WO2022209161A1 - 切断装置および切断方法 - Google Patents

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material layer
cutting
continuous body
cutting blade
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竜太 阿部
達也 正田
雅秀 丸山
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a cutting device and a cutting method.
  • a secondary battery as an example has a laminated electrode body in which a plurality of electrode plates are laminated, and a battery case that accommodates the laminated electrode body and an electrolytic solution.
  • the electrode plate has a structure in which an electrode active material layer is laminated on the surface of a collector plate made of metal foil or the like.
  • an electrode material is conveyed in which an electrode active material is applied to a strip-shaped collector plate, and the electrode material is punched out by a die roll cutter to continuously form an electrode plate.
  • An electrode manufacturing facility is disclosed.
  • the inventors of the present invention have extensively studied the manufacturing method of the electrode plate, and found that the conventional manufacturing method of punching the electrode material with a die roll cutter has room for improvement in terms of improving the quality of the electrode plate. rice field.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and one of its purposes is to provide a technique for improving the quality of electrode plates.
  • An aspect of the present disclosure includes a current collector plate having a first surface and a second surface facing each other, a first active material layer laminated on the first surface, and a second active material layer laminated on the second surface is a cutting device for cutting a continuous body of electrode plates having
  • This cutting device includes a first processing section for forming a cut portion in the first active material layer by inserting a first cutting blade from the first active material layer side to the front of the current collector plate, and a second active material layer side.
  • a second processing unit that cuts the continuous body by inserting the second cutting blade from a position facing the notch to beyond the current collector plate.
  • Another aspect of the present disclosure is a current collector plate having first and second surfaces facing away from each other, a first active material layer laminated on the first surface, and a second active material laminated on the second surface
  • a cutting method for cutting a continuous body of electrode plates having layers the first cutting blade is advanced from the first active material layer side to the front of the current collector plate to form a cut portion in the first active material layer, and the cut portion is opposed to the cut portion on the second active material layer side. cutting the continuum by inserting the second cutting blade from the position where the continuum is to exceed the current collector plate.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cutting device according to Embodiment 1; FIG. It is a sectional view showing a cutting device typically.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a cutting device according to Embodiment 2;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a cutting device according to Embodiment 3;
  • FIG. 1 is a perspective view of a cutting device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the cutting device 1. As shown in FIG. In FIG. 2 , illustration of the conveying unit 6 is omitted, only the first cutting blade 26 of the first processing unit 8 is shown, and only the second cutting blade 32 of the second processing unit 10 is shown. Also, a state in which the continuum 4 is extended linearly is illustrated.
  • a cutting device 1 is a device for cutting a continuous body 4 of electrode plates 2 into pieces into a plurality of electrode plates 2, and comprises a conveying section 6, a first processing section 8, and a second processing section 10. Prepare.
  • the continuum 4 is a belt-like body in which a plurality of electrode plates 2 are connected in the conveying direction of the continuum 4 .
  • the continuum 4 is cut by the first processing unit 8 and the second processing unit 10 to be individualized into the plurality of electrode plates 2 .
  • a laminated electrode body is obtained by alternately laminating individual electrode plates 2 with separators interposed therebetween.
  • the obtained laminated electrode body can be used for rechargeable secondary batteries such as lithium ion batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-cadmium batteries, and capacitors such as electric double layer capacitors.
  • Each electrode plate 2 has a collector plate 12 , a first active material layer 14 and a second active material layer 16 .
  • the current collector plate 12 has a first surface 12a and a second surface 12b facing each other.
  • the first active material layer 14 is laminated on the first surface 12a.
  • the second active material layer 16 is laminated on the second surface 12b. Therefore, the electrode plate 2 has a three-layer structure in which the collector plate 12 is sandwiched between the first active material layer 14 and the second active material layer 16 .
  • the collector plate 12 is made of aluminum foil or the like if it is a positive electrode, and made of copper foil or the like if it is a negative electrode.
  • the first active material layer 14 and the second active material layer 16 are formed by applying an electrode mixture to the first surface 12a and the second surface 12b of the current collector plate 12 with a known coating device, drying and rolling. be able to.
  • the electrode mixture is obtained by kneading materials such as an electrode active material, a binder, and a conductive material into a dispersion medium and dispersing them uniformly.
  • the electrode active material is lithium cobalt oxide, lithium iron phosphate, or the like for the positive electrode, and graphite or the like for the negative electrode.
  • the continuum 4 is transported by the transport unit 6 .
  • the transport unit 6 transports the continuous body 4 by means of transport rolls 18, transport drums 20, and the like.
  • the transport roll 18 is arranged upstream of the transport drum 20 in the transport direction of the continuous body 4 .
  • the conveying drum 20 has a cylindrical drum body 22 and a plurality of holding heads 24 arranged in the circumferential direction of the drum body 22 .
  • the plurality of holding heads 24 have holding surfaces that attract and hold the continuous body 4 and the individualized electrode plates 2 .
  • the retaining surface of each retaining head 24 faces the outside of the drum body 22 .
  • the continuous body 4 and the individualized electrode plates 2 are conveyed by the rotation of the drum body 22 while being held by suction on the holding surfaces of the plurality of holding heads 24 .
  • a first processing unit 8 and a second processing unit 10 are arranged on the conveying path of the continuum 4 .
  • the first processing unit 8 is arranged upstream of the transport roll 18
  • the second processing unit 10 is arranged to face the transport drum 20 .
  • the first processed portion 8 is arranged so as to face the surface of the continuous body 4 on the first active material layer 14 side.
  • the transport roll 18 is arranged so that the peripheral surface of the roll is in contact with the surface of the continuous body 4 on the second active material layer 16 side.
  • the continuous body 4 is folded back in the transport direction by the transport rolls 18 and delivered to the transport drum 20 .
  • the conveying drum 20 conveys the continuous body 4 by adsorbing and holding the surface of the continuous body 4 on the first active material layer 14 side with the holding surface of each holding head 24 . Therefore, the continuum 4 is conveyed with the surface on the second active material layer 16 side facing the outside of the drum.
  • the continuous body 4 is conveyed downstream of the conveying drum 20 after passing between the conveying drum 20 and the second processing unit 10 at positions where they face each other.
  • the first processing unit 8 has a first cutting edge 26.
  • the first cutting blade 26 extends so as to overlap the entire continuous body 4 in the width direction of the continuous body 4 (direction orthogonal to the conveying direction).
  • the first processing unit 8 inserts the first cutting blade 26 from the first active material layer 14 side of the continuous body 4 to the front of the current collector plate 12 to form a cut portion 28 in the first active material layer 14. .
  • the first processed portion 8 forms a cut portion 28 at the boundary between two adjacent electrode plates 2 .
  • the depth of the cut portion 28 is, for example, about 30 to 80% of the thickness of the first active material layer 14 .
  • the cut portion 28 is provided only in part of the first active material layer 14 in the thickness direction of the continuous body 4 .
  • the two adjacent electrode plates 2 are kept connected by the remaining portion of the first active material layer 14, the current collector plate 12, and the second active material layer 16. be done. Note that the cut portion 28 may be formed over the entire thickness direction of the first active material layer 14 . Even in this case, the two adjacent electrode plates 2 are kept connected to each other by the current collector plate 12 and the second active material layer 16 .
  • the first processing section 8 of the present embodiment continuously forms cuts 28 in the continuous body 4 that is sequentially sent by the conveying section 6 .
  • the first processing section 8 has a first roll 30 that rotates in synchronization with the conveyance of the continuous body 4 .
  • a first cutting blade 26 is provided on the peripheral surface of the first roll 30 . That is, the first processing unit 8 has a die roll cutter.
  • the first roll 30 rotates in synchronization with the conveyance of the continuous body 4, so that the notches 28 are continuously formed.
  • the cutting device 1 may have a support section (not shown) that supports the continuous body 4 at a position facing the first processing section 8 with the continuous body 4 interposed therebetween.
  • the support section is composed of, for example, a roll that rotates in synchronism with the conveyance of the continuous body 4 .
  • the continuous body 4 in which the notch 28 is formed is conveyed to a position where the conveying drum 20 and the second processing section 10 face each other.
  • the notch 28 is arranged between two adjacent holding heads 24 while the continuous body 4 is held by suction on the conveying drum 20 .
  • the second processing unit 10 is provided so as to be able to advance and retreat with respect to the conveying drum 20 in the radial direction of the conveying drum 20 .
  • the second processing unit 10 also has a second cutting blade 32 facing the conveying drum 20 side.
  • the second processing unit 10 advances toward the conveying drum 20, and advances the second cutting blade 32 from a position facing the cut portion 28 on the second active material layer 16 side of the continuous body 4 until it exceeds the current collector plate 12.
  • the second cutting blade 32 enters the continuum 4 from the second surface 12b side at a position overlapping the notch 28 when viewed from the thickness direction of the continuum 4, and penetrates at least the current collector plate 12. Thereby, cut portions 34 are formed in at least the second active material layer 16 and the current collector plate 12 .
  • the second cutting edge 32 advances until it reaches the cut 28 .
  • cut portions 34 are also formed in portions of the first active material layer 14 where the cut portions 28 are not provided.
  • the second cutting blade 32 enters so that its cutting edge does not exceed the cut portion 28 or the first active material layer 14, that is, does not exceed the surface of the continuous body 4 on the first active material layer 14 side. do.
  • the second processing portion 10 is retracted from the continuous body 4 when the cutting edge of the second cutting blade 32 reaches the bottom of the cut portion 28 .
  • the second processing unit 10 continuously forms cuts 34 in the continuous body 4 that is sequentially sent by the conveying unit 6 .
  • the continuous body 4 is cut and the electrode plate 2 is singulated.
  • Each individualized electrode plate 2 is conveyed while being sucked and held by each holding head 24, and transferred to a downstream conveying mechanism.
  • the cutting device 1 is a device that cuts the continuum 4 in which a plurality of electrode plates 2 are continuous.
  • Each electrode plate 2 has a structure in which a first active material layer 14 is laminated on the first surface 12a side of the current collector plate 12 and a second active material layer 16 is laminated on the second surface 12b side.
  • the cutting device 1 causes the first cutting blade 26 to enter the continuous body 4 from the side of the first active material layer 14 to the front of the current collector plate 12 , thereby forming a cut portion 28 in the first active material layer 14 in a first processing.
  • a second process of cutting the continuous body 4 by inserting the second cutting blade 32 into the continuous body 4 from a position facing the cut part 28 on the side of the second active material layer 16 to the position facing the cut part 28 on the side of the second active material layer 16 until it exceeds the current collector plate 12 a part 10;
  • the first processing unit 8 causes the first cutting blade 26 to enter from the first active material layer 14 side to form the cut portion 28 only in the first active material layer 14 .
  • the second processing unit 10 cuts the continuous body 4 by inserting the second cutting blade 32 from the second active material layer 16 side.
  • the amount of entry of the first cutting blade 26 and the second cutting blade 32 into the continuum 4 can be made smaller than the thickness of the continuum 4 .
  • the cutting blade is inserted into the continuous body 4 only from the second active material layer 16 side, and only the second active material layer 16 and the current collector plate 12 are cut.
  • the first active material layer 14 is divided by the force applied to the continuous body 4 when the cutting blade spreads the second active material layer 16 and the tensile stress applied to the continuous body 4 during transportation.
  • the electrode active material layer is a layer of compacted powder. For this reason, if the first active material layer 14 is pulled and divided, there is a risk that an irregular cross section will be formed or a part of the layer will fall off.
  • the first active material layer 14 is provided in advance with the notch 28 for guiding the division. Therefore, the planarity or linearity of the cut surface of the first active material layer 14 can be ensured. Therefore, the quality of the electrode plate 2 can be improved.
  • the second cutting blade 32 does not enter the continuous body 4 until it reaches the cut portion 28, a part of the first active material layer 14 can be maintained in a continuous state. This portion is divided by tensile stress or the like applied to the continuum 4 .
  • the first active material layer 14 is provided with the notch 28 , when a tensile stress or the like is applied to the continuous body 4 , the stress concentrates on the notch 28 . Thereby, the first active material layer 14 is cut along the cut portion 28 . Therefore, the straightness of the cut surface of the first active material layer 14 can be ensured, and the quality of the electrode plate 2 can be improved.
  • a tensile stress may be applied to the continuum 4 when it is cut.
  • the continuous body 4 is subjected to tensile stress during transportation.
  • a tensile stress greater than the tensile stress associated with transportation may be applied to the continuum 4 .
  • the cutting device 1 of the present embodiment includes a conveying section 6 that conveys the continuous body 4 .
  • the first processing section 8 and the second processing section 10 are arranged on the conveying path of the continuum 4, and form a notch 28 in the continuum 4 successively sent and cut the continuum 4. . Thereby, the throughput of the cutting device 1 can be improved.
  • the first processing unit 8 of the present embodiment has a first roll 30 which is provided with a first cutting edge 26 on its peripheral surface and which rotates in synchronization with the conveyance of the continuous body 4 .
  • the notches 28 can be continuously formed in the continuous body 4 with a simpler configuration.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the cutting device 1 according to Embodiment 2. As shown in FIG. 3 , illustration of the conveying unit 6 is omitted, only the first cutting blade 26 of the first processing unit 8 is shown, and only the second cutting blade 32 of the second processing unit 10 is shown. Also, a state in which the continuum 4 is extended linearly is illustrated.
  • the cutting device 1 of the present embodiment includes a support portion 36 at a position facing the first processing portion 8 with the continuous body 4 interposed therebetween.
  • the support portion 36 supports the continuum 4 from the back side when the first cutting edge 26 of the first processing portion 8 is pressed against the continuum 4 .
  • the support part 36 of the present embodiment is composed of, for example, a roll that rotates in synchronization with the conveyance of the continuous body 4 .
  • the support portion 36 has a groove 38 recessed in a direction away from the first processing portion 8 at a position facing the first cutting edge 26 .
  • the groove 38 extends in the width direction of the continuum 4 so as to overlap the entire first cutting blade 26 .
  • the portion of the second active material layer 16 that overlaps the groove 38 is a receiving Since there is no surface, it is crushed starting from the edge of the groove 38 . Then, it separates from the current collector plate 12 and drops into the groove 38 . As a result, linear stripped portions 40 corresponding to the grooves 38 are formed at positions facing the cut portions 28 in the second active material layer 16 .
  • the width of the groove 38 (the size in the conveying direction of the continuous body 4) is narrower than the width of the first cutting blade 26.
  • the width of the groove 38 is, for example, the width of the portion (opening) that intersects with the surface of the support portion 36 .
  • the width of the first cutting blade 26 is, for example, the width of the tip side end of the belly (blade) of the first cutting blade 26 .
  • the active material dropped into the grooves 38 may be collected by a suction mechanism (not shown) or the like.
  • the continuous body 4 on which the cut portion 28 and the peeling portion 40 are formed is transported to the second processing portion 10 by the transport drum 20 .
  • the second processing unit 10 causes the second cutting blade 32 to enter the peeling unit 40 from the second active material layer 16 side of the continuous body 4 .
  • the current collecting plate 12 is cut and the electrode plate 2 is separated into individual pieces.
  • the cutting device 1 according to the present embodiment can also achieve the same effects as the cutting device 1 according to the first embodiment.
  • the second active material layer 16 is formed with a separation portion 40 that serves as a guide for the position of the cut portion 28 . This facilitates the entry of the second cutting blade 32 into the position facing the cut portion 28 . Therefore, the quality of the electrode plate 2 can be further improved.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the cutting device 1 according to Embodiment 3. As shown in FIG. 4 , illustration of the conveying unit 6 is omitted, the first processing unit 8 includes only the first cutting blade 26 and a part of the first roll 30, and the second processing unit 10 includes the second cutting blade 32 and the second roll 42. only part of is shown. Also, a state in which the continuum 4 is extended linearly is illustrated.
  • the first processing unit 8 of the present embodiment has a first roll 30 having a first cutting blade 26 provided on its peripheral surface and rotating in synchronization with the conveyance of the continuous body 4 . That is, the first processing unit 8 has a die roll cutter. Further, the second processing unit 10 of the present embodiment has a second roll 42 which is provided with the second cutting edge 32 on its peripheral surface and rotates in synchronization with the conveyance of the continuous body 4 . Further, in the cutting device 1 of the present embodiment, the support portion 36 having the groove 38 is arranged at a position facing the first processing portion 8 with the continuous body 4 interposed therebetween.
  • the first cutting blade 26 is inserted into the boundary between the two adjacent electrode plates 2 to form the notch 28.
  • a peeling portion 40 is formed at a position facing the cut portion 28 in the second active material layer 16 .
  • the support portion 36 may be omitted.
  • the second roll 42 rotates in synchronization with the conveyance of the continuous body 4, so that the second cutting blade 32 is inserted into the peeling portion 40 from the second active material layer 16 side, and the current collector plate 12 is cut. be.
  • the cutting device 1 according to the present embodiment can also achieve the same effects as the cutting device 1 according to the first embodiment.
  • the second processing unit 108 of the present embodiment has a second roll 42 which is provided with the second cutting edge 32 on its peripheral surface and which rotates in synchronization with the conveyance of the continuous body 4 .
  • the electrode plates 2 can be continuously separated into individual pieces with a simpler configuration.
  • the use of the second roll 42 for the second processing unit 10 and the use of the first roll 30 for the first processing unit 8 can be performed independently.
  • the second processing unit 10 may be a die roll cutter
  • the first processing unit 8 may have a structure in which the first cutting blade 26 advances and retreats with respect to the continuous body 4 in a direction intersecting the conveying direction of the continuous body 4 .
  • Embodiments may be specified by items described below.
  • a current collector plate (12) having a first surface (12a) and a second surface (12b) facing each other, a first active material layer (14) laminated on the first surface (12a), and a second surface
  • a first cutting blade (26) is advanced from the first active material layer (14) side to the front of the current collector plate (12) to form a cut (28) in the first active material layer (14).
  • a second cutting blade (32) is advanced from a position facing the cut (28) on the second active material layer (16) side to beyond the current collector plate (12) to cut the continuous body (4).
  • a cutting device (1) A conveying section (6) for conveying the continuum (4), The first processing unit (8) and the second processing unit (10) are arranged on the conveying path of the continuous body (4), A cutting device (1) according to item 1.
  • the first processing unit (8) has a first roll (30) provided with a first cutting edge (26) on its peripheral surface and rotating in synchronization with the conveyance of the continuous body (4), A cutting device (1) according to item 2.
  • the second processing unit (10) has a second roll (42) provided with a second cutting blade (32) on its peripheral surface and rotating in synchronization with the conveyance of the continuous body (4).
  • the cutting device (1) comprises a support section (36) that faces the first processing section (8) across the continuous body (4) and supports the continuous body (4),
  • the support part (36) has a groove (38) recessed in a direction away from the first processing part (8) at a position facing the first cutting edge (26),
  • a cutting device (1) according to any one of items 1 to 4.
  • a cutting method for cutting a continuous body (4) of electrode plates (2) having a second active material layer (16) laminated on 12b) comprising: The first cutting blade (26) is advanced from the first active material layer (14) side to the front of the current collector (12) to form a cut (28) in the first active material layer (14), Cutting the continuum (4) by inserting the second cutting blade (32) from a position facing the notch (28) on the second active material layer (16) side to beyond the current collecting plate (12). including, cutting method.
  • the present disclosure can be used for cutting devices and cutting methods.

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Abstract

切断装置１は、互いに背向する第１面１２ａおよび第２面１２ｂを有する集電板１２、第１面１２ａに積層された第１活物質層１４、および第２面１２ｂに積層された第２活物質層１６を有する電極板２の連続体４を切断する装置であり、第１活物質層１４側から集電板１２の手前まで第１切断刃２６を進入させて、第１活物質層１４に切り込み部２８を形成する第１加工部８と、第２活物質層１６側の切り込み部２８と対向する位置から集電板１２を超えるまで第２切断刃３２を進入させて、連続体４を切断する第２加工部１０とを備える。

Description

切断装置および切断方法
　本開示は、切断装置および切断方法に関する。
　近年、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）等の普及にともない、車載用の二次電池の出荷が増えている。特にリチウムイオン二次電池の出荷が増えている。また、車載用に限らず、例えばノート型パソコン等の携帯端末用の電源としても二次電池の普及が進んでいる。
　一例としての二次電池は、複数の電極板が積層された積層電極体と、積層電極体および電解液を収容する電池ケースとを有する。電極板は、金属箔等で構成される集電板の表面に、電極活物質層が積層された構造を有する。このような電極板について、例えば特許文献１には、帯状の集電板に電極活物質を塗布した電極材料を搬送し、ダイロールカッターで電極材料を打ち抜くことで電極板を連続的に形成する電極製造設備が開示されている。
特開２０１７－１９６６６９号公報
　本発明者らは、電極板の製造方法について鋭意検討を重ねた結果、電極材料をダイロールカッターで打ち抜く従来の製造方法には電極板の品質を向上させる上で改善の余地があることを見出した。
　本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、電極板の品質向上を図る技術を提供することにある。
　本開示のある態様は、互いに背向する第１面および第２面を有する集電板、第１面に積層された第１活物質層、および第２面に積層された第２活物質層を有する電極板の連続体を切断する切断装置である。この切断装置は、第１活物質層側から集電板の手前まで第１切断刃を進入させて、第１活物質層に切り込み部を形成する第１加工部と、第２活物質層側の切り込み部と対向する位置から集電板を超えるまで第２切断刃を進入させて、連続体を切断する第２加工部とを備える。
　本開示の他の態様は、互いに背向する第１面および第２面を有する集電板、第１面に積層された第１活物質層、および第２面に積層された第２活物質層を有する電極板の連続体を切断する切断方法である。この切断方法は、第１活物質層側から集電板の手前まで第１切断刃を進入させて、第１活物質層に切り込み部を形成し、第２活物質層側の切り込み部と対向する位置から集電板を超えるまで第２切断刃を進入させて、連続体を切断することを含む。
　以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
　本開示によれば、電極板の品質向上を図ることができる。
実施の形態１に係る切断装置の斜視図である。 切断装置を模式的に示す断面図である。 実施の形態２に係る切断装置を模式的に示す断面図である。 実施の形態３に係る切断装置を模式的に示す断面図である。
　以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、本開示を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも本開示の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る切断装置１の斜視図である。図２は、切断装置１を模式的に示す断面図である。図２では、搬送部６の図示を省略し、第１加工部８は第１切断刃２６のみ、第２加工部１０は第２切断刃３２のみを図示している。また、連続体４を直線状に延ばした状態を図示している。切断装置１は、電極板２の連続体４を切断して複数の電極板２に個片化する装置であって、搬送部６と、第１加工部８と、第２加工部１０とを備える。
　連続体４は、連続体４の搬送方向に複数の電極板２が連結された帯状体である。連続体４は、第１加工部８および第２加工部１０によって切断されて複数の電極板２に個片化される。個片化された各電極板２がセパレータを挟んで交互に積層されることで、積層型電極体が得られる。得られた積層型電極体は、リチウムイオン電池、ニッケル－水素電池、ニッケル－カドミウム電池等の充電可能な二次電池や、電気二重層キャパシタなどのキャパシタ等に用いることができる。
　各電極板２は、集電板１２と、第１活物質層１４と、第２活物質層１６とを有する。集電板１２は、互いに背向する第１面１２ａおよび第２面１２ｂを有する。第１活物質層１４は、第１面１２ａに積層される。第２活物質層１６は、第２面１２ｂに積層される。したがって、電極板２は、集電板１２が第１活物質層１４および第２活物質層１６で挟まれた三層構造をとる。一般的なリチウムイオン二次電池の場合、集電板１２は、正極であればアルミニウム箔等で構成され、負極であれば銅箔等で構成される。第１活物質層１４および第２活物質層１６は、集電板１２の第１面１２ａおよび第２面１２ｂに公知の塗布装置で電極合材を塗布し、乾燥および圧延することによって形成することができる。電極合材は、電極活物質、結着材、導電材等の材料を分散媒に混練し、均一に分散させることによって得られる。一般的なリチウムイオン二次電池の場合、電極活物質は、正極であればコバルト酸リチウムやリン酸鉄リチウム等であり、負極であれば黒鉛等である。
　連続体４は、搬送部６によって搬送される。一例として搬送部６は、搬送ロール１８や搬送ドラム２０等によって連続体４を搬送する。本実施の形態では、連続体４の搬送方向において搬送ロール１８が搬送ドラム２０よりも上流側に配置されている。搬送ドラム２０は、円筒状のドラム本体２２と、ドラム本体２２の円周方向に配列される複数の保持ヘッド２４とを有する。複数の保持ヘッド２４は、連続体４および個片化された電極板２を吸着保持する保持面を有する。各保持ヘッド２４の保持面は、ドラム本体２２の外側を向く。連続体４および個片化された電極板２は、複数の保持ヘッド２４の保持面に吸着保持された状態で、ドラム本体２２の回転によって搬送される。
　連続体４の搬送路上には、第１加工部８および第２加工部１０が配置される。一例として、第１加工部８は搬送ロール１８よりも上流側に配置され、第２加工部１０は搬送ドラム２０と対向するように配置される。第１加工部８は、連続体４の第１活物質層１４側の面と対向するように配置される。搬送ロール１８は、ロールの周面が連続体４の第２活物質層１６側の面と接するように配置される。連続体４は、搬送ロール１８によって搬送方向が折り返されて、搬送ドラム２０に受け渡される。搬送ドラム２０は、各保持ヘッド２４の保持面で連続体４の第１活物質層１４側の面を吸着保持して連続体４を搬送する。したがって、連続体４は、第２活物質層１６側の面がドラムの外側を向いた状態で搬送される。連続体４は、搬送ドラム２０と第２加工部１０とが対向する位置において両者の間を通過した後、搬送ドラム２０の下流側に搬送される。
　第１加工部８は、第１切断刃２６を有する。連続体４の幅方向（搬送方向と直交する方向）で、第１切断刃２６は連続体４の全体と重なるように延びている。第１加工部８は、連続体４の第１活物質層１４側から、集電板１２の手前まで第１切断刃２６を進入させて、第１活物質層１４に切り込み部２８を形成する。第１加工部８は、隣り合う２つの電極板２の境界に切り込み部２８を形成する。切り込み部２８の深さは、例えば第１活物質層１４の厚みの３～８割程度である。切り込み部２８は、連続体４の厚み方向で第１活物質層１４の一部のみに設けられる。このため切り込み部２８が形成された後も、隣り合う２つの電極板２は、第１活物質層１４の残部と、集電板１２と、第２活物質層１６とでつながった状態が維持される。なお、切り込み部２８は、第１活物質層１４の厚み方向の全体にわたって形成されてもよい。この場合でも、隣り合う２つの電極板２は、集電板１２と、第２活物質層１６とでつながった状態が維持される。
　本実施の形態の第１加工部８は、搬送部６によって順次送られてくる連続体４に対し、連続的に切り込み部２８を形成していく。一例として第１加工部８は、連続体４の搬送と同期して回転する第１ロール３０を有する。第１ロール３０の周面には、第１切断刃２６が設けられる。つまり、第１加工部８は、ダイロールカッターを有する。第１ロール３０が連続体４の搬送と同期して回転することで、切り込み部２８が連続的に形成される。
　なお、切断装置１は、連続体４を挟んで第１加工部８と対向する位置に、連続体４を支持する支持部（図示せず）を有してもよい。支持部は、例えば連続体４の搬送と同期して回転するロールで構成される。連続体４を第１切断刃２６と支持部とで挟むことで、より確実に切り込み部２８を形成することができる。また、切り込み部２８の深さの精度を高めることができる。
　切り込み部２８が形成された連続体４は、搬送ドラム２０と第２加工部１０とが対向する位置に搬送される。連続体４が搬送ドラム２０に吸着保持された状態で、切り込み部２８は隣り合う２つの保持ヘッド２４の間に配置される。第２加工部１０は、搬送ドラム２０の径方向で搬送ドラム２０に対して進退可能に設けられる。また、第２加工部１０は、搬送ドラム２０側を向く第２切断刃３２を有する。第２加工部１０は、搬送ドラム２０に向かって進出し、連続体４の第２活物質層１６側における切り込み部２８と対向する位置から集電板１２を超えるまで第２切断刃３２を進入させる。
　第２切断刃３２は、連続体４の厚み方向から見て切り込み部２８と重なる位置において第２面１２ｂ側から連続体４に進入し、少なくとも集電板１２を貫通する。これにより、少なくとも第２活物質層１６および集電板１２に切り込み部３４が形成される。好ましくは、第２切断刃３２は切り込み部２８に到達するまで進入する。これにより、第１活物質層１４の切り込み部２８が設けられていない部分にも切り込み部３４が形成される。また好ましくは、第２切断刃３２は、その刃先が切り込み部２８あるいは第１活物質層１４を超えないように、つまり連続体４の第１活物質層１４側の表面を超えないように進入する。より好ましくは、第２切断刃３２の刃先が切り込み部２８の底部に達した時点で、第２加工部１０は連続体４から退避する。第２加工部１０は、搬送部６によって順次送られてくる連続体４に対し、連続的に切り込み部３４を形成していく。
　切り込み部３４が形成されることで、連続体４が切断されて電極板２が個片化される。個片化された各電極板２は、各保持ヘッド２４に吸着保持された状態で搬送され、下流側の搬送機構に受け渡される。
　以上説明したように、本実施の形態に係る切断装置１は、複数の電極板２が連続する連続体４を切断する装置である。各電極板２は、集電板１２の第１面１２ａ側に第１活物質層１４が積層され、第２面１２ｂ側に第２活物質層１６が積層された構造を有する。切断装置１は、第１活物質層１４側から集電板１２の手前まで連続体４に第１切断刃２６を進入させて、第１活物質層１４に切り込み部２８を形成する第１加工部８と、第２活物質層１６側の切り込み部２８と対向する位置から集電板１２を超えるまで連続体４に第２切断刃３２を進入させて、連続体４を切断する第２加工部１０とを備える。
　連続体４を複数の電極板２に個片化する方法としては、ダイロールカッターで連続体４を一方の面側から打ち抜く方法がある。しかしながらこの方法では、連続体４あるいは電極板２の切断面と切断刃の腹とが擦れ合って切断面にバリが生じるおそれが高まる。切断面に生じたバリは短絡の原因となり得るため、電池の品質低下につながり得る。また、切断面と切断刃の腹との擦れ合いによって、連続体４の他方の面側に積層されている電極活物質層が脱落し得る。この電極活物質層の脱落も電池の品質低下につながり得る。
　これに対し、本実施の形態の切断装置１では、第１加工部８が第１活物質層１４側から第１切断刃２６を進入させて、第１活物質層１４のみに切り込み部２８を設けた後に、第２加工部１０が第２活物質層１６側から第２切断刃３２を進入させて連続体４を切断している。これにより、連続体４に対する第１切断刃２６および第２切断刃３２の進入量を連続体４の厚みより小さくすることができる。この結果、連続体４あるいは電極板２の切断面と切断刃の腹との擦れ合いを減らして、バリの発生を抑制することができる。また、切断面と切断刃の腹との擦れ合いによる電極活物質層の脱落を抑制することができる。よって、電極板２の品質向上を図ることができる。
　また、連続体４に対する切断刃の進入量を抑えるために、例えば第２活物質層１６側のみから連続体４に切断刃を入れて、第２活物質層１６および集電板１２のみを切断することが考えられる。この場合、第１活物質層１４は、切断刃が第２活物質層１６を押し広げることで連続体４にかかる力や、搬送により連続体４にかかる引張応力によって分断される。しかしながら、電極活物質層は粉末を押し固めた層である。このため、第１活物質層１４を引っ張って分断すると、不規則な断面が形成されたり一部が脱落したりするおそれがある。
　これに対し、本実施の形態では、予め第１活物質層１４に分断を案内する切り込み部２８を設けている。このため、第１活物質層１４の切断面の平面性あるいは直線性を確保することができる。よって、電極板２の品質向上を図ることができる。なお、第２切断刃３２が切り込み部２８に達するまで連続体４に進入しない場合、第１活物質層１４の一部は連続した状態が維持され得る。この部分は、連続体４にかかる引張応力等によって分断されることになる。本実施の形態では第１活物質層１４に切り込み部２８が設けられているため、連続体４に引張応力等がかかると切り込み部２８に応力が集中する。これにより、切り込み部２８に沿って第１活物質層１４が切断される。このため、第１活物質層１４の切断面の直線性を担保することができ、電極板２の品質向上を図ることができる。
　なお、切断される際の連続体４には、引張応力がかかっていてもよい。本実施の形態の切断装置１では、連続体４には搬送に伴う引張応力がかかっている。また、搬送に伴う引張応力よりも大きい引張応力を連続体４にかけるようにしてもよい。連続体４に引張応力がかかることで、連続体４が切断された瞬間に電極活物質層を刃の腹から引き離すことができる。これにより、電極活物質層にせん断力がかかることを抑制する効果が期待できる。
　また、本実施の形態の切断装置１は、連続体４を搬送する搬送部６を備える。そして、第１加工部８および第２加工部１０は連続体４の搬送路上に配置されて、順次送られてくる連続体４に対し切り込み部２８の形成と、連続体４の切断とを施す。これにより、切断装置１のスループットを向上させることができる。
　また、本実施の形態の第１加工部８は、第１切断刃２６が周面に設けられるとともに連続体４の搬送と同期して回転する第１ロール３０を有する。これにより、より簡単な構成で、連続体４に対して連続的に切り込み部２８を形成することができる。
（実施の形態２）
　実施の形態２は、溝付きの支持部を備える点を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図３は、実施の形態２に係る切断装置１を模式的に示す断面図である。図３では、搬送部６の図示を省略し、第１加工部８は第１切断刃２６のみ、第２加工部１０は第２切断刃３２のみを図示している。また、連続体４を直線状に延ばした状態を図示している。
　本実施の形態の切断装置１は、連続体４を挟んで第１加工部８と対向する位置に、支持部３６を備える。支持部３６は、第１加工部８の第１切断刃２６が連続体４に押し付けられる際に、裏側から連続体４を支持する。本実施の形態の支持部３６は、例えば連続体４の搬送と同期して回転するロールで構成される。支持部３６は、第１切断刃２６と対向する位置に、第１加工部８から離間する方向に凹む溝３８を有する。一例として溝３８は、第１切断刃２６の全体と重なるように連続体４の幅方向に延びている。
　第１切断刃２６が第１活物質層１４側から連続体４に進入し、連続体４が支持部３６に押し付けられたとき、第２活物質層１６のうち溝３８と重なる部分は、受け面がないため溝３８のエッジを起点に破砕される。そして、集電板１２から剥離して溝３８内に脱落する。これにより、第２活物質層１６における切り込み部２８と対向する位置に、溝３８に対応する直線状の剥離部４０が形成される。好ましくは、溝３８の幅（連続体４の搬送方向における大きさ）は第１切断刃２６の幅よりも狭い。これにより、溝３８のエッジを起点とした第２活物質層１６の破砕が起こりやすくなり、剥離部４０をより形成しやすくすることができる。溝３８の幅は、例えば支持部３６の表面と交わる部分（開口部）の幅である。第１切断刃２６の幅は、例えば第１切断刃２６の腹（刀身）の刃先側端部の幅である。溝３８内に脱落した活物質は、吸引機構（図示せず）等により回収されてもよい。
　切り込み部２８および剥離部４０が形成された連続体４は、搬送ドラム２０によって第２加工部１０に搬送される。第２加工部１０は、連続体４の第２活物質層１６側から剥離部４０に第２切断刃３２を進入させる。これにより集電板１２が切断されて電極板２が個片化される。
　本実施の形態に係る切断装置１によっても、実施の形態１に係る切断装置１と同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態では、切り込み部２８の位置の目安となる剥離部４０が第２活物質層１６に形成される。これにより、切り込み部２８と対向する位置に第２切断刃３２を進入させることが容易になる。よって、電極板２の品質をより一層向上させることができる。
（実施の形態３）
　実施の形態３は、第２加工部１０の形状を除き、実施の形態２と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態２と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図４は、実施の形態３に係る切断装置１を模式的に示す断面図である。図４では、搬送部６の図示を省略し、第１加工部８は第１切断刃２６と第１ロール３０の一部のみ、第２加工部１０は第２切断刃３２と第２ロール４２の一部のみを図示している。また、連続体４を直線状に延ばした状態を図示している。
　本実施の形態の第１加工部８は、第１切断刃２６が周面に設けられるとともに連続体４の搬送と同期して回転する第１ロール３０を有する。つまり、第１加工部８は、ダイロールカッターを有する。また、本実施の形態の第２加工部１０は、第２切断刃３２が周面に設けられるとともに連続体４の搬送と同期して回転する第２ロール４２を有する。また、本実施の形態の切断装置１では、連続体４を挟んで第１加工部８と対向する位置に、溝３８を有する支持部３６が配置される。
　第１ロール３０が連続体４の搬送と同期して回転することで、隣り合う２つの電極板２の境界に第１切断刃２６が差し込まれて切り込み部２８が形成される。また、切り込み部２８の形成とともに、第２活物質層１６における切り込み部２８と対向する位置に剥離部４０が形成される。なお、支持部３６は省略されてもよい。また、第２ロール４２が連続体４の搬送と同期して回転することで、第２活物質層１６側から剥離部４０に第２切断刃３２が差し込まれて、集電板１２が切断される。
　本実施の形態に係る切断装置１によっても、実施の形態１に係る切断装置１と同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態の第２加工部１０８は、第２切断刃３２が周面に設けられるとともに連続体４の搬送と同期して回転する第２ロール４２を有する。これにより、より簡単な構成で、連続的に電極板２を個片化することができる。なお、第２加工部１０に第２ロール４２を用いることと、第１加工部８に第１ロール３０を用いることとは、それぞれ独立に実施することができる。例えば、第２加工部１０はダイロールカッターであり、第１加工部８は第１切断刃２６を連続体４の搬送方向と交わる方向で連続体４に進退させる構造であってもよい。
　以上、本開示の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本開示を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本開示の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された本開示の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本開示の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
　実施の形態は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［項目１］
　互いに背向する第１面（１２ａ）および第２面（１２ｂ）を有する集電板（１２）、第１面（１２ａ）に積層された第１活物質層（１４）、および第２面（１２ｂ）に積層された第２活物質層（１６）を有する電極板（２）の連続体（４）を切断する切断装置（１）であって、
　第１活物質層（１４）側から集電板（１２）の手前まで第１切断刃（２６）を進入させて、第１活物質層（１４）に切り込み部（２８）を形成する第１加工部（８）と、
　第２活物質層（１６）側の切り込み部（２８）と対向する位置から集電板（１２）を超えるまで第２切断刃（３２）を進入させて、連続体（４）を切断する第２加工部（１０）と、を備える、
切断装置（１）。
［項目２］
　連続体（４）を搬送する搬送部（６）を備え、
　第１加工部（８）および第２加工部（１０）は連続体（４）の搬送路上に配置される、
項目１に記載の切断装置（１）。
［項目３］
　第１加工部（８）は、第１切断刃（２６）が周面に設けられるとともに連続体（４）の搬送と同期して回転する第１ロール（３０）を有する、
項目２に記載の切断装置（１）。
［項目４］
　第２加工部（１０）は、第２切断刃（３２）が周面に設けられるとともに連続体（４）の搬送と同期して回転する第２ロール（４２）を有する、
項目２または３に記載の切断装置（１）。
［項目５］
　切断装置（１）は、連続体（４）を挟んで第１加工部（８）と対向し、連続体（４）を支持する支持部（３６）を備え、
　支持部（３６）は、第１切断刃（２６）と対向する位置に、第１加工部（８）から離間する方向に凹む溝（３８）を有する、
項目１乃至４のいずれかに記載の切断装置（１）。
［項目６］
　互いに背向する第１面（１２ａ）および第２面（１２ｂ）を有する集電板（１２）、第１面（１２ａ）に積層された第１活物質層（１４）、および第２面（１２ｂ）に積層された第２活物質層（１６）を有する電極板（２）の連続体（４）を切断する切断方法であって、
　第１活物質層（１４）側から集電板（１２）の手前まで第１切断刃（２６）を進入させて、第１活物質層（１４）に切り込み部（２８）を形成し、
　第２活物質層（１６）側の切り込み部（２８）と対向する位置から集電板（１２）を超えるまで第２切断刃（３２）を進入させて、連続体（４）を切断することを含む、
切断方法。
　本開示は、切断装置および切断方法に利用することができる。
　１　切断装置、　２　電極板、　４　連続体、　６　搬送部、　８　第１加工部、　１０　第２加工部、　１２　集電板、　１２ａ　第１面、　１２ｂ　第２面、　１４　第１活物質層、　１６　第２活物質層、　２６　第１切断刃、　２８　切り込み部、　３０　第１ロール、　３２　第２切断刃、　３６　支持部、　３８　溝、　４２　第２ロール。

Claims (6)

  1. 　互いに背向する第１面および第２面を有する集電板、前記第１面に積層された第１活物質層、および前記第２面に積層された第２活物質層を有する電極板の連続体を切断する切断装置であって、
    　前記第１活物質層側から前記集電板の手前まで第１切断刃を進入させて、前記第１活物質層に切り込み部を形成する第１加工部と、
    　前記第２活物質層側の前記切り込み部と対向する位置から前記集電板を超えるまで第２切断刃を進入させて、前記連続体を切断する第２加工部と、を備える、
    切断装置。
  2. 　前記連続体を搬送する搬送部を備え、
    　前記第１加工部および前記第２加工部は前記連続体の搬送路上に配置される、
    請求項１に記載の切断装置。
  3. 　前記第１加工部は、前記第１切断刃が周面に設けられるとともに前記連続体の搬送と同期して回転する第１ロールを有する、
    請求項２に記載の切断装置。
  4. 　前記第２加工部は、前記第２切断刃が周面に設けられるとともに前記連続体の搬送と同期して回転する第２ロールを有する、
    請求項２または３に記載の切断装置。
  5. 　前記切断装置は、前記連続体を挟んで前記第１加工部と対向し、前記連続体を支持する支持部を備え、
    　前記支持部は、前記第１切断刃と対向する位置に、前記第１加工部から離間する方向に凹む溝を有する、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載の切断装置。
  6. 　互いに背向する第１面および第２面を有する集電板、前記第１面に積層された第１活物質層、および前記第２面に積層された第２活物質層を有する電極板の連続体を切断する切断方法であって、
    　前記第１活物質層側から前記集電板の手前まで第１切断刃を進入させて、前記第１活物質層に切り込み部を形成し、
    　前記第２活物質層側の前記切り込み部と対向する位置から前記集電板を超えるまで第２切断刃を進入させて、前記連続体を切断することを含む、
    切断方法。
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