３６に向かうに従い第１側面４０ａから離れるように拡幅する形状である。片刃４０は、片刃４０の外側面のうち、傾斜面４０ｂとロール本体３６とを繋ぐ第２側面４０ｃを有する。第２側面４０ｃは、厚さ方向に沿う断面形状が直線状であり、電極中間体２０に対し垂直面をなす。

片刃４０によって電極中間体２０が切断されるとき、片刃４０の内側に電極１３が切り出される。電極１３は、電極中間体２０の少なくとも上部が片刃４０の第１側面４０ａに沿って切断されることによって形成される。一方、電極中間体２０のうち、電極１３が切り出された後の部分は、端材２９となる。端材２９は、電極中間体２０の少なくとも上部が片刃４０の傾斜面４０ｂに沿って切断されることによって形成される。

次に、内側押圧部３７及び外側押圧部３８について説明する。内側押圧部３７及び外側押圧部３８は、弾性を有する材料によって形成されている。本実施形態では、内側押圧部３７及び外側押圧部３８は同じ材質のスポンジ製である。内側押圧部３７及び外側押圧部３８は、厚さ方向に沿った断面形状が矩形状である。内側押圧部３７及び外側押圧部３８において、ロール本体３６の周面から突出する方向を高さ方向とし、内側押圧部３７及び外側押圧部３８の高さ方向への寸法を高さとし、厚さ方向への寸法を厚さとする。内側押圧部３７のうち第１刃部４１及び第２刃部４３に沿う部分での厚さ、及び外側押圧部３８のうち第１刃部４１及び第２刃部４３に沿う部分での厚さは、高さ方向に一定である。

図６（ａ）に示すように、内側押圧部３７及び外側押圧部３８の非圧縮時の高さは、ロール本体３６とアンビルロール４５との最短距離よりも大きい。なお、ロール本体３６とアンビルロール４５との最短距離とは、ロール本体３６の周面とアンビルロール４５の周面との最短距離である。また、内側押圧部３７及び外側押圧部３８の非圧縮時の高さは、片刃４０のダイロール３５からの高さ以上である。

図６（ｂ）に示すように、ロール本体３６とアンビルロール４５との離間距離が最も短い箇所を内側押圧部３７及び外側押圧部３８が通過するときには、内側押圧部３７及び外側押圧部３８が圧縮され、内側押圧部３７及び外側押圧部３８よりもアンビルロール４５側に片刃４０の刃先が突出して、電極中間体２０を切る。

図６（ａ）に示すように、非圧縮時の内側押圧部３７の外側面３７ａ及び内側面は平坦面状である。内側押圧部３７の外側面３７ａの全体は、片刃４０の第１側面４０ａに面接触している。内側押圧部３７は、ダイロール３５からの突出方向の先端に電極押圧面３７ｃを備える。電極押圧面３７ｃは、片刃４０によって電極中間体２０から切り出される電極１３の外周縁をアンビルロール４５に向けて押圧する。そして、片刃４０が電極中間体２０を切る際に、内側押圧部３７は、ロール本体３６とアンビルロール４５との間で圧縮されることで電極１３をアンビルロール４５に向けて押圧する。なお、本実施形態では、内側押圧部３７及び外側押圧部３８はロール本体３６とアンビルロール４５との離間距離が最も短い箇所で６０％〜８０％に圧縮される。

外側押圧部３８の外側面３８ａ及び内側面３８ｂは平坦面状である。外側押圧部３８は、ロール本体３６からの突出方向の先端に端材押圧面３８ｃを備える。端材押圧面３８ｃは、片刃４０によって電極中間体２０から切り出される端材２９をアンビルロール４５に向けて押圧する。そして、片刃４０が電極中間体２０を切る際に、外側押圧部３８は、ロール本体３６とアンビルロール４５との間で圧縮されることで端材２９をアンビルロール４５に向けて押圧する。したがって、電極中間体２０を切る際、アンビルロール４５の周面と、圧縮された内側押圧部３７及び外側押圧部３８とで電極中間体２０を挟持し、電極中間体２０を搬送方向Ｄ１に送り出すことができる。よって、ロール本体３６に内側押圧部３７及び外側押圧部３８を設けることで、ダイロール３５とアンビルロール４５は、電極中間体２０を送り出すニップロールとして機能する。

外側押圧部３８の内側面３８ｂのうち、ロール本体３６寄りは、片刃４０の第２側面４０ｃに面接触している。外側押圧部３８の内側面３８ｂのうち、厚さ方向において傾斜面４０ｂに対向する部分は、傾斜面４０ｂから厚さ方向に離間している。このため、傾斜面４０ｂと外側押圧部３８の内側面３８ｂとの間には、空間Ｓが区画されている。

高さ方向への空間Ｓの寸法は、高さ方向への傾斜面４０ｂの寸法と同じである。厚さ方向への空間Ｓの寸法は、同じく厚さ方向への傾斜面４０ｂの寸法と同じである。片刃４０によって電極中間体２０を切る際、片刃４０が侵入した部分に相当する部位、主には第１塗工部２２ａにおいて構成物が押し退けられる。以降の説明において、片刃４０によって押し退けられる電極中間体２０の構成物を「除去合剤」と記載する。空間Ｓは、電極中間体２０の切断時に発生する除去合剤を逃がす容積を持つ。

外側押圧部３８がロール本体３６とアンビルロール４５との間で圧縮されたとき、外側押圧部３８は高さ方向に圧縮され、厚さ方向に膨らむ。このため、空間Ｓには、圧縮に伴って膨らんだ外側押圧部３８の一部が入り込むが、空間Ｓ全体を埋めることはなく、膨らんだ外側押圧部３８は、傾斜面４０ｂから離れている。

外側押圧部３８の端材押圧面３８ｃにおいて、厚さ方向への寸法は３．５ｍｍ〜６．０ｍｍに設定されるのが好ましい。端材押圧面３８ｃの厚さ方向への寸法が３．５ｍｍより小さいと、外側押圧部３８を介したロール本体３６とアンビルロール４５による端材２９の挟持力が弱くなり、電極中間体２０を送り出す機能が低下して好ましくない。一方、端材押圧面３８ｃの厚さ方向への寸法が６．０ｍｍあれば、外側押圧部３８を介したロール本体３６とアンビルロール４５による端材２９の挟持力を十分に確保できる。このため、端材押圧面３８ｃの厚さ方向への寸法が６．０ｍｍより大きいと、余分な外側押圧部３８が増えてしまい好ましくない。

図３（ａ）に示すように、ロータリーダイカット装置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の寸法を厚さとする。ロータリーダイカット装置３４において、嵩上げ部４６の厚さは、電極中間体２０の両塗工部２２ａ，２２ｂの厚さと同じに設定される。

電極製造設備３０は、ロータリーダイカット装置３４の下方に案内装置５０を備える。案内装置５０は、端材２９を電極１３の搬送方向とは異なる方向へ案内する。具体的には、端材２９をロータリーダイカット装置３４よりも下方へ案内する。

案内装置５０は、円柱状の分離ローラ５１と、巻取リール５２と、を備える。分離ローラ５１の軸心は、幅方向Ｄ２に沿って延びる。分離ローラ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、巻取リール５２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。分離ローラ５１は、その回転によって端材２９を下方へ案内し、分離ローラ５１の下方に配置された巻取リール５２へ案内する。巻取リール５２は、分離ローラ５１によって案内された端材２９を巻き取る。

電極製造設備３０は、電極中間体２０から切り出された電極１３を吸着して搬送方向Ｄ１へ搬送する吸着コンベア６０を備える。吸着コンベア６０は、切り出された電極１３よりも上側に配置されている。吸着コンベア６０は、ベルトコンベアの一種である。吸着コンベア６０は、周知のものであるため、構造の詳細の図示は省略する。

吸着コンベア６０は、多数の通気孔が形成されたベルト６１と、ベルト６１の内側において、ベルトに対向した開口を有する図示しない負圧ダクトと、を備える。図示しない真空ポンプ又はブロアに負圧ダクトが接続されることで、負圧ダクトの内部は負圧に維持され、ベルトの通気孔を経由した吸気が行われる。

吸着コンベア６０では、負圧ダクトは下方に向けて開口し、吸着コンベア６０の下面が吸着面６０ａとされている。そして、例えば、真空ポンプの作用により、負圧ダクトの内部が負圧にされると、切り出された電極１３が吸着面６０ａに吸着され、吸着された状態で、ベルトの移動に伴って搬送される。

次に、ロータリーダイカット装置３４による電極１３の製造方法を作用とともに記載する。
電極中間体２０を、個片の電極１３の形状に切る際、図４に示すように、電極中間体２０は、その一面となる第２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、ロール本体３６とアンビルロール４５の間を通過する。

図６（ｂ）に示すように、片刃４０がアンビルロール４５に最も接近した場所に近付くに従い、内側押圧部３７及び外側押圧部３８は徐々に高さ方向へ圧縮されて弾性変形していき、片刃４０がアンビルロール４５に最も接近した場所で内側押圧部３７及び外側押圧部３８は、高さ方向へ最も圧縮される。このとき、片刃４０は内側押圧部３７の電極押圧面３７ｃ及び外側押圧部３８の端材押圧面３８ｃから最も突出する状態である。また、内側押圧部３７の外側面３７ａと片刃４０の第１側面４０ａは接触しているが、外側押圧部３８と傾斜面４０ｂの間には空間Ｓが形成されている。

アンビルロール４５の表面は金属製である。そして、内側押圧部３７及び外側押圧部３８は、ロール本体３６によってアンビルロール４５に向けて押圧され、所定の圧縮率まで圧縮される。このため、電極中間体２０の電極１３側では、電極中間体２０の一面となる下面をアンビルロール４５が支持し、電極中間体２０の他面となる上面を内側押圧部３７で押圧する。また、電極中間体２０において、電極１３の外側に形成される端材２９側では、電極中間体２０の下面をアンビルロール４５が支持し、電極中間体２０の上面を外側押圧部３８で押圧する。すると、電極中間体２０は、ロール本体３６とアンビルロール４５の間において移動が規制される程度に挟持される。

よって、電極中間体２０は、内側押圧部３７及び外側押圧部３８を介したダイロール３５とアンビルロール４５によって、搬送方向Ｄ１に送り出されながら、ダイロール３５が回転することにより、片刃４０が電極中間体２０に徐々に押し付けられていき、片刃４０によって電極中間体２０が搬送方向Ｄ１に沿って徐々に切られていく。すると、電極中間体２０から個片の電極１３が切り出されるとともに、電極１３の外側に端材２９が形成される。

電極中間体２０から電極１３が切り出される過程では、片刃４０によって押し退けられた除去合剤は、空間Ｓの存在によって上下方向に移動する。ここで、空間Ｓがなく、上下方向に除去合剤の逃げ場がない場合を想定すると、逃げ場のない除去合剤には外側に移動する力が作用する。すると、この力が、分離する前の電極１３側にも伝達され、電極１３が片刃４０に押し付けられるような力が作用する。しかしながら、除去合剤を上下方向に逃がすことのできる空間Ｓを設け、その空間Ｓに除去合剤を逃がすことで、電極１３に作用する力を軽減できる。

電極１３は、内側押圧部３７によってアンビルロール４５に向けて押圧されるため、片刃４０によって電極中間体２０を切る最中に電極中間体２０が移動することが抑制され、所望する寸法の電極１３が切り出される。また、端材２９は、外側押圧部３８によってアンビルロール４５に向けて押圧される。このとき、端材押圧面３８ｃの寸法が３．５〜６．０ｍｍ確保され、かつ所定の圧縮率まで圧縮される。このため、端材２９は、片刃４０によって電極中間体２０を切る最中に電極中間体２０が移動することが抑制されるとともに、搬送方向Ｄ１へ送り出される。

そして、図３（ａ）に示すように、電極中間体２０に切り込まれた電極１３は、吸着コンベア６０の吸着面６０ａに吸着され、吸着された状態で、ベルトの移動に伴って搬送される。その一方で、電極中間体２０から電極１３が切り出されて残った端材２９は案内装置５０の分離ローラ５１によって下方へ案内されるとともに巻取リール５２に巻き取られる。

搬送方向Ｄ１へ搬送される電極１３と、ロータリーダイカット装置３４より下方へ案内される端材２９とは、移動していく方向が異なるため、電極１３と端材２９とは切断面同士が擦れやすいが、発生する除去合剤を空間Ｓに逃がしているため、除去合剤を介した、電極１３と端材２９の切断面同士の接触を抑制している。

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）片刃４０の傾斜面４０ｂと、外側押圧部３８の内側面３８ｂとの間に空間Ｓを確保した。このため、片刃４０が電極中間体２０に侵入するのに伴い発生した除去合剤を空間Ｓに逃がすことができる。このため、片刃４０の厚さ方向に沿う傾斜面４０ｂの外側に除去合剤が向かうことを抑制し、除去合剤を原因として電極中間体２０が片刃４０に押し付けられることを抑制できる。その結果、電極中間体２０における電極１３側に作用する押し付け力を抑え、電極中間体２０の切断前の箇所と片刃４０の第１側面４０ａとの擦れを抑制する。これにより、擦れに起因する活物質粒子の発生を抑制できる。その結果として、電極１３の切断面からの活物質粒子の剥離を抑制し、切断面の凹凸等の不具合を抑制できる。

（２）片刃４０を電極中間体２０に押し付けて電極中間体２０が切断されるが、アンビルロール４５の表面を金属製とすることで、アンビルロール４５の表面が例えばゴム製の場合と比べると、片刃４０の押し付けに伴う電極中間体２０の撓みを抑制できる。このため、片刃４０の押し付けに伴う電極中間体２０の撓みを原因とした電極１３の寸法ずれを抑制できる。

（３）アンビルロール４５の表面を金属製としたため、アンビルロール４５に片刃４０の刃先が接触することによる摩耗を回避するため、電極中間体２０は、第２塗工部２２ｂに非切断部２５が残るように切断される。また、アンビルロール４５は金属製であるため、電極中間体２０はアンビルロール４５上で滑りやすい。このため、電極中間体２０のうち、電極１３となる部位を内側押圧部３７で押圧し、端材２９となる部位を外側押圧部３８によって押圧するようにして、電極中間体２０の滑りを抑制するようにした。よって、電極１３の寸法精度を高めて切断できる。

（４）内側押圧部３７の外側面３７ａは、片刃４０の第１側面４０ａの高さ方向全体に亘って接触している。このため、内側押圧部３７は、垂直面としての第１側面４０ａに沿って電極中間体２０に向かって圧縮される。よって、内側押圧部３７によって、電極１３となる部位をアンビルロール４５に向けて的確に押圧することができる。その結果、電極中間体２０を片刃４０で切断するときに、電極１３となる部位の位置ずれを抑制し、切断される電極１３の寸法精度の低下を抑制できる。

（５）ロール本体３６とアンビルロール４５の間に電極中間体２０が通されると、内側押圧部３７及び外側押圧部３８が圧縮され、電極中間体２０がロール本体３６とアンビルロール４５で挟持される。このため、電極中間体２０がアンビルロール４５上で滑ることが抑制され、電極中間体２０を片刃４０で切断するときに、電極１３となる部位の位置ずれを抑制し、切り出される電極１３の寸法精度の低下を抑制できる。

（６）内側押圧部３７及び外側押圧部３８は、ロール本体３６の周方向の全体に亘って設けられている。そして、ロール本体３６とアンビルロール４５の間で内側押圧部３７及び外側押圧部３８が圧縮され、電極中間体２０をアンビルロール４５に向けて押圧することで、アンビルロール４５及びダイロール３５は、電極中間体２０を送り出すニップロールとして機能し、電極中間体２０を送り出すことができる。したがって、ロータリーダイカット装置３４とは別にニップロールを設けて電極中間体２０を搬送する場合と比べて、設備コストを抑えることができる。

（７）外側押圧部３８において、アンビルロール４５とともに端材２９を挟持する部位の厚さ方向への寸法は３．５〜６．０ｍｍである。このため、外側押圧部３８と片刃４０との間に空間Ｓを確保しながらも端材２９となる部位を挟持する大きさを確保する。このため、内側押圧部３７によって電極１３となる部位を送り出し、外側押圧部３８によって端材２９となる部位を送り出すことができる。電極中間体２０のうち、端材２９が送り出されない場合のように、電極１３の切断面と端材２９の切断面とが擦れて、切断面が凹凸状になったり、異物が発生することを抑制できる。

本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 電極製造設備３０において、ロータリーダイカット装置３４よりも搬送方向Ｄ１の上流側及び下流側の少なくともいずれかにニップロールを設け、ニップロールによって電極中間体２０を送り出すようにしてもよい。

○ 電極切断装置は、ロータリーダイカット装置３４以外の構造であってもよい。例えば、中間体支持部を平坦面を有する金属板製とし、片刃支持部を平板状の金属板製とする。片刃支持部の平坦面に片刃４０が一体に設けられている。そして、中間体支持部と片刃支持部との間に、搬送されてきた電極中間体２０を配置し、搬送を停止させる。中間体支持部に向けて片刃４０を移動させて電極中間体２０を片刃４０によって切断する。

○ ダイロール３５の周面のうち、片刃４０の内側全体に内側押圧部３７が設けられ、片刃４０の外側全体に外側押圧部３８が設けられていてもよい。
○ 内側押圧部３７の外側面３７ａは、片刃４０の第１側面４０ａに接触しておらず、第１側面４０ａから僅かに離れていてもよい。

○ 空間Ｓに除去合剤を逃がすことができれば、空間Ｓの大きさは変更してもよい。実施形態では、外側押圧部３８の内側面３８ｂは、第２側面４０ｃに接触し、傾斜面４０ｂには接触しないように設けたが、外側押圧部３８の内側面３８ｂの一部は傾斜面４０ｂに接触していてもよい。

○ 外側押圧部３８によって端材２９を押圧することができれば、厚さ方向への外側押圧部３８の寸法は、３．５ｍｍより小さくてもよいし、６．０ｍｍより大きくてもよい。
○ 空間Ｓは、外側押圧部３８の内側面３８ｂを切除した凹部によって設けてもよい。

○ 集電体は、活物質合剤が塗布できるものであれば、金属箔に限定されるものではない。例えば、織物状や網状のシートを用いてもよい。
○ 蓄電装置は、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可能である。

○ 二次電池１０は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。

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）前記内側押圧部及び前記外側押圧部は弾性を有する材料によって形成されている。

Ｓ…空間、１３…電極、２０…電極中間体、２１…集電体としての帯状金属箔、２２ａ…第１塗工部、２２ｂ…第２塗工部、２９…端材、３４…電極切断装置としてのロータリーダイカット装置、３５…ダイロール、３６…片刃支持部としてのロール本体、３７…内側押圧部、３８ｂ…内側面、３８…外側押圧部、４０…片刃、４０ａ…垂直面としての第１側面、４０ｂ…傾斜面、４５…中間体支持部としてのアンビルロール。

Claims (4)

1. 集電体の両面に活物質合剤の塗工部を有する電極中間体を切ることにより、前記電極中間体から電極を製造する電極切断装置であって、
   前記電極中間体を支持する表面が金属製の中間体支持部と、
   前記電極中間体を挟んで前記中間体支持部に対向する片刃支持部と、
   前記片刃支持部に設けられ、切断時に、前記中間体支持部に対し、一方の塗工部の厚み以下の隙間を残した位置まで接近する片刃と、
   前記片刃と接触するように前記片刃の内側に設けられ、前記電極中間体のうち前記電極となる部位を押圧する内側押圧部と、
   前記片刃の外側に設けられ、前記電極中間体のうち前記電極となる部位以外の端材を押圧する外側押圧部と、を備え、
   前記片刃の内側面と外側面を繋ぐ方向を前記片刃の厚さ方向とすると、前記片刃は、前記厚さ方向に沿う断面形状において前記内側面に垂直面を有し、かつ前記外側面に、刃先から前記片刃支持部に向けて拡幅する傾斜面を有し、
   前記厚さ方向における前記傾斜面よりも外側で、かつ前記外側押圧部の内側面との間に空間を有することを特徴とする電極切断装置。
2. 前記中間体支持部はアンビルロールであり、前記片刃支持部はロール本体であるとともに、前記ロール本体の周面に前記片刃が設けられ、前記ロール本体と前記片刃とからダイロールが構成されている請求項１に記載の電極切断装置。
3. 前記内側押圧部及び前記外側押圧部は、前記ロール本体の周方向の全体に亘って設けられるとともに前記ダイロールを構成し、前記内側押圧部及び前記外側押圧部は、前記アンビルロールとともに前記電極中間体を挟持し、前記アンビルロール及び前記ダイロールは、前記電極中間体を送り出すニップロールとして機能する請求項２に記載の電極切断装置。
4. 前記外側押圧部において、前記中間体支持部とともに前記電極中間体のうちの前記端材を挟持する部位の前記厚さ方向への寸法は３．５〜６．０ｍｍである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電極切断装置。