JP6632264B2 - 電極板の小片の製造方法及び電極板の切断装置 - Google Patents

Description

本発明は電極板の切断方法及び切断装置並びに電極板及びそれを用いた電池に関する。

特許文献１は円孔同士を繋ぐようにセラミック基板を切断する方法を開示している。

特開２０１２−０４０７０８号公報

特許文献１に記載の方法を応用して二次電池用の電極板を切断することができる。かかる電極板には所定間隔で並んだ穴が設けられている。かかる方法では切断位置近傍の穴の周囲にヒゲ状の芯材の切断屑が生じる。切断された電極板を積層して二次電池を形成したとき、かかる切断屑は電極板間の短絡の原因となる。このため、かかる電極板を用いた二次電池は信頼性が低い。

本発明は電極板からの切断屑の発生を低減するとともに、かかる電極板を備える二次電池の信頼性を高めることを目的とする。

本発明の一態様は長尺電極板を連続的に小片化することを特徴とする電極板製造方法である。かかる方法では、メッシュ部を有する芯材を備える長尺電極板を繰り返し送るごとに、前記長尺電極板を所定の切断面で前記メッシュ部ごと繰り返し切断することでかかる小片化を行う。

前記メッシュ部はメッシュ孔を有する。前記切断面は前記長尺電極板の長手方向に対して実質的に直交する。前記切断ごとに、前記長尺電極板の送り量を予め調整して切断する。かかる調整により、前記切断面が、前記メッシュ孔の両端部の内、いずれの端部からも特定のマージン以上離隔するようにする。かかる両端部とは前記長手方向における両端部である。

本発明の一態様は長尺電極板を連続的に小片化することを特徴とする電極板製造装置である。メッシュ孔を有するメッシュ部を有する芯材を有する長尺電極板を繰り返し送るごとに、前記長尺電極板を前記メッシュ部ごと繰り返し切断する。装置は前記長尺電極板を前記長尺電極板の長手方向と実質的に平行に送る搬送器具を備える。装置は前記長尺電極板の送り方向に対して実質的に直交する刃を有する金型を備える。

前記搬送器具は、前記長尺電極板の送り量を調整する。かかる調整により、前記長尺電極板に対して平面視した時、前記刃が、前記メッシュ孔の両端部の内、いずれの端部からも特定のマージン以上離隔するようにする。前記両端部とは前記長手方向における両端部である。前記調整後、前記金型で前記長尺電極板を前記切断する。

本発明の一態様は、列を成すメッシュ孔を有するメッシュ部を有する芯材を備える電極板である。電極板は前記列に対して実質的に直交するとともに互いにメッシュ部を挟んで対向する二つの端面をさらに備る。電極板は以下の条件の少なくともいずれ一方を満たす。

前記端面は、いずれも前記端面に最も近接する前記メッシュ孔から特定のマージン以上離れている；前記端面に接するとともに前記メッシュ孔と列を成す切欠きは、いずれも前記列の方向と平行な方向における特定のマージンの奥行きを有する。

本発明の一態様は、前記電極板を備え、以下の電極板を備えない二次電池である。かかる電極板は列を成すメッシュ孔を有するメッシュ部を有する芯材を備える。かかる電極板は前記列に対して実質的に直交するとともに互いにメッシュ部を挟んで対向する二つの端面をさらに備える。かかる電極板は以下の条件のいずれも満たさない；

前記端面は、いずれも前記端面に最も近接する前記メッシュ孔から特定のマージン以上離れている；前記端面に接するとともに前記メッシュ孔と列を成す切欠きは、いずれも前記列の方向と平行な方向における特定のマージンの奥行きを有する。

本発明により電極板からの切断屑の発生を低減するとともに、かかる電極板を備える二次電池の信頼性を高めることができる。

実施形態に係る長尺電極板の平面図である。 実施形態に係るメッシュ部の平面図である。 実施例に係る製造方法の流れ図である。 実施例に係る製造装置の側面図である。 図１に示す電極板のV-V断面における拡大断面図である。 実施例に係る製造装置の平面図である。 実施例に係る電極板の平面図である。 実施例に係る電極板の拡大図である。 比較例に係る製造方法の流れ図である。 比較例及び実施例に係る切断面の位置の出現分布を示す図である。 比較例に係るメッシュ部の平面図その１である。 比較例に係るメッシュ孔の平面図その１である。 比較例に係るメッシュ部の平面図その２である。 比較例に係るメッシュ孔の平面図その２である。

［切断の繰り返しと切断面］
図１は本実施形態にかかる電極板製造方法に用いる長尺電極板３０を示す。長尺電極板３０は活物質３１と芯材３２とを備える。活物質３１は層を成している。活物質３１は正極活物質又は負極活物質である。芯材３２は板状の金属である。芯材３２はメッシュ部３５を有する。メッシュ部３５は長尺電極板３０の長手方向に沿って切れ目なく連続的に設けられている。

図１に示す電極板製造方法では、矢印に示すように長尺電極板３０の長手方向に沿って長尺電極板３０を繰り返し送る。長尺電極板３０を送るごとに、長尺電極板３０をメッシュ部３５ごと繰り返し切断する。

図１に示す長尺電極板３０は切断面５０ａ，ｂで切断する。切断面５０ａ，ｂは切断の目標位置を示す。切断面５０ａで切断された長尺電極板３０は、矢印に沿って送られた後に、切断面５０ｂで切断される。切断面５０ｂで切断した後も、さらに長尺電極板３０を送り、次の切断面で切断する。かかる切断の繰り返しに基づき、長尺電極板３０は連続的に小片化される。

図１に示すメッシュ部３５はメッシュ孔５５ａ−ｃ及び他のメッシュ孔からなる。これらのメッシュ孔は貫通孔である。メッシュ孔５５ａに代表されるメッシュ孔は列５１ａ−ｄ及び他の列を成す。列５１ａに代表される列は互いに平行である。列５１ａに代表される列は長尺電極板３０の長手方向と平行である。切断面５０ａ，ｂは列５１ａに代表される列に対して実質的に直交する。

図１に示すメッシュ孔５５ａに代表されるメッシュ孔は、奇数列にあたる列５１ａ，ｃ及び偶数列にあたる列５１ｂ，ｄに分かれて千鳥配置されている。かかる千鳥配置において奇数列及び偶数列の区別は便宜的なものである。奇数列を偶数列に、偶数列を奇数列に読み替えることは可能である。長尺電極板３０を側方視した時、奇数列及び偶数列の各メッシュ孔は互い重なっている。奇数列及び偶数列の間のメッシュ孔の位置のずれは、メッシュ孔の間隔の半分と等しいことが好ましい。

図１に示す切断面５０ａ，ｂ及び他の切断面で切断するごとに、予め長尺電極板３０の送り量を調整する。図２は図１に示したメッシュ部３５を範囲ＩＩで拡大して示したものである。送り量の調整により、図１に示す切断面５０ａ，ｂ及び他の切断面は、切断範囲５２ａ，ｂ又は５３の中に位置するようになる（図２参照）。

［切断面の通る範囲１］
図２に示す列５１ｂはメッシュ孔５５ａを有する。メッシュ孔５５ａは角孔でも丸孔でもよい。他のメッシュ孔において同様である。図中のメッシュ孔５５ａは角孔である。メッシュ孔５５ａは直方体形状で構成されている。

図２に示す列５１ｂの方向と平行な方向において、メッシュ孔５５ａは両端部、端部５６ａ，ｂを有する。端部５６ａ，ｂはメッシュ孔の中央を挟んで互いに対向する。端部５６ｂは図１に示す長尺電極板３０の送り方向に関して端部５６ａの下流に位置する。端部５６ａ，ｂは上記直方体の側面で構成されている。メッシュ孔５５ａ以外の他のメッシュ孔において同様である。列５１ｂ以外の縦の列において同様である。

図２に示す切断範囲５２ａ，ｂは端部５６ａ，ｂのいずれからも離隔している。切断範囲５２ａはマージン５８ａの分だけ端部５６ａから離隔している。切断範囲５２ａは端部５６ｂからは、さらに離隔している。切断範囲５２ｂはマージン５８ｄの分だけ端部５６ｂから離隔している。切断範囲５２ｂは端部５６ａからは、さらに離隔している。

図２に示す切断範囲５２ａ，ｂを通る切断面はいずれの端部５６ａ，ｂからもマージン５８ａ以上又はマージン５８ｄ以上離隔する。

図２に示す列５１ｃはメッシュ孔５５ｂ，ｃを有する。列５１ｃは列５１ｂの隣に位置する。メッシュ孔５５ｂは図１に示す長尺電極板３０の送り方向に関してメッシュ孔５５ａ，ｃの上流に位置する。メッシュ孔５５ｃは、かかる送り方向に関してメッシュ孔５５ａ，ｂの下流に位置する。

図２に示す列５１ｃの方向と平行な方向において、メッシュ孔５５ｂは両端部、端部５７ａ，ｂを有する。端部５７ｂは図１に示す長尺電極板３０の送り方向に関して端部５７ａの下流に位置する。同様にメッシュ孔５５ｃは両端部、端部５７ｃ，ｄを有する。端部５７ｄはかかる送り方向に関して端部５７ｃの下流に位置する。

図２に示す切断範囲５２ａ，ｂは端部５７ａ―ｄのいずれからも離隔している。切断範囲５２ａはマージン５８ｂの分だけ端部５７ｂから離隔している。切断範囲５２ａは端部５７ａからは、さらに離隔している。切断範囲５２ｂはマージン５８ｃの分だけ端部５７ｃから離隔している。切断範囲５２ｂは端部５７ｄからは、さらに離隔している。

図２に示す切断範囲５２ａ，ｂを通る切断面はいずれの端部５７ａ―ｄからもマージン５８ｂ以上又はマージン５８ｃ以上離隔する。

図２に示す切断範囲５２ａ，ｂを通る切断面は、奇数列にあたる列５１ａ，ｃ及び偶数列にあたる列５１ｂ，ｄの有するメッシュ孔を連続的に通る。また切断面は、切断面の通る列５１ａ，ｃ及び列５１ｂ，ｄのメッシュ孔の両端部の内、端部５６ａ，ｂ及び端部５７ａ―ｄを含む、いずれの端部からも特定のマージン以上離隔される。かかる切断面の位置合わせは図１において長尺電極板３０の送り量を予め調整することでなされる。

特定のマージンとは図２に示すマージン５８ａ−ｄのうち最も小さいマージンである。ただし図は模式的な物であり、実際のマージンの大きさを表していない。かかる特定のマージンは０μｍより大きい。かかる特定のマージンは１ｍｍ以下とするとすることができる。かかる特定のマージンは、芯材を切断する際、切断するための刃がメッシュ孔の端部を切断して一定の大きさ以上の切断屑が発生しないよう、刃の幅や、刃の本来の切断方向（長尺電極板３０の送り方向に対して直交する方向）からの傾きの誤差等を考慮して決定すればよい。かかる特定のマージンとして、１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００及び９００μｍを例示することができる。

［切断面の通る範囲２］
図２に示す切断範囲５３はメッシュ孔５５ｂ，ｃの間で且つ、メッシュ孔５５ａ上に位置する。図２に示す切断範囲５３は端部５７ｂ，ｃのいずれからも離隔している。切断範囲５３はマージン５９ａの分だけ端部５７ｂから離隔している。切断範囲５３はマージン５９ｂの分だけ端部５７ｃから離隔している。

図１に示すように長尺電極板３０を側方視した時、奇数列にあたる列５１ａ，ｃ及び偶数列にあたる列５１ｂ，ｄの各メッシュ孔は互い重なっている。このため切断範囲５３は、端部５７ｂ，ｃに比べて、端部５６ａ，ｂからはさらに離隔している。

図２に示す切断範囲５３を通る切断面は、端部５６ａ，ｂ及び端部５７ａ―ｄを含むいずれの端部からも、マージン５９ａ以上又はマージン５９ｂ以上離隔する。

図２に示す切断範囲５３を通る切断面は、列５１ａ，ｃに代表される奇数列及び列５１ｂ，ｄに代表される偶数列のうちの一方の列のメッシュ孔を通る。奇数列及び偶数列の内他方の列のメッシュ孔を通らない。図中ではメッシュ孔５５ａを通る。かかる切断面は、メッシュ孔５５ａの両端部の内、いずれの端部５６ａ，ｂからも特定のマージン以上離隔される。

図２に示す切断範囲５３を通る切断面は、奇数列にあたる列５１ａ，ｃ及び偶数列にあたる列５１ｂ，ｄのうちの他方にあたる偶数列の有する２個のメッシュ孔５５ｂ，ｃの間を通る。メッシュ孔５５ｂ，ｃは互いに隣り合う。かかる切断面は、２個のメッシュ孔５５ｂ，ｃの内、いずれのメッシュ孔からも特定のマージン以上離隔される。かかる切断面の位置合わせは図１において長尺電極板３０の送り量を予め調整することでなされる。

特定のマージンとは図２に示すマージン５９ａ，ｂのうち最も小さいマージンである。ただし図は模式的な物であり、実際のマージンの大きさを表していない。かかる特定のマージンは０μｍより大きい。かかる特定のマージンは１ｍｍ以下とするとすることができる。かかる特定のマージンは、芯材を切断する際、切断するための刃がメッシュ孔の端部を切断して一定の大きさ以上の切断屑が発生しないよう、刃の幅や、刃の本来の切断方向（長尺電極板３０の送り方向に対して直交する方向）からの傾きの誤差等を考慮して決定すればよい。かかる特定のマージンとして、１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００及び９００μｍを例示することができる。

［実施形態の効果及び変形］
図２に示す切断範囲５２ａ，ｂ及び５３に基づく切断面の位置合わせは、図１において長尺電極板３０の送り量を予め調整することでなされる。これにより切断屑の発生を低減することができる。かかる効果については後述の実施例及び比較例で詳細に説明する。

図２に示す切断範囲５２ａ，ｂ及び５３の解釈において、上記の奇数列を偶数列に、偶数列を奇数列に読み替えることは可能である。図１に示す切断面５０ａ，ｂに代表される切断面を切断範囲５２ａ，ｂ及び５３のいずれに配置するかは、切断面ごとに任意に決定できる。すなわち、もっぱら切断範囲５２ａ，ｂ及び５３のいずれか一つに切断面を配置してもよい。また切断面ごとに、切断範囲５２ａ，ｂ及び５３のうちから好適なものをいずれか一つ選択してもよい。

図１に示すメッシュ部３５に換えて、メッシュ孔が長尺電極板３０の長手方向と短手方向とに格子配置されたメッシュ部を用いても同様に送り量を調整できる。また長尺電極板３０を側方視した時、奇数列及び偶数列の各メッシュ孔が互い重なっていないメッシュ部を用いても同様に送り量を調整できる。

［製造の流れ及び製造装置］
図３〜８を用いて実施例を説明する。図３はステップ２１〜２８で構成される電極板製造方法を示す。図４，６は電極板製造方法を実施するための電極板製造装置を示す。

かかる製造装置は図６に示すように芯材３２を有する長尺電極板３０を繰り返し送るごとに、長尺電極板３０を繰り返し切断する。かかる製造装置は長尺電極板３０を連続的に小片化する。図１に示すように芯材３２はメッシュ部３５を有するので、製造装置は長尺電極板３０をメッシュ部３５ごと切断する。

図４はかかる製造装置の中の部分であって、長尺電極板３０が形成されるまでの工程が実行される部分を示す。ステップ２１からステップ２５によって長尺電極板３０が連続的に形成される。

図３に示すステップ２１は金属の薄板を巻き取り、図４に示すロール２０を形成する工程である。図３，４に示すステップ２２はロール２０から薄板１８を引き出すとともに、薄板１８に角孔を形成する工程である。角孔は金型を用いてパンチングにより形成してもよい。

上記角孔は図１，２に示すメッシュ孔５５ａに代表されるメッシュ孔となる。図１，２に示すように角孔が集合してメッシュ部３５となる。これにより図４に示す薄板１８を図１，２に示すようなメッシュ部３５を有する芯材３２とする。図４に示すようにロール２０を上流側としたとき、芯材３２は下流側に向かって順次送られる。

図３，４に示すステップ２３は芯材３２にマーキングを形成する工程である。マーキングは後述するステップ２５の圧延より前に行われる。マーキングの態様の詳細は後述する。ステップ２４は活物質３１を芯材３２に塗着する工程である。かかる工程により芯材３２の表面に活物質３１の層が形成される。

図１に示すようにかかる層は芯材３２の送られる方向と平行に帯状となっている。活物質３１はメッシュ部３５を覆うように芯材３２に塗着される。活物質３１は芯材３２に設けられた角孔の中にも入り込む。

図３，４に示すステップ２５は芯材３２と活物質３１の層とをまとめて圧延することでこれらを長尺電極板３０とする工程である。以上により芯材３２と活物質３１とを備える長尺電極板３０が形成される。

図５は図１に示す長尺電極板３０のV-V断面を表す。図５に示すようにステップ２５で芯材３２が引き延される。したがってメッシュ孔の間隔は広がる。またメッシュ孔自体も大きくなる。

図５に示すようにステップ２５の圧延がなされる箇所の下流のメッシュ孔５５ｄ，ｅは、その上流のメッシュ孔５５ｆ，ｇよりも大きくなる。メッシュ孔５５ｄ，ｅは上述のメッシュ孔ａ−ｃと同等である。またこれらに挟まれる芯材３２も長尺電極板３０を送る方向と平行に伸長する。

図４に示すように長尺電極板３０は薄板１８がロール２０から連続的に引き出されながら形成される。このため、長尺電極板３０はすでに活物質３１が塗着されている下流の部分と、これから活物質３１が塗着される上流の部分とを備える。

また図４，６に示す製造装置は不図示の搬送器具を備える。搬送器具はロール２０から薄板１８を引き出すように長尺電極板３０を送る。また搬送器具は図６に示す列５１ａに代表される角孔の列に沿った方向に長尺電極板３０を送る。

図６に示すように長尺電極板３０には活物質３１の帯が９本設けられている。かかる帯は図３，４に示すステップ２４において設けられる。また図３に示すステップ２３において、図６に示すように長尺電極板３０上にはマーキング列３３ａ，ｂが設けられている。図６に示すマーキング列３３ａ，ｂを構成するマーキングは芯材３２に設けられる。

図５に示すステップ２５においてメッシュ孔５５ｄ，ｅに代表されるメッシュ孔の間隔は伸びる。またメッシュ孔自体も大きくなる。図３，４に示すステップ２５においてマーキングは、メッシュ孔に追従して伸びる。またメッシュ孔に追従して大きくなる。したがってマーキングとメッシュ孔との間の位置関係は保たれる。

図６に示すようにマーキング列３３ａ，ｂは列５１ａに代表される角孔の列と並行する。図中では列５１ａが角孔の列を代表して描かれている。長尺電極板３０を平面視した時、マーキング列３３ａ，ｂは列５１ａに代表される角孔の列と平行であることが好ましい。同様にマーキング列３３ａ，ｂは活物質３１の帯と平行であることが好ましい。

図６に示すようにマーキング列３３ａを構成する各マーキングは、列５１ａの有する角孔の位置と対応関係を有するように配置されている。マーキング列３３ａ，ｂを構成する各マーキングはこれらの角孔と同一の間隔で設けられている。これらのマーキングは、長尺電極板３０の短手方向の両側に、列５１ａを有するメッシュ部及びメッシュ部上の活物質３１を挟むように設けられている。

図６に示すマーキング列３３ａ，ｂを構成する各マーキングはステップ２３において以下のように形成できる。例えば各マーキングは図１，２に示すメッシュ孔５５ａと同等の角孔としてもよい。かかる各マーキングはメッシュ孔と同様に金型を用いてパンチングにより形成してもよい。

各マーキングは図４に示す芯材３２の表面にレーザーを照射して芯材３２を変性させて形成してもよい。かかる形成に際しては、活物質３１を塗着する前にメッシュ孔の位置を読み取ってもよい。読み取ったメッシュ孔の位置に同期する位置にレーザーを照射してもよい。変性した箇所は上記マーキングとして機能する。

上記のようにレーザーを照射する代わりに、図４に示す芯材３２上にインクを塗布してもよい。読み取ったメッシュ孔の位置に同期する位置にインクを塗装してもよい。インクを塗布された箇所は上記マーキングとして機能する。

図３に示すステップ２６は図６に示す検出位置３７ａ，ｂでマーキング列３３ａ，ｂを構成する各マーキングを読み取る工程である。マーキングと上記対応関係を有する角孔は、長尺電極板３０の送られる方向と平行な方向に関して検出位置３７ａ，ｂと同じ位置を、マーキングと同時に通過する。長尺電極板３０の送られる方向は長尺電極板の長手方向と平行である。長尺電極板３０の送られる方向は図６に示す矢印で表される。

上記を言い換えればマーキング及び角孔は図６に示す検出位置３７ａ，ｂの間を同期しながら通過する。マーキングが角孔に対してかかる位置関係を有していることを、本明細書ではマーキングが角孔に対して「同期している」と表す。上述の通りステップ２５の前後でマーキングとメッシュ孔との間の位置関係は保たれる。このため、かかる同期はステップ２５の前後で保たれる。

図６に示すマーキング列３３ａ，ｂを構成する各マーキングは、列５１ａに代表される角孔の列と同期している。検出位置３７ａ，ｂでマーキングを読み取ることで、角孔の位置が推定できる。読み取りは切断を行う前に行う。製造装置は検出器４１ａ，ｂを備える。検出器４１ａ，ｂはそれぞれ検出位置３７ａ，ｂでマーキングを読み取る。

図３に示すステップ２７は図６に示す長尺電極板３０の送り量を調整する工程である。ステップ２７では上記推定に基づき長尺電極板３０の送られる方向と平行な方向に関して切断を行う目標位置を決定する。このためマーキングに基づき送り量を調整することができる。目標位置として切断面５０ａ，ｂが示されている。５０ａではすでに切断が完了している。

図６に示す製造装置は金型４０を備える。金型４０は不図示の刃を有する。刃は長尺電極板３０の送り方向に対して実質的に直交する。

上述した搬送器具は、図６に示す長尺電極板３０に対して平面視した時、上記刃が、切断面５０ｂと重なるように長尺電極板３０の送り量を調整する。これにより長尺電極板３０に対して平面視した時、上記刃が列５１ａに代表される角孔の列と平行な方向における角孔の両端部の内、いずれの端部からも上述の特定のマージン以上離隔するようになる。

図６に示すマーキング列３３ａ，ｂの各マーキングはそれぞれ長尺電極板３０の両側に設けられている。マーキングに基づき送り量を長尺電極板３０の両側で互いに独立に調整してもよい。言い換えれば左右別個に送り量を調整してもよい。かかる調整により切断面５０ｂの向きと金型４０の向きとの間のずれを調整できる。すなわち切断面５０ｂの向きと刃の向きとの間のずれを調整できる。

図３に示すステップ２８は図６に示す金型４０で長尺電極板３０を切断する工程である。切断は上記の通り決定した切断面で行う。製造装置は上記調整後、金型４０で長尺電極板３０を切断する。各活物質の帯の間も切断する。製造装置は小片電極板４４ａ，ｂに代表される小片電極板を形成する。図中において小片電極板４４ｂはこれから形成される。

図３に示すステップ２８を実行した後、ステップ２６に戻る。その後、ステップ２６−２８を繰り返す。図６に示す長尺電極板３０を繰り返し送るごとに、長尺電極板３０を繰り返し切断する。切断ごとに長尺電極板３０の送り量をステップ２７で予め調整する。

［位置決め孔ほか］
図３に示すステップ２７では、さらに図６に示すように位置決め孔４８ａ，ｂに代表される位置決め孔を小片化前の長尺電極板３０の芯材３２上に設ける。小片電極板４４ａ，ｂに代表される小片電極板の中には芯材３２の露出している露出部４６ａ，ｂに代表される露出部を設ける。これらの露出部には位置決め孔４８ａ，ｂに代表される位置決め孔を設ける。小片電極板３２を複数積層する際、各小片電極板３２の位置決め孔にピンを挿入することによって小片電極板の縁端部を精度よく揃えることができる。

図６に示す位置決め孔４８ａは切断面５０ａでの切断と同時に形成することが好ましい。長尺電極板３０の送られる方向に対して位置決め孔４８ａの下流に位置する切断面が切断面５０ａである。位置決め孔４８は活物質３１から離隔している。

図７は長尺電極板３０の最下流部の平面視した図である。位置決め孔４８ａに代表される位置決め孔は、露出部４６ａに代表される露出部に設けられる位置決め孔の一つである。

図７に示す位置決め孔４８ａと切断面５０ａとの間の距離を、次の切断面５０ｂでの切断のために長尺電極板３０を送る際の送り量よりも短くする。位置決め孔４８ａは露出部４６ａの位置決め孔のうち長尺電極板３０の送られる方向に対して最も下流側の孔である。位置決め孔４８ｂに代表される他の位置決め孔も位置決め孔４８ａと同様である。

図７に示す長尺電極板３０の送られる方向に関して最も下流に位置する位置決め孔に対して、同方向に関して下流に位置するとともに、かかる位置決め孔に最も近い切断面と、かかる位置決め孔との距離は各切断面での切断ごとに一定とする。すなわち位置決め孔４８ｂと切断面５０ｂとの間の距離は、位置決め孔４８ａと切断面５０ａとの間の距離に等しい。他の位置決め孔及び切断面との関係において同様である。これは、長尺電極板の切断と位置決め孔の形成を、同一の金型等で同時に形成することで実現できる。

図３に示すステップ２７においては、図６に示すように小片電極板４４ａ，ｂの上流及び下流に切欠き部４５を形成する。これらの切欠き部４５は上述の位置決め孔を挟む。また余分片４７を長尺電極板３０から切り落とす。余分片４７にマーキング列３３ａが含まれることが好ましい。芯材３２の部位であって、マーキング列３３ｂを含む部位も同様に切り落とされることが好ましい。

［小片電極板］
図８は小片状の小片電極板４４ａの拡大図である。小片電極板４４ａは芯材３２を備える。芯材３２はメッシュ部３５を有する。メッシュ部３５はメッシュ孔５５ａに代表されるメッシュ孔を有する。これらのメッシュ孔は列５１ａ−ｄに代表される列を成す。

図８に示す小片電極板４４ａは二つの端面を備える。端面７８はかかる二つの端面の一方である。もう一方の端面は図示されていない。二つの端面は上記列に対して実質的に直交する。二つの端面は互いにメッシュ部３５を挟んで対向する。

図８に示す切欠き７５は端面７８に接するとともにメッシュ孔５５ａと列を成す。最奥部７６は切欠き７５の最奥部である。最奥部７６は上記列の方向と平行な方向における最奥部である。端面７８は下記の条件のいずれか一方を満たす。端面７８に対向する端面において同様である。

（ｉ）端面７８は、端面７８に最も近接するメッシュ孔５５ｂから特定のマージン７７の長さ以上離れている。

（ｉｉ）切欠き７５はいずれも、列５１ａ−ｄに代表される列の方向と平行な方向における特定のマージン７９の長さ以上の奥行きを有する。言い換えれば、端面７８は最奥部７６から特定のマージン７９の長さ以上離れている。

かかる特定のマージンは０μｍより大きい。かかる特定のマージンは１ｍｍ以下とするとすることができる。かかる特定のマージンは、芯材を切断する際、切断するための刃がメッシュ孔の端部を切断して一定の大きさ以上の切断屑が発生しないよう、刃の幅や、刃の本来の切断方向（長尺電極板３０の送り方向に対して直交する方向）からの傾きの誤差等を考慮して決定すればよい。かかる特定のマージンとして、１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００及び９００μｍを例示することができる。

［二次電池］
本実施例に係る二次電池は図８に示す小片電極板４４ａを備える。かかる二次電池は以下の電極板を備えない。かかる電極板は小片電極板４４ａと同様に列を成すメッシュ孔を有するメッシュ部を有する芯材を備える電極板である。

かかる電極板は図８に示す小片電極板４４ａと同様にメッシュ孔の列に対して実質的に直交するとともに互いにメッシュ部を挟んで対向する二つの端面をさらに備える。しかしながら、かかる電極板は小片電極板４４ａと異なり上述した（ｉ）及び（ｉｉ）の条件をいずれも満たさない。

二次電池は図８に示す小片電極板４４ａと同等の電極板を複数備える。これらの電極板は重ね合わせることが好ましい。また端面７８とこれに最も近い位置決め孔４８ａとの距離は、それぞれの電極板において一定である。そのため、位置決め孔にピン等を挿入することで、それぞれの電極板の位置決めをした際、端面７８が揃う。そして、重ね合わせた複数の電極群を端面７８から電池ケースに挿入する。端面７８が揃っていないと、電池ケースの底面に電極板の一部が接触することがあるが、端面を揃えることで、当該接触を防ぐことができる。本発明では、送り量を調整することにより、各電極板の長さが同一にならないことがあるが、そのような場合でも、二次電池を好適に作成することができる。
なお端面７８の反対側の端面は、挿入方向下流であり、電池ケースとの間に空間があるため、各電極板の間で揃っていなくてもよい。

上記電極板では切断屑の発生が低減されている。また上記二次電池を構成する電極板はいずれも切断屑の発生が低減されている。このため二次電池の信頼性を高めることができる。

［マーキングの代替］
図６に示すマーキング列３３ａ，ｂに替えて、長尺電極板３０上のサインであって、マーキングとは異なるものをメッシュ孔の位置の推定に利用することができる。本明細書では、かかるサイン及びマーキングを総称してサインと呼ぶ。

上記の長尺電極板３０上のサインとは、図５に示す圧延後の活物質３１の濃淡の繰り返しからなるパターンである。かかるサインはメッシュ孔５５ｄ，ｅに代表されるメッシュ孔の列上に発生する。圧延後の活物質３１の層は概ね平坦である。

図５に示す被圧延部３９ａはメッシュ孔５５ｄ，ｅに代表されるメッシュ孔中、又はこれらのメッシュ孔上に位置する。被圧延部３９ｂはこれらメッシュ孔の間の芯材３２上に位置する。

被圧延部３９ａと異なり被圧延部３９ｂは芯材３２とともに圧縮される。したがってステップ２５における圧延において、被圧延部３９ｂの潰れ量は、被圧延部３９ａの潰れ量よりも大きい。このため被圧延部３９ｂ中の活物質３１は被圧延部３９ａ中の活物質３１よりも密になる。

図５に示す活物質３１の密度の違いにより、被圧延部３９ｂの表面では、被圧延部３９ａの表面よりも、活物質３１の呈する色が濃くなる。被圧延部３９ｂの表面と、被圧延部３９ａの表面との間には濃淡が発生する。

図５に示すメッシュ孔５５ｄ，ｅに代表されるメッシュ孔の列上で、かかる列と平行に、かかる濃淡の繰り返しからなるパターンが現れる。かかるパターンがメッシュ孔と同期していることは、その成因から明らかである。

かかる濃淡の繰り返しは上述のマーキングと同様に検出器で検出できる。検出器はカメラであることが好ましい。上述の方法におけるマーキングは上記濃淡のサインで代替することができる。図３に示すステップ２６では濃淡の繰り返しからなるパターンを読み取る。

［比較例］
図９−１４を参照しつつ比較例を説明する。また実施例によって解決しようとする課題を詳述する。図９は比較例に係る製造方法を示す。比較例の方法は、図３に示すステップ２３，２６，２７を有しない点が異なる。すなわち図６に示すようなマーキング列３３ａ，ｂに基づいて長尺電極板３０の送り量を調整することはなされない。

一方で図９に示すようにステップ２５とステップ２８との間にはステップ１９が設けられている。ステップ１９に示す定寸送りの工程とは、図６に示す長尺電極板３０の送り量を所定の値で一定とすることである。比較例ではステップ２８を実行した後、ステップ１９に戻る。その後、ステップ１９及び２８を繰り返す。

比較例では、実施例と同様に図６に示す長尺電極板３０を繰り返し送るごとに、長尺電極板３０を繰り返し切断する。しかしながら切断ごとの長尺電極板３０の送り量は一定となる。したがって小片電極板４４ａ，ｂに代表される小片電極板の長さは一定となる。

図１０は比較例及び実施例に係る切断面の位置の出現分布を示す。出現分布７１は比較例における切断面の出現分布を表す。出現分布７１の横軸は切断面の出現頻度である。縦軸はメッシュ孔の列と平行な方向における座標である。

出現分布７２は実施例における切断面の出現分布を表す。実施例に関して図２を用いて説明した切断範囲の内、切断範囲５２ｂが代表して描かれている。出現分布７２の縦軸及び横軸は出現分布７１のものと同様である。

図１０の出現分布７２に示す実施例では、もっぱら切断面が切断範囲５２ｂの中に入るように図６に示す長尺電極板３０の送り量を調整している。比較例では、メッシュ孔の列と平行な方向に関して、切断面がほぼランダムな位置に出現している。

図１０の出現分布７１において切断面がランダムな位置に出現する理由の一つとして図４，６に示す長尺電極板３０が非常に長いため、長尺電極板３０の送り量の公差内のずれが累積することでずれが起こることが挙げられる。また他の理由として図５に示すメッシュ孔５５ｃに代表される圧延後のメッシュ孔の大きさ及び間隔が一定になりにくいことが挙げられる。

図１１では比較例に係るメッシュ部３５を平面視している。比較例に係る切断面６０は端部５７ｃと近接する。切断面６０と端部５７ｃとの間の距離は図２に示すマージン５９ｂよりも小さい。

図１２では比較例に係るメッシュ孔５５ｃを平面視している。端面６１は、図１１における切断面６０でのメッシュ部３５の切断によって生じる。芯材３２は端面６１と５７ｂとの間で破断しやすい。破断の結果、切断屑６４が生じる。電極板を積層して二次電池を形成したとき、切断屑６４は電極板間の短絡の原因となり得る異物として振る舞う。

図１３では比較例に係るメッシュ部３５を平面視している。比較例に係る切断面６５は端部５７ｃと交差する。これに対して実施例では上述の通り左右別個に長尺電極板の送り量を調整しているので、図１０に示す切断範囲５２ｂを通る切断面は端部５７ｃと実質的に平行になる。

図１４では比較例に係るメッシュ孔５５ｃを平面視している。端面６６は、図１３における切断面６５でのメッシュ部３５の切断によって生じる。芯材３２は端面６６と５７ｂとの間で破断している。破断の結果、ヒゲ状又はバリ状の突起６７が生じる。電極板を積層して二次電池を形成したとき、突起６７は電極板間の短絡の原因となり得る。

実施例では上記特定のマージンを設けられるように、図６に示す長尺電極板３０の送り量を切断ごとに調整する。したがって図１２に示す切断屑６４や図１４に示す突起６７が生じにくい。このため電極板を積層して二次電池を形成したとき、電極板間の短絡を予防することができる。

なお、本発明は上記に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１８ 薄板、１９ ステップ、２０ ロール、２１−２８ ステップ、３０ 長尺電極板、３１ 活物質、３２ 芯材、３３ａ，ｂ マーキング列、３５ メッシュ部、３７ａ，ｂ 検出位置、３９ａ，ｂ 被圧延部、４０ 金型、４１ａ，ｂ 検出器、４４ａ，ｂ 小片電極板、４５ 切欠き部、４６ａ，ｂ 露出部、４７ 余分片、４８ａ，ｂ 位置決め孔、５０ａ，ｂ 切断面、５１ａ−ｄ 列、５２ａ，ｂ 切断範囲、５３ 切断範囲、５５ａ−ｇ メッシュ孔、５６ａ，ｂ 端部、５７ａ−ｄ 端部、５８ａ−ｄ マージン、５９ａ，ｂ マージン、６０ 切断面、６１ 端面、６４ 切断屑、６５ 切断面、６６ 端面、６７ 突起、７１，７２ 出現分布、７６ 最奥部、７７ マージン、７８ 端面、７９ マージン

Claims (6)

1. メッシュ部を有する芯材を備える長尺電極板を繰り返し送るごとに、前記長尺電極板を所定の切断面で前記メッシュ部ごと繰り返し切断することで、前記長尺電極板を連続的に小片化する、電極板製造方法であって、
   前記メッシュ部はメッシュ孔を有し、
   前記切断面は前記長尺電極板の長手方向に対して実質的に直交し、
   前記切断ごとに、前記長尺電極板の送り量を予め調整して切断し、
   前記調整は、前記切断面が、前記長手方向における前記メッシュ孔の両端部の内、いずれの端部からも特定のマージン以上離隔するように行うところ、
   前記メッシュ孔は、いずれも前記長手方向と平行な奇数列及び偶数列に分かれて千鳥配置されており、
   前記切断面が、前記奇数列及び前記偶数列の有する前記メッシュ孔を連続的に通るとともに、前記切断面の通る前記奇数列及び前記偶数列の前記メッシュ孔の前記両端部の内、いずれの端部からも特定のマージン以上離隔するように、前記長尺電極板の送り量を予め調整する、
   電極板製造方法。
2. 前記切断と同時に、小片化前の前記長尺電極板の前記芯材上に活物質から離隔した位置決め孔を設け、
   前記位置決め孔と前記切断面との間の距離を、次の前記切断のために前記長尺電極板を送る際の前記送り量よりも短くするともに、前記切断ごとに一定とする、
   請求項１に記載の電極板製造方法。
3. 前記メッシュ孔は前記長手方向と平行な列を成し、
   前記芯材を圧延することで前記長尺電極板とし、
   前記切断を行う前に前記長尺電極板上のサインであって前記列に並行するとともに前記メッシュ孔と同期しているサインを検出し、
   前記サインに基づき前記送り量を調整する、
   請求項１又は２に記載の電極板製造方法。
4. 前記サインは、
   前記圧延前に前記芯材に設けられたマーキング、及び
   前記メッシュ孔の列上の活物質の濃淡の繰り返し
   の少なくともいずれか一方である、
   請求項３に記載の電極板製造方法。
5. 前記サインは、前記マーキングであり、
   前記マーキングは、前記長尺電極板の短手方向の両側に、前記メッシュ部を挟むように設けられており、
   前記切断を行う前に前記両側のマーキングを読み取り、
   前記両側のマーキングに基づき前記送り量を前記両側で互いに独立に調整する、
   請求項４に記載の電極板製造方法。
6. メッシュ孔を有するメッシュ部を有する芯材を有する長尺電極板を繰り返し送るごとに、前記長尺電極板を前記メッシュ部ごと繰り返し切断することで、前記長尺電極板を連続的に小片化する、電極板製造装置であって、
   前記長尺電極板を前記長尺電極板の長手方向と実質的に平行に送る搬送器具と、
   前記長尺電極板の送り方向に対して実質的に直交する刃を有する金型と、
   を備え、
   前記メッシュ孔が、いずれも前記長手方向と平行な奇数列及び偶数列に分かれて千鳥配置されているところ、前記搬送器具は、前記長尺電極板に対して平面視した時、前記刃が、前記奇数列及び前記偶数列の有する前記メッシュ孔を連続的に通るとともに、前記刃の通る前記奇数列及び前記偶数列の前記メッシュ孔の前記長手方向における両端部の内、いずれの端部からも特定のマージン以上離隔するように、前記長尺電極板の送り量を調整し、
   前記調整後、前記金型で前記長尺電極板を前記切断する、
   電極板製造装置。

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