(57)【要約】【課題】電極部材の高密度化を図るに際して不具合の発生をより抑制する。【解決手段】プレス装置は、電極部材を連続的にプレスするものであって、平面状のプレス面とプレス面とは重ならない位置に配設された支持軸とを有する圧子と、配列された複数の圧子を搬送方向に搬送されている電極部材と共に移動し且つ所定のプレス領域において電極部材側に圧子を移動してプレス面で電極部材を押圧してプレスする移動プレス部と、プレス領域においてプレス面と電極部材の表面とが水平になるよう圧子の姿勢を制御する姿勢制御部とを備えている。【選択図】図１
2019155369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極部材を連続的にプレスするプレス装置であって、
平面状のプレス面と前記プレス面とは重ならない位置に配設された支持軸とを有する圧子と、
配列された複数の前記圧子を、搬送方向に搬送されている前記電極部材と共に移動し、且つ所定のプレス領域において前記電極部材側に該圧子を移動して前記プレス面で該電極部材を押圧してプレスする移動プレス部と、
前記プレス領域において前記プレス面と前記電極部材の表面とが水平になるよう前記圧子の姿勢を制御する姿勢制御部と、
を備えたプレス装置。
【請求項２】
前記移動プレス部は、複数の前記圧子を連結した状態で前記支持軸を回転軌道上で支持し連続移動させる、請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記移動プレス部は、前記複数の圧子を長円状の前記回転軌道上で支持し連続移動させる、請求項１又は２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記移動プレス部は、前記圧子のプレス面の中心を結ぶ軌道とは異なる回転軌道上で前記支持軸を支持し移動させる、請求項１又は２に記載のプレス装置。
【請求項５】
前記移動プレス部は、前記圧子に配設された支持軸に配設されるチェーンと、該チェーンに噛合したスプロケットと、前記スプロケットを回転駆動する駆動部と、を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項６】
前記移動プレス部は、前記プレス面の中心を結ぶ軌道と前記電極部材の搬送面との間の前記圧子の進入角が１０°以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項７】
前記圧子は、姿勢制御部材を有し、
前記姿勢制御部は、前記姿勢制御部材を導くガイドである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項８】
前記圧子は、姿勢制御部材を有し、
前記移動プレス部は、複数の前記圧子を連結した状態で前記支持軸を回転軌道上で支持し連続移動させ、
前記姿勢制御部は、前記支持軸の回転軌道の内側で前記姿勢制御部材を回転軌道上に導くガイドである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項９】
前記圧子は、姿勢制御部材を有し、
前記移動プレス部は、複数の前記圧子を連結した状態で前記支持軸を回転軌道上で支持し連続移動させ、
前記姿勢制御部は、前記プレス面と前記電極部材の表面とが水平になる姿勢で前記支持軸の回転軌道の下死点を過ぎた位置まで前記姿勢制御部材を導くガイドである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項１０】
前記圧子は、端面の形状が台形である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項１１】
前記圧子は、端面側から見たときに前記支持軸が移動する回転軌道の回転軸中心と前記プレス面の端部とを結ぶ二等辺三角形の内側に入る傾斜面が形成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項１２】
前記圧子と前記移動プレス部と前記姿勢制御部とを備えたプレスユニットを対向させて配設している、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、プレス装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のプレス装置としては、集電体に電極合材層が形成された電極材料を加圧するロールプレス装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このプレス装置は、対向する２つのローラにより挟み込むことにより電極合材層をプレスし、電極合材層の密度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１４２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、リチウムイオン電池の電極などは、一般に、金属集電箔の両面に活物質、バインダーなどを混合したスラリー状の電極合材を塗布、乾燥させて作製する。しかし、乾燥後の電極は密度が低いため、上記ロールプレス装置による圧縮を行なって電極を高密度化している。このロールプレスは、対向させた２本の回転する円筒の間隙に電極を通過させて高密度化を行うものであるが、本来、ロールプレス装置は、金属板などを薄くしながら長く伸ばす圧延処理に用いられる。したがって、ロールプレスで電極を高密度化する場合、電極は厚さ方向に圧縮するのみでなく、円筒と直行する面方向に延伸されることになる。即ち、電極密度を高くするに際して、電極の膜厚が厚いほど、あるいはロール径が小さいほど、面方向の延伸作用が大きくなる。電極は複合組成であり、特に中心に金属集電箔が配置しているので延伸性の差などから高密度化するほど電極内に残留応力が蓄積することになり、電極にたわみや亀裂などが生じることがあり、耐久性や安全性が低下するおそれがあった。
【０００５】
本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、高密度化を図るに際して不具合の発生をより抑制することができるプレス装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、垂直プレスを連続的に行うことができる構造をとることにより、高密度化を図るに際して不具合の発生をより抑制することができることを見いだし、本開示のプレス装置を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本明細書で開示するプレス装置は、
電極部材を連続的にプレスするプレス装置であって、
平面状のプレス面と前記プレス面とは重ならない位置に配設された支持軸とを有する圧子と、
配列された複数の前記圧子を、搬送方向に搬送されている前記電極部材と共に移動し、且つ所定のプレス領域において前記電極部材側に該圧子を移動して前記プレス面で該電極部材を押圧してプレスする移動プレス部と、
前記プレス領域において前記プレス面と前記電極部材の表面とが水平になるよう前記圧子の姿勢を制御する姿勢制御部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
このプレス装置は、配列された複数の圧子を、搬送方向に搬送されている電極部材と共に移動し、且つ所定のプレス領域において電極部材側にこの圧子を移動して圧子に形成されたプレス面で電極部材を押圧してプレスする。このとき、プレス装置は、プレス領域においてプレス面と電極部材の表面とが水平になるよう圧子の姿勢を制御する。このプレス装置は、ロールプレスとは異なり、圧子のプレス面が電極部材に対して水平状態で押圧するため、電極部材の搬送方向での残留応力を蓄積しにくい。したがって、このプレス装置では、高密度化を図るに際して不具合の発生をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】連続プレス装置１０の一例を表す概略説明図。
【図２】プレスユニット２０の一例を表す概略説明図。
【図３】圧子２１、移動プレス部３０及び姿勢制御部３５の平面図。
【図４】ロールプレスと垂直連続プレスとの説明図。
【図５】他の連続プレス装置１０Ｂの一例を表す概略説明図。
【図６】電極厚さとプレス後のたわみ量との関係図。
【図７】ロールプレス換算時の侵入角、伸び、延伸ベクトル及びロール径の関係図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本開示の一例である連続プレス装置１０を表す概略説明図である。図２は、プレスユニット２０の一例を表す概略説明図である。図２の拡大図では、プレス圧が最大となる下死点近傍において圧子２１を連続的に示した。図３は、圧子２１、移動プレス部３０及び姿勢制御部３５の平面図である。この連続プレス装置１０は、電極部材１１を連続的にプレスする装置である。連続プレス装置１０は、電極部材１１の搬送方向Ｃに対して垂直方向に電極部材１１を連続的にプレスする装置として構成されている。この連続プレス装置１０は、２つのプレスユニット２０を対向させて配設している。連続プレス装置１０は、図示しない移動固定機構が筐体に配設されており、プレスユニット２０同士の間隔や進入角θなどを変更及び固定可能に構成されている。プレスユニット２０は、圧子２１と移動プレス部３０と姿勢制御部３５とを備えている。なお、本実施形態において、左右方向、前後方向及び上下方向は、図１〜３に示した通りとして説明する。
【００１１】
電極部材１１は、連続プレス装置１０によるプレスの対象物であり、集電体１２と、合材層１３とを備えている。この電極部材１１は、例えば、蓄電デバイスの正極部材としてもよいし、負極部材としてもよい。蓄電デバイスとしては、例えば、アルカリ金属イオン（リチウムイオンやナトリウムイオン）をキャリアとするアルカリ金属イオン電池や、電気二重層キャパシタ、アルカリ金属イオンキャパシタなどが挙げられる。集電体１２は、合材層１３を支持する支持体であり、且つ導電性を有し集電する部材である。この集電体１２は、例えば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどのほか、接着性、導電性及び耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものとしてもよい。集電体１２は、金属箔であることが好ましい。合材層１３は、集電体１２の表面に形成されており、例えば、活物質などを含む。合材層１３は、集電体１２の１面だけに形成されてもよいし、両面に形成されてもよい。なお、プレスユニット２０を２つ対向した構成では、合材層１３を集電体１２の両面に形成した電極部材１１をプレスすることができる。この合材層１３は、例えば活物質と、必要に応じて導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の電極合材としたものを、集電体１２の表面に塗布乾燥したものとしてもよい。活物質は、例えば、正極活物質としては、遷移金属元素を含む硫化物や、アルカリ金属元素と遷移金属元素とを含む酸化物、アルカリ金属元素を含む化合物などが挙げられる。また、負極活物質としては、アルカリ金属、アルカリ金属合金、スズ化合物などの無機化合物、アルカリ金属イオンを吸蔵、放出可能な炭素質材料、複数の元素を含む複合酸化物、導電性ポリマーなどが挙げられる。連続プレス装置１０は、合材層１３を形成したあとの電極部材１１をプレスし、合材層１３の密度を高める処理を行う。
【００１２】
圧子２１は、電極部材１１をプレスする部材であり、平面状のプレス面２２とプレス面２２とは重ならない位置に配設された支持軸２３とを有している。また、圧子２１は、姿勢制御部材２４を有する。プレスユニット２０は、配列された複数の圧子２１がチェーン３１を介して連結しており、電極部材１１に接触する所定のプレス領域Ａ（図１参照）にて、プレス面２２に隙間を生じることなく順次、電極部材１１をプレスする。ここで、所定のプレス領域とは、プレスが開始される位置から、プレスが終了する位置までの領域をいうものとする。このプレスユニット２０では、継ぎ目が生じることなく電極部材１１をプレスすることができる。支持軸２３は、電極部材１１の搬送方向Ｃに直交する方向の両側の端部の面（端面２６，図３参照）に配設されている。支持軸２３は、端面２６の中央やや下方に配設されている。支持軸２３にはチェーン３１が係合しており、このチェーン３１により圧子２１が隙間なく連結されている。姿勢制御部材２４は、圧子２１の姿勢制御用のピンであり、圧子２１のプレス面の反対側の面（上面）側に設けられている。この姿勢制御部材２４は、ガイド３６の隙間に導かれて移動することにより、圧子２１の姿勢を制御する。
【００１３】
この圧子２１は、図３の前後方向を長手方向とし、電極部材１１の搬送方向Ｃに直交する端面２６（図３参照）の形状が台形に成形されている。この圧子２１は、図２に示すように、端面２６側から見たときに支持軸２３が移動する回転軌道の回転軸中心とプレス面２２の端部とを結ぶ二等辺三角形（拡大図の一点鎖線参照）の内側に入る傾斜面２５が形成されている。このような傾斜面２５を有するため、圧子２１は、回転軌道に沿って移動したときに、隣接する圧子２１と干渉しにくい。なお、圧子２１の上面はプレス面２２と水平に形成されていなくてもよい。
【００１４】
移動プレス部３０は、配列された複数の圧子２１を搬送方向Ｃに搬送されている電極部材１１と共に移動させ、且つプレス領域Ａにおいて電極部材１１側にこの圧子２１を移動してプレス面２２で電極部材１１を押圧してプレスさせる機構である。この移動プレス部３０は、圧子２１に配設された支持軸２３に配設されるチェーン３１と、このチェーン３１に噛合したスプロケット３２と、スプロケット３２を回転駆動する駆動部３３とを有する。チェーン３１は、両方の端面２６において支持軸２３に配設されている。なお、図１，２では、スプロケット３２を点線の円で示した。駆動部３３は、スプロケット３２を回転駆動するモータである。この駆動部３３は、スプロケット３２の回転軸に直結していてもよいし、１以上のギヤを介してスプロケット３２に噛合するものとしてもよい。
【００１５】
この移動プレス部３０は、図１，２に示すように、複数の圧子２１を連結した状態で支持軸２３を回転軌道上、特に長円状の回転軌道上で支持し連続移動させる。長円状の回転軌道上で圧子２１を移動させると、例えば、圧子２１の進入角θを調節しやすく、また、複数のスプロケット３２を設けることができ（図１参照）、連続垂直プレスをより良好に行うことができる。移動プレス部３０の搬送方向の長さＬ（図１）は、スプロケット３２の直径の２倍以上あることが好ましい。スプロケット３２は、圧子２１の手前側と奥側とに設け、両者のスプロケット刃の位置は同期させる。また、長円状の回転軌道上でチェーン駆動する際には、対をなすスプロケットが一端側と他端側とに必要であるが（図１の左右のスプロケット）、これらのスプロケットの歯数、直径は同じであっても異なってもよい。
【００１６】
ここで、圧子２１の進入角θは、圧子２１の端面２６側から見てプレス面２２の中心を結ぶ軌道（但し水平になる下死点近傍を除く）と電極部材１１を搬送する搬送面とがなす角度（°）をいうものとする（図２参照）。特に、プレス面２２の中心を結ぶ軌道における、電極部材１１と圧子２１とが接触を開始する点での接線と搬送面とがなす角度を進入角θとする。また、ロールプレス装置（図４Ａ参照）の進入角θは、電極部材１１と圧子２１とが接触を開始する点における接線と搬送面とがなす角度とする。また、プレス面２２の中心を結ぶ回転軌道により形成される円弧（図２の二点鎖線参照）の直径は、ロールプレス装置におけるロールの直径と同等に取り扱うことができるため、便宜的にロール径Ｒとも称する。この移動プレス部３０は、圧子２１のプレス面２２の中心を結ぶ軌道（図２の二点鎖線円）とは異なる回転軌道上（図２の点線円）で支持軸２３を支持し移動させる。この回転軌道としては、例えば、特にプレス面２２の中心軌道よりも内側の回転軌道とすることが好ましい。このような回転軌道上で支持軸２３を支持すると、例えば、プレス面２２近傍に支持軸２３を設ける場合に比して、支持軸２３を十分太く形成することができ、圧子２１の荷重をより高めることができる。また、移動プレス部３０は、圧子２１の進入角θが１０°以下であることが好ましい。進入角θが１０°以下では、搬送方向Ｃへの合材層１３の延伸率をより低減することができ、電極部材１１の残留応力をより低減することができる。この進入角θは、より小さい方がより好ましく、５°以下がより好ましく、３°以下が更に好ましい。連続プレス装置１０では、上下にプレスユニット２０を対向させるものとしているが、圧子２１の進入角θは、上下のプレスユニット２０で同じとしてもよいし、異なるものとしてもよい。例えば、下方のプレスユニット２０は、水平（進入角０°）としてもよい。なお、２つのプレスユニット２０において、チェーン３１の駆動速度を等しくすればよい。
【００１７】
姿勢制御部３５は、プレス領域Ａにおいてプレス面２２と電極部材１１の表面とが水平になるよう圧子２１の姿勢を制御するものである。姿勢制御部３５は、姿勢制御部材２４を導くガイド３６であるものとしてもよい。この姿勢制御部３５は、支持軸２３の回転軌道の内側で姿勢制御部材２４を回転軌道上に導くガイド３６であることが好ましい。この姿勢制御部３５では、ガイド３６という比較的簡素な構成によって圧子２１の姿勢を制御することができる。この姿勢制御部３５は、図２の拡大図に示すように、プレス面２２と電極部材１１の表面とが水平になる姿勢で支持軸２３の回転軌道の下死点を過ぎた位置まで姿勢制御部材２４を導くものとすることが好ましい。圧子２１が電極部材１１から離間する際に、そのまま回転軌道を移動すると、プレス面２２の角が電極部材１１の表面に食い込むことがある。この姿勢制御部３５では、圧子２１が電極部材１１から離間する際にも水平を保つようにするため、上記圧子２１の後端の角による電極部材１１への損傷を防止することができる。姿勢制御部３５のガイド３６は、移動プレス部３０の内側の全周に設けられてもよいし、プレス領域Ａにのみ設けられているものとしてもよい。また、姿勢制御部３５は、図３に示すように押圧バネ３７を有している。押圧バネ３７は、電極部材１１に対向した圧子２１のプレス面２２を水平に保つ方向に圧子２１を付勢する部材である。こうすれば、圧子２１のプレス面２２が電極部材１１に対して水平な状態でこれに接近、押圧するため、搬送方向Ｃへの合材層１３の延伸率をより低減することができ、電極部材１１の残留応力をより低減することができる。
【００１８】
ここで、一般的なロールプレス装置と、連続垂直プレス装置とのプレス処理の影響について考察する。図４は、ロールプレス（図４Ａ）と垂直連続プレス（図４Ｂ）との説明図である。図４Ａに示すように、ロールプレスでは、圧延されるため、プレス対象である電極部材１１は、垂直方向に圧縮されると共に水平方向に圧延される。このため、電極部材１１には残留応力を内包することになり剥離、切断、偏りなどが生じる。一方、図４Ｂに示すように、連続垂直プレスでは、電極部材１１は、ほぼ垂直方向に圧縮され、水平方向への圧延はかなり抑えられる。このため、上述した連続垂直プレス方式を採用した連続プレス装置１０では、ロールプレスとは異なり、圧子２１のプレス面２２が電極部材１１に対して水平状態で押圧するため、電極部材１１の搬送方向の残留応力を蓄積しにくい。なお、大面積を有する圧子を用い、バッチ方式の垂直プレスにより電極部材１１を１回でプレスすることも考えられるが、極めて大きな荷重を圧子全体にかける必要があり実現は困難である。この連続プレス装置１０では、複数の圧子２１を用いるため１つの圧子２１にかける荷重は少なくて済み、且つ搬送方向の残留応力を低減可能であるため、合材層１３の高密度化を図るに際して不具合の発生をより抑制することができる。
【００１９】
なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２０】
例えば上述した実施形態では、２つのプレスユニット２０を対向させた構造を有するものとしたが、プレスユニット２０を１つ有するものとしてもよい。例えば、電極部材１１を搬送する搬送装置と、プレスユニット２０とを対向させたものとしてもよい。
【００２１】
上述した実施形態では、端面２６が台形状の圧子２１としたが、これに限られない。図５は、他の連続プレス装置１０Ｂの一例を表す概略説明図である。この連続プレス装置１０Ｂは、端面が半円状の圧子２１Ｂを複数配列したプレスユニット２０を備えている。この連続プレス装置１０Ｂにおいても、合材層１３の高密度化を図るに際して不具合の発生をより抑制することができる。なお、連続プレス装置１０Ｂにおいて、連続垂直プレスの基本構造は成立するが、半円状の圧子２１Ｂでは支持軸２３及び姿勢制御部材２４を小さくする必要がある。このため、加圧力などを考慮すると、圧子は台形状であることが好ましい。
【００２２】
上述した実施形態では、姿勢制御部３５は、姿勢制御部材２４を導くガイド３６としたが、圧子２１の姿勢を制御するものとすれば、ガイド３６に限定されない。また、姿勢制御部３５は、押圧バネ３７を備えているものとしたが、これを省略してもよい。例えば、姿勢制御部材２４を偏心した位置に設け、ガイド３６により、プレス面２２を電極部材１１に対して水平に保つものとしてもよい。
【００２３】
上述した実施形態では、移動プレス部３０は、チェーン３１とスプロケット３２と駆動部３３とを有するものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、チェーン以外の連結部材で支持軸２３を連結するものとしてもよい。また、圧子２１の移動は、連結部材を１対のローラで移動させるなど、チェーン３１及びスプロケット３２以外の構造物により行うものとしてもよい。
【実施例】
【００２４】
以下には、本明細書で開示するプレス装置のプレス処理に関する検討結果を実施例として説明する。
【００２５】
従来のロールプレス装置又は、垂直プレス装置によりプレス処理を行った電極部材のたわみ量ｘについて検討した。残留応力を歪みに変えて理解しやすくするために、金属集電体の両面ではなく、片面のみに合材層を塗工して実験を行った。一般的なＬｉ電池用の正極スラリー（Ｌｉ複合酸化物）をＡｌ集電箔（厚さ１５μｍ）の片面に塗布して乾燥したサンプルと、黒鉛を含む負極スラリーをＣｕ集電箔（厚さ１０μｍ）の片面に塗布して乾燥したサンプルを作製した。各合材層の目付量を変えて塗工・乾燥した電極をプレスロールの径を変えて所定の密度にプレスし、直径２０ｍｍに打ち抜いたあとの電極のたわみ量ｘ（ｍｍ）を測定した。表１に正極及び負極の目付量、膜厚、たわみ量（ｍｍ）をまとめた。図６は、電極厚さとプレス後のたわみ量との関係図である。表１及び図６に示すように、ロールプレスでは、塗布量が多く膜厚が厚いほど、あるいはプレスロールの径が小さいほど電極のたわみ量が大きいことがわかった。また、本測定結果では、たわみ量ｘは、負極よりも正極の方が大きいことがわかった。また、たわみ量の大きい負極では、集電体と合材層との界面の剥離が生じていることから、負極は集電箔と電極との界面滑りが生じやすいことがわかった。なお、集電体の両面に合材層を塗工した電極で上記試験を行うと、表裏で残留応力が釣り合うためたわみはしないが、上記の片面塗工のたわみ量に応じた内部応力が電極内に残留しるといえる。残留応力がある程度以上に大きいと、電極に亀裂が生じたり、電池組み立て後の充放電に伴う若干の電極の膨張収縮によって電極が切断したりして耐久性や安全性が低下することが予想された。一方、垂直プレスでは、たわみ量が小さく、剥離などの不具合がより少ないことがわかった。したがって、より厚膜の電極部材を製造する際には、垂直プレスがより好ましいことがわかった。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
次に、従来のロールプレスと垂直プレスとで厚さ３ｍｍの電極部材１１をプレスする場合の伸びについて考察した。図７は、ロールプレス換算時の侵入角、伸び、延伸ベクトル及びロール径の関係図であり、図７Ａが各数値をまとめた表、図７Ｂがロール径Ｒ、進入角θ及び延伸ベクトルの説明図である。図７Ａは、進入角θを１２．５８°〜３°の範囲で変化させたときのロールプレスのロール径と延伸率と、垂直プレスの延伸率をまとめた表である。直径２５ｃｍのロールプレスにおいて、プレスが始まるときの進入角（１２．５８°）における延伸方向のベクトル比は２２．３であった。したがって、ロールプレスでは、滑りがないと仮定すると下死点までに搬送方向（水平方向）に２２．３％伸びることがわかった。一方、連結した半円圧子を直径２５ｃｍの円軌道で連結させて稼働し、同じ進入角１２．５８°でプレスし始めるものとしてベクトル比を計算すると、下死点で１００である水平方向成分はプレス開始時は９７．６であり、下死点までに２．４％伸びることがわかった。即ち、垂直プレスでは、同じ軌道でロールプレスの約１／１０まで水平方向の延伸が抑制されることがわかった。また、ロールプレスの延伸率は、ロール径Ｒを非現実的な４４０ｃｍまで増大させても５．２％で、ロール径が２５ｃｍの場合の約１／４にしか低減されなかった。これに対して、連続垂直プレスの延伸率は、進入角が５°の場合０．３８％にまで激減し、ロール径Ｒが２５ｃｍの場合の約１／６０とすることができることがわかった。このように、垂直プレスでは、もともと延伸率が低い特徴を有する上に、装置を大型化することなく進入角θを小さくすることができるため、極めて低い延伸率を達成できることがわかった。
【００２８】
上記結果から、連続垂直プレス機構を備えた連続プレス装置１０を設計した（図１〜３）。圧子の形状（断面形状）を台形とした。この台形の断面形状は、チェーン駆動のスプロケット軸の中心と圧子のプレス面とを結ぶ二等辺三角形よりも小さいものとすれば、台形でなくともよい。この二等辺三角形よりも断面形状が大きいと、駆動中に圧子同士が干渉して稼働できない。端面からみた圧子のプレス面の幅と支持軸の間隔とは同じ２０ｍｍとし、圧子の高さを２５ｍｍ、圧子の上面の辺を１０ｍｍとした。この場合、直径１５０ｍｍのスプロケットで駆動させても隣り合う圧子が干渉することなく、スムースに稼働できる。また、圧子を台形状に形成することによって、支持軸の大径化を図ることができる。ここでは、支持軸の直径を１０ｍｍとした。この圧子の両端面に支持軸を設け、ピッチ２０ｍｍのチェーンでつなぎ、直径１５０ｍｍのスプロケットで駆動させるものとした。スプロケットは、圧子の手前側と奥側に設け、両者のスプロケット刃の位置は同期させた。また、チェーン駆動には、対をなすスプロケットが一端側と他端側とに必要であるが、これらのスプロケットの歯数、直径は同じであっても異なってもよい。圧子が電極部材に接触を開始する位置での進入角は、１０°以下の範囲が好ましく、ここでは５°とした。更に、上下にプレスユニットを対向させるものとしたが、圧子の進入角θは、上下で同じであってもよいし、異なっていてもよいが同じ進入角θとした。上下チェーンの間隔は０〜１０ｍｍの間で制御可能とした。
【００２９】
また、この連続プレス装置には、姿勢制御部を具備するものとした。姿勢制御部を備えないものとして連続プレスを駆動すると、圧子のプレス面が水平でない状態で電極部材がプレス開始される場合がある。圧子の端面を台形とした場合は、その形状の制約から、プレス面は必ず外側に向き、且つ水平から大きくは傾かない。電極部材が硬い場合は、加圧に伴って自然に水平に調整されるが、電極が変形しやすい場合にはプレス初期にプレス面が水平でない状態になることがある。姿勢制御部を備えるものとすると、このような不具合をより低減することができる。圧子の支持軸の上部に直径５ｍｍのピン形状の姿勢制御部材を設けた。圧子は支持軸を中心に傾斜可能であるため、押圧バネを設けてプレス面が情事水平に付勢されるようにした。そして、プレス領域Ａでは、姿勢制御部材がガイドに導かれることにより、プレス面が平行になるように圧子は姿勢制御される。圧子が下死点に到達した以降において、ガイドによりしばらくの間プレス面を水平に保ち、圧子プレス面の端部が電極に食込むのを防止し、平滑な電極を得るものとした。上記の構造により連続稼働が可能な垂直連続プレスを構成することができた。
【００３０】
なお、各部の材質、形状、加工公差、モータの種別などは、所望のプレス圧、電極密度などに応じて最適なものを選択すればよい。また、各構成は、上記サイズに特に限定されず、電極部材に応じて所望のサイズを選択すればよい。圧子の支持軸は無給油軸が望ましいが、オイルシール軸としてもよい。姿勢制御部材においても、ピン形状でなくてもよい。更には図示しないが、プレス後の圧子プレス面を清掃するためのブラシや、掃除機などを具備させてもよい。
【００３１】
なお、本開示は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本明細書で開示するプレス装置は、蓄電デバイスの製造分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１０Ｂ  連続プレス装置、１１  電極部材、１２  集電体、１３  合材層、２０  プレスユニット、２１，２１Ｂ  圧子、２２  プレス面、２３  支持軸、２４  姿勢制御部材、２５  傾斜面、２６  端面、３０  移動プレス部、３１  チェーン、３２  スプロケット、３３  駆動部、３５  姿勢制御部、３６  ガイド、３７  押圧バネ、Ａ  プレス領域、Ｃ  搬送方向、Ｌ  長さ、Ｒ  ロール径、θ  進入角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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