(57)【要約】【課題】電極合材層およびセパレータとを含む積層体シートを切断して電極シートを形成する際に、セパレータの切断部分に山部などが形成されることを抑制することができる電極シート製造装置を提供する。【解決手段】電極シート製造装置は、電極合材層と、電極合材層上に設けられたセパレータとを備えた負極積層体シート５１を切断して電極シートを形成する電極シート製造装置であって、セパレータが吸収する波長を有する第１レーザ光Ｌ１と、電極合材層が吸収する波長を有する第２レーザ光Ｌ２とを負極積層体シート５１に照射するレーザ照射装置６２と、レーザ照射装置６２の駆動を制御する制御部７３とを備え、第１レーザ光Ｌ１の照射位置を負極積層体シート５１に対して移動させ、第１レーザ光Ｌ１の照射位置の軌跡を通るように第２レーザ光Ｌ２の照射位置を移動させる。【選択図】図１２
2019102133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極合材層と、前記電極合材層上に設けられたセパレータとを備えた積層体シートを切断して電極シートを形成する電極シート製造装置であって、
前記セパレータが吸収する波長を有する第１レーザ光と、前記電極合材層が吸収する波長を有する第２レーザ光とを前記積層体シートに照射するレーザ照射装置と、
前記レーザ照射装置の駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記第１レーザ光の照射位置を前記積層体シートに対して移動させ、前記第１レーザ光の照射位置の軌跡を通るように前記第２レーザ光の照射位置を移動させる、電極シート製造装置。
【請求項２】
前記積層体シートを搬送方向に搬送する搬送装置をさらに備え、
前記レーザ照射装置は、前記搬送装置によって前記搬送方向に搬送される前記積層体シートに前記第１レーザ光および前記第２レーザ光を照射し、
前記レーザ照射装置は、前記積層体シートの前記搬送方向への移動と共に前記第１レーザ光の照射位置と前記第２レーザ光の照射位置とを移動させると共に、前記積層体シートの幅方向に前記第１レーザ光の照射位置および前記第２レーザ光の照射位置を移動させる、請求項１に記載の電極シート製造装置。
【請求項３】
前記積層体シートにおける前記第１レーザ光の移動方向における、前記第１レーザ光の照射位置と前記第２レーザ光の照射位置との間の距離を距離Ｌとし、
前記セパレータに前記第１レーザ光を照射してから前記セパレータが溶融するまでの時間と、前記積層体シートにおける前記第２レーザ光の照射位置の移動速度とを乗した値を値Ｔとすると、
前記距離Ｌは、前記値Ｔ以上である、請求項１または請求項２に記載の電極シート製造装置。
【請求項４】
前記第２レーザ光の出力は、前記第１レーザ光の出力よりも高い、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電極シート製造装置。
【請求項５】
電極合材層と、前記電極合材層上に設けられたセパレータとを含む積層体シートを準備する工程と、
前記積層体シートの前記セパレータに前記セパレータが吸収する波長を有する第１レーザ光を照射して、前記第１レーザ光の照射位置を前記積層体シートに対して移動させる工程と、
前記第１レーザ光が照射された前記積層体シートに前記電極合材層が吸収する波長を有する第２レーザ光を照射して、前記第２レーザ光の照射位置を前記積層体シートに対して移動させる工程と、
を備え、
前記第２レーザ光の照射位置は、前記第１レーザ光の照射位置の軌跡を通るように移動する、蓄電装置の製造方法。
【請求項６】
前記積層体シートを搬送方向に搬送する工程をさらに備え、
前記第１レーザ光および前記第２レーザ光は、前記搬送方向に搬送される前記積層体シートに照射され、
前記第１レーザ光の照射位置と、前記第２レーザ光の照射位置は、前記搬送方向に移動すると共に、前記積層体シートの幅方向に移動する、請求項５に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項７】
前記積層体シートにおける前記第１レーザ光の移動方向において、前記第１レーザ光の照射位置と前記第２レーザ光の照射位置との間の距離を距離Ｌとし、
前記セパレータに前記第１レーザ光を照射してから前記セパレータが溶融するまでの時間と、前記第２レーザ光の照射位置の移動速度とを乗した値を値Ｔとすると、
前記距離Ｌは、前記値Ｔ以上である、請求項５または請求項６に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２レーザ光の出力は、前記第１レーザ光の出力よりも高い、請求項５から請求項７のいずれかに記載の蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電極シート製造装置および蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から積層型の電極体を備えた二次電池が知られている。積層型の電極体は、複数の正極シートと、複数のセパレータと、複数の負極シートを含む。そして、正極シートと、セパレータと、負極シートと、セパレータとが順次積層されている。
【０００３】
上記のような電極体の作製方法するには、長尺に形成された正極シートや負極シートなどをレーザ光などを用いて、所定長さに切断して、切断した正極シートや負極シートなどを順次積層することで形成する。
【０００４】
たとえば、特開２００７−５４７９３号公報には、セパレータ層付きの積層体シートの切断方法について記載されている。セパレータ層付きの積層体シートは、電極合材層と、電極合材層の上面に配置されたセパレータとを含む。
【０００５】
上記の積層体シートを切断する際には、まず、セパレータのうちレーザ照射予定位置をヒータで暖める。その後、加熱されたレーザ照射予定位置にレーザを照射して、セパレータ層付きの積層体シートを切断する。
【０００６】
特開２０１５−１８８９０８号公報に記載された切断装置は、積層体のワークに第１レーザ光および第２レーザ光を照射して、積層体を切断する。第１レーザ光と第２レーザ光とは互いに、切断方向に所定距離ずれている。この切断装置は、第１レーザ光で積層体を切断した後、第２レーザ光でバリなどを除去している。
【０００７】
特開２００８−１３５７１７号公報には、半導体装置の製造過程におけるパターニング工程において、複数の材料層を含む積層体にレーザ光を照射して、パターニングを実施することが記載されている。
【０００８】
積層体は、第１材料層と、第１材料層の上面に形成された第２材料層とを含む。この積層体に第１レーザ光および第２レーザ光を重畳させた状態で照射する。第２レーザ光は、第２材料層で吸収される波長を有している。第２レーザ光が第２材料層に照射されることで第２材料層に開口部が形成される。その結果、第２材料層に形成された開口部の底部に第１材料層が露出する。露出した第１材料層に第１レーザ光が照射されることで、第１材料層がパターニングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−５４７９３号公報
【特許文献２】特開２０１５−１８８９０８号公報
【特許文献３】特開２００８−１３５７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特開２００７−５４７９３号公報に記載された手法においては、セパレータを暖めた後に、レーザ光を照射している。レーザ光を照射する際には、セパレータは電極合材層の上面に存在している。レーザ光が電極合材層を加熱すると、電極合材層内の活物質粒子にエネルギが加えられ、活物質粒子は高温となると共に外部に飛散しようとする。
【００１１】
その一方で、電極合材層の活物質粒子は、上面側に存在するセパレータによって外部に飛散し難くなっている。その結果、高温となった電極合材層によって、セパレータが加熱される。
【００１２】
高温となった電極合材層によってセパレータが加熱されることで、セパレータがダメージを受ける。具体的には、加熱された電極合材層によって、セパレータが溶融して、溶融部分においてセパレータが破断する。セパレータが破断すると、破断部分の周囲に位置する部分が収縮して、山状部分が形成される。これにより、作成された電極シートには、切断部分に沿って、上方に突出する山状部分が延びるように形成される。
【００１３】
山状部分が形成された電極シートを積層して電極体を形成したとすると、電極体の中央部分と、端部分とで高さに差が生じる。
【００１４】
本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電極合材層およびセパレータとを含む積層体シートを切断して電極シートを形成する際に、セパレータの切断部分に山部などが形成されることを抑制することができる電極シート製造装置および蓄電装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本開示に係る電極シート製造装置は、電極合材層と、前記電極合材層上に設けられたセパレータとを備えた積層体シートを切断して電極シートを形成する電極シート製造装置であって、前記セパレータが吸収する波長を有する第１レーザ光と、前記電極合材層が吸収する波長を有する第２レーザ光とを前記積層体シートに照射するレーザ照射装置と、前記レーザ照射装置の駆動を制御する制御部とを備え、前記第１レーザ光の照射位置を前記積層体シートに対して移動させ、前記第１レーザ光の照射位置の軌跡を通るように前記第２レーザ光の照射位置を移動させる。
【００１６】
上記の電極シート製造装置を用いて、たとえば、集電箔と、集電箔上に形成された電極合材層と、電極合材層上に形成されたセパレータとを含む積層シートを切断する際に、まず、第１レーザ光でセパレータを切断することができる。これにより、電極合材層を露出させることができ、この電極合材層を第２レーザ光で切断することができる。また、第１レーザ光のエネルギは、セパレータに良好に吸収されるため、小さな出力の第１レーザ光でも良好にセパレータを切断することができる。
【００１７】
上記の電極シート製造装置は、積層体シートを搬送方向に搬送する搬送装置をさらに備える。上記レーザ照射装置は、前記搬送装置によって前記搬送方向に搬送される前記積層体シートに前記第１レーザ光および前記第２レーザ光を照射し、前記レーザ照射装置は、前記積層体シートの前記搬送方向への移動と共に前記第１レーザ光の照射位置と前記第２レーザ光の照射位置とを移動させると共に、前記電極シートの幅方向に前記第１レーザ光の照射位置および前記第２レーザ光の照射位置を移動させる。
【００１８】
上記の電極シート製造装置によれば、積層体シートを直線状に切断することができる。
上記の電極シート製造装置において、前記積層体シートにおける前記第１レーザ光の移動方向における、前記第１レーザ光の照射位置と前記第２レーザ光の照射位置との間の距離を距離Ｌとし、前記セパレータに前記第１レーザ光を照射してから前記セパレータが溶融するまでの時間と、前記積層体シートにおける前記第２レーザ光の照射位置の移動速度とを乗した値を値Ｔとすると、前記距離Ｌは、前記値Ｔ以上である。
【００１９】
上記の電極シート製造装置によれば、セパレータを切断して開口部を形成した後に、第２レーザ光を電極活物質に照射することができる。
【００２０】
上記第２レーザ光の出力は、前記第１レーザ光の出力よりも高い。この電極シート製造装置によれば、第１レーザ光の出力が低く抑えられており、セパレータに第１レーザ光を照射した際に、セパレータが過大に溶融することを抑制することができる。これにより、セパレータの切断部分の周囲に大きな山部が形成されることを抑制することができる。
【００２１】
蓄電装置の製造方法は、電極合材層と、電極合材層上に設けられたセパレータとを含む積層体シートを準備する工程と、積層体シートのセパレータにセパレータが吸収する波長を有する第１レーザ光を照射して、第１レーザ光の照射位置を積層体シートに対して移動させる工程と、第１レーザ光が照射された積層体シートに電極合材層が吸収する波長を有する第２レーザ光を積層体シートに照射して、第２レーザ光の照射位置を積層体シートに対して移動させる工程とを備える。上記第２レーザ光の照射位置は、第１レーザ光の照射位置の軌跡を通るように移動する。
【００２２】
上記の蓄電装置の製造方法は、積層体シートを搬送方向に搬送する工程をさらに備える。上記第１レーザ光および第２レーザ光は、搬送方向に搬送される積層体シートに照射され、第１レーザ光の照射位置と、第２レーザ光の照射位置は、搬送方向に移動すると共に、積層体シートの幅方向に移動する。
【００２３】
上記積層体シートにおける第１レーザ光の移動方向において、第１レーザ光の照射位置と第２レーザ光の照射位置との間の距離を距離Ｌとし、セパレータに第１レーザ光を照射してからセパレータが溶融するまでの時間と、第２レーザ光の照射位置の移動速度とを乗した値を値Ｔとすると、距離Ｌは、値Ｔ以上である。上記第２レーザ光の出力は、第１レーザ光の出力よりも高い。
【発明の効果】
【００２４】
本開示に係る電極シート製造装置および蓄電装置の製造方法によれば、電極合材層およびセパレータとを含む積層体シートを切断して電極シートを形成する際に、セパレータの切断部分に山部などが形成されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態に係る蓄電装置１を示し、一部を断面視した正面図である。
【図２】電極体３を示す斜視図である。
【図３】電極体３を示す平面図である。
【図４】電極体３を模式的に示す斜視図である。
【図５】上記のように構成された蓄電装置１を製造する製造方法を示す製造フロー図である。
【図６】蓋ユニット形成工程Ｓ１を模式的に示す断面図である。
【図７】集電体形成工程Ｓ２を具体的に示し、電極体３を形成する製造工程を示す製造フロー図である。
【図８】シート準備工程Ｓ１０の負極シートを準備する工程を示すフロー図である。
【図９】負極のロール体を準備する工程を模式的に示す斜視図である。
【図１０】負極積層体シート５１の一部を模式的に示す斜視図である。
【図１１】引出工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２２とを模式的に示す模式図である。
【図１２】切断装置６２を模式的に示す斜視図である。
【図１３】セパレータシート５６の吸収波長率と、レーザ光の波長との関係を示すグラフである。
【図１４】負極活物質の吸収率と、レーザ光の波長との関係を示すグラフである。
【図１５】レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の走査方向を示す平面図である。
【図１６】負極積層体シート５１において、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射位置Ｐ１，Ｐ２の移動経路を示す平面図である。
【図１７】レーザ光Ｌ１，Ｌ２を走査経路Ｒ１上で走査した後に、再度、切断装置６２が負極積層体シート５１がレーザ光Ｌ１，Ｌ２を走査させる走査経路Ｒ２を示す平面図である。
【図１８】図１７に示すＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における断面図である。
【図１９】レーザ光Ｌ１が負極積層体シート５１に向けて照射されている状態を示す断面図である。
【図２０】レーザ光Ｌ１でセパレータシート５６を切断した状態を模式的に示す平面図である。
【図２１】レーザ光Ｌ２の照射して、負極積層体シート５１を切断している様子を示す断面図である。
【図２２】負極積層体シート５１を切断した状態を示す斜視図である。
【図２３】正極シートを形成する工程を模式的に示す模式図である。
【図２４】正極積層体シート１０１を示す断面図である。
【図２５】切断装置１１２を模式的に示す斜視図である。
【図２６】正極積層体シート１０１を切断した状態を示す斜視図である。
【図２７】積層工程Ｓ１１を模式的に示す斜視図である。
【図２８】集電体溶接工程Ｓ３を示す正面図である。
【図２９】レーザ光の照射位置と、セパレータシート５６の溶融点を模式的に示す模式図である。
【図３０】比較例に係る切断工程Ｓ２２を模式的に示す平面図である。
【図３１】実施例に係る切断工程Ｓ２２の切断過程において、レーザ光Ｌ１の照射を停止したときの負極積層体シート５１を模式的に示す模式図である。
【図３２】比較例の切断工程Ｓ２２において、負極積層体シート５１を切断した後の状態を模式的に示す模式図である。
【図３３】図３２に示す示す負極積層体シート５１を模式的に示す斜視図である。
【図３４】比較例の切断工程Ｓ２２において、負極積層体シート５１を切断した後における断面形状を模式的に示すグラフである。
【図３５】実施例の切断工程Ｓ２２において、負極積層体シート５１を切断した後の形状を模式的に示す平面図である。
【図３６】図３５に示す負極積層体シート５１を模式的に示す斜視図である。
【図３７】実施例の切断工程Ｓ２２において、負極積層体シート５１の断面形状を模式的に示すグラフである。
【図３８】刃具で負極積層体シート５１を切断したときの断面形状を模式的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１から図３８を用いて、本実施の形態に係る蓄電装置１の製造方法および製造装置などについて説明する。図１から図３８に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する場合がある。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１を示し、一部を断面視した正面図である。蓄電装置１は、収容ケース２と、電極体３と、正極外部端子４と、負極外部端子５と、正極集電端子６と、負極集電端子７と、電解液８と、絶縁部材９Ａ，９Ｂを備える。
【００２８】
収容ケース２は、ケース本体１０と、蓋１１とを含む。ケース本体１０は、上方に開口する開口部が形成されている。蓋１１は、ケース本体１０の開口縁部に溶接されている。
【００２９】
電極体３は、収容ケース２内に収容されている。図２は、電極体３を示す斜視図であり、図３は、電極体３を示す平面図である。電極体３は、平坦面状に形成されている。電極体３は、複数の正極シート１２と、複数のセパレータ１３と、複数の負極シート１４と、複数のセパレータ１５とを含む。
【００３０】
図４は、電極体３を模式的に示す斜視図である。正極シート１２と、セパレータ１３と、負極シート１４と、セパレータ１５とは、厚さ方向ＴＨに順次並ぶように配置されている。
【００３１】
正極シート１２は、金属箔１６と、正極合材層１７とを含む。金属箔１６は、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されている。金属箔１６は長方形形状に形成されている。正極合材層１７は、金属箔１６の表裏面に形成されている。正極合材層１７は、正極活物質およびバインダを含む。金属箔１６には、正極合材層１７が形成されていない未塗布部１８が形成されている。
【００３２】
正極活物質としては、例えば、リチウム含有金属酸化物、リチウム含有リン酸塩等が挙げられる。リチウム含有金属酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、一般式ＬｉＮｉaＣｏbＯ2（ただし式中、ａ＋ｂ＝１、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１である。）で表される化合物、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、一般式ＬｉＮｉaＣｏbＭｎcＯ2（ただし式中、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、０＜ｃ＜１である。）で表される化合物、ＬｉＦｅＰＯ4などが挙げられる。ここで、一般式ＬｉＮｉaＣｏbＭｎcＯ2で表される化合物としては、例えばＬｉＮｉ1/3Ｃｏ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2などが挙げられる。リチウム含有リン酸塩としては、例えば、ＬｉＦｅＰＯ４等が挙げられる。正極活物質の平均粒径は、例えば１〜２５μｍ程度でよい。なお、ここでの「平均粒径」は、レーザ回折・散乱法によって測定された体積基準の粒度分布において、積算値５０％での粒径（Ｄ５０）を意味する。
【００３３】
負極シート１４は、金属箔２０と、負極合材層２１とを含む。金属箔２０は、たとえば、銅または銅合金によって形成されている。負極合材層２１は、金属箔２０の表裏面に形成されている。
【００３４】
負極合材層２１は、負極活物質およびバインダを含む。たとえば、負極活物質として天然黒鉛粒子を採用することができる。この天然黒鉛粒子の径は、８０μｍ程度である。バインダは、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロースナトリウム）（１ｗｔ％）およびＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）（１ｗｔ％）を含む。金属箔２０には、負極合材層２１が形成されていない未塗布部２２が形成されている。
【００３５】
なお、負極シート１４の未塗布部２２と、正極シート１２の未塗布部１８とは、電極体３の幅方向Ｗにおいて反対側に配置されている。セパレータ１３，１５は、正極シート１２および負極シート１４の間に配置されている。セパレータ１３，１５は、ポリエチレン製多孔質フィルムなどによって形成されている。
【００３６】
図２および図３において、複数の未塗布部１８によって正極２３が形成されており、複数の未塗布部２２によって負極２４が形成されている。
【００３７】
図１において、正極外部端子４および負極外部端子５は、蓋１１の上面に配置されている。正極外部端子４および負極外部端子５は、互いに蓄電装置１の幅方向Ｗに間隔をあけて配置されている。
【００３８】
正極外部端子４は、絶縁部材３０と、金属板３１と、端子ボルト３２とを含む。絶縁部材３０は、蓋１１の上面に配置されている。金属板３１は、絶縁部材３０の上面に配置されている。端子ボルト３２は、金属板３１の上面から上方に突出するように設けられている。
【００３９】
負極外部端子５は、絶縁部材３３と、金属板３４と、端子ボルト３５とを含む。絶縁部材３３は、蓋１１の上面に配置されている。金属板３４は、絶縁部材３３の上面に配置されている。端子ボルト３５は、金属板３４の上面から上方に突出するように設けられている。
【００４０】
正極集電端子６は、台座４０と、脚部４１と、軸部４２とを含む。台座４０は、板状に形成されている。脚部４１は、台座４０から下方に延びるように形成されており、電極体３の正極２３に溶接されている。軸部４２は、台座４０の上面から上方に突出するように形成されている。軸部４２の上端部は、金属板３１の上面に達しており、軸部４２の上端部はかしめられている。軸部４２の上端部がかしめられることで、正極集電端子６は、金属板３１と係合している。
【００４１】
絶縁部材９Ａは、台座４０と蓋１１の間に配置されており、絶縁部材９Ａは正極集電端子６と蓋１１との間の絶縁性を確保している。
【００４２】
負極集電端子７は、台座４５と、脚部４６と、軸部４７とを含む。台座４５は、板状に形成されている。脚部４６は、台座４５から下方に延びるように形成されており、電極体３の負極２４に溶接されている。軸部４７は、台座４５の上面から上方に突出するように形成されている。軸部４７の上端部は、金属板３４の上面に達しており、軸部４７の上端部はかしめられている。軸部４７の上端部がかしめられることで、負極集電端子７は、金属板３４と係合している。
【００４３】
絶縁部材９Ｂは、台座４５と蓋１１との間に配置されており、絶縁部材９Ｂは負極集電端子７と蓋１１との間の絶縁性を確保している。
【００４４】
図５は、上記のように構成された蓄電装置１を製造する製造方法を示す製造フロー図である。蓄電装置１を製造する製造工程は、蓋ユニット形成工程Ｓ１と、集電体形成工程Ｓ２と、集電体溶接工程Ｓ３と、収容工程Ｓ４と、注液工程Ｓ５と、封止工程Ｓ６とを含む。
【００４５】
図６は、蓋ユニット形成工程Ｓ１を模式的に示す断面図である。蓋ユニット形成工程Ｓ１は、蓋１１と、正極外部端子４と、負極外部端子５と、正極集電端子６と、負極集電端子７とを一体化して、蓋ユニット４８を形成する工程である。
【００４６】
具体的には、正極集電端子６の軸部４２を絶縁部材９Ａに形成された貫通孔と、蓋１１に形成された貫通孔と、絶縁部材３０に形成された貫通孔と、金属板３１に形成された貫通孔とに挿入する。そして、金属板３１の上面から突出する軸部４２の上端部をかしめる。これにより、正極外部端子４と、蓋１１と、絶縁部材９Ａと、正極集電端子６とが一体的に結合される。
【００４７】
また、負極集電端子７の軸部４７を絶縁部材９Ｂに形成された貫通孔と、蓋１１に形成された貫通孔と、絶縁部材３３に形成された貫通孔と、金属板３４に形成された貫通孔とに挿入する。そして、金属板３４の上面から突出する軸部４７の上端部をかしめて、負極外部端子５と、絶縁部材９Ｂと、負極集電端子７とを一体的に連結する。このようにして、蓋ユニット４８が形成される。
【００４８】
図７は、集電体形成工程Ｓ２を具体的に示し、電極体３を形成する製造工程を示す製造フロー図である。集電体形成工程Ｓ２は、シート準備工程Ｓ１０と、積層工程Ｓ１１とを含む。
【００４９】
シート準備工程Ｓ１０は、正極シートと、負極シートとを準備する工程を含む。なお、本実施の形態においては、負極シートは、表裏面にセパレータが設けられている。
【００５０】
図８は、シート準備工程Ｓ１０の負極シートを準備する工程を示すフロー図である。負極シートの準備工程は、ロール体準備工程Ｓ２０と、引出工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２２とを含む。
【００５１】
図９は、負極のロール体を準備する工程（負極積層体シート５１の準備する工程）を模式的に示す斜視図である。ロール体５０は、負極積層体シート５１を巻回することで形成されている。
【００５２】
図１０は、負極積層体シート５１の一部を模式的に示す斜視図である。負極積層体シート５１は、負極シート５２と、セパレータシート５５と、セパレータシート５６とを含む。セパレータシート５５，５６は、負極シート５２に接着されている。
【００５３】
負極シート５２は、金属箔５４と、負極合材層５３Ａ，５３Ｂとを含む。金属箔５４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されている。負極合材層５３Ａ，５３Ｂは、負極活物質と、バインダとを含む。負極合材層５３Ａは金属箔５４の上面に形成されており、負極合材層５３Ｂは金属箔５４の下面に形成されている。なお、金属箔５４にも未塗布部５７が形成されている。
【００５４】
図１１は、引出工程Ｓ２１と、切断工程Ｓ２２とを模式的に示す模式図である。引出工程Ｓ２１および切断工程Ｓ２２は、電極シート製造装置６０によって実施される。
【００５５】
電極シート製造装置６０は、引出装置６１と、切断装置６２とを含む。引出装置６１は、引出方向Ｄ１に間隔をあけて配置されたローラ装置６３およびローラ装置６４を含む。
【００５６】
ロール体５０の負極積層体シート５１は、ローラ装置６３およびローラ装置６４によって、引出方向Ｄ１に引き出されている。なお、引出方向Ｄ１は、本願明細書の「搬送方向」に相当し、引出工程Ｓ２１は、「負極積層体シート５１を搬送方向に搬送する工程」に相当する。
【００５７】
切断装置６２は、ローラ装置６３およびローラ装置６４の間において、負極積層体シート５１を切断する。
【００５８】
本実施の形態においては、切断装置６２は、レーザ切断装置であり、ガルバノタイプのレーザ切断装置である。なお、フラットベッドタイプのレーザ切断装置を採用してもよい。図１２は、切断装置６２を模式的に示す斜視図である。
【００５９】
切断装置６２は、第１レーザ発振器６５と、第２レーザ発振器６６と、ハーフミラー６７と、Ｘ軸走査用ミラー６８と、Ｙ軸走査用ミラー６９と、ｆθレンズ７０と、モータ７１，７２と、制御部７３とを含む。
【００６０】
第１レーザ発振器６５は、ツリウムファイバーレーザやＣＯ2レーザなどを採用することができる。第１レーザ発振器６５が出射するレーザ光Ｌ１の波長は、１５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下または１０４００ｎｍ程度である。また、好ましくは、レーザ光Ｌ１の波長は、１５００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下である。さらに好ましくは、１８００ｎｍ以上２１００ｎｍ以下である。なお、第１レーザ発振器６５として、ＣＯ2レーザを採用する場合には、レーザ光Ｌ１の波長は１０４００ｎｍとする。
【００６１】
図１３は、セパレータシート５６の吸収波長率と、レーザ光の波長との関係を示すグラフである。なお、図１３に示すグラフの縦軸は、吸収率（％）を示し、横軸は、レーザ光の波長（ｎｍ）を示す。
【００６２】
この図１３に示すように、セパレータシート５６は、１５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下において、高い吸収率を示すことが分かる。このため、レーザ光Ｌ１の波長が１５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下とすることで、セパレータシート５６を良好に切断することができる。また、セパレータシート５６の吸収率は、１５００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下においても十分高いことが分かる。
【００６３】
なお、第１レーザ発振器６５として、ツリウムファイバーレーザを採用した場合には、ツリウムファイバーレーザの特性によりレーザ光Ｌ１の波長は、１５００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下となる。ツリウムファイバーレーザで高出力のレーザ光を出射することができる範囲としては、１５００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下であるためである。なお、図１３に示すように、当該波長域においても、セパレータシート５６の吸収率が高いことが分かる。
【００６４】
第２レーザ発振器６６は、イッテルビウムファイバーレーザーなどを採用することができる。第２レーザ発振器６６から出射されるレーザ光Ｌ２の波長は、たとえば、３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。なお、本実施の形態においては、１０６４ｎｍである。
【００６５】
図１４は、負極活物質の吸収率と、レーザ光の波長との関係を示すグラフである。なお、グラフの縦軸は、負極活物質の吸収率（％）を示し、横軸は、レーザ光の波長（ｎｍ）を示す。
【００６６】
このグラフに示すように、負極活物質は、３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の波長のレーザ光の吸収率は高いことが分かる。このため、レーザ光Ｌ２の波長を３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下とすることで、負極活物質に熱エネルギを良好に供給することができる。これにより、負極合材層を良好に切断することができる。
【００６７】
図１２に戻って、ハーフミラー６７は、光路合成素子として機能している。モータ７１は、Ｘ軸走査用ミラー６８の回転位置を調整する。モータ７２は、Ｙ軸走査用ミラー６９の回転位置を調整する。ｆθレンズ７０は、集光レンズである。なお、図１２において、「Ｘ方向」は、負極積層体シート５１の幅方向であり、「Ｙ方向」は、負極積層体シート５１の長さ方向である。
【００６８】
上記のように構成された電極シート製造装置６０を用いて、負極積層体シート５１を切断するときの電極シート製造装置６０の動作について説明する。引出装置６１が駆動することで、ロール体５０から負極積層体シート５１が引出方向Ｄ１に引き出される（引出工程Ｓ２１）。引出方向Ｄ１の引出速度は、４０ｍ／ｍｉｎである。そして、切断装置６２は、ローラ装置６３およびローラ装置６４の間に位置する負極積層体シート５１を切断する（切断工程Ｓ２２）。
【００６９】
第１レーザ発振器６５からレーザ光Ｌ１が出射されている。レーザ光Ｌ１は、ハーフミラー６７を通り、Ｘ軸走査用ミラー６８で反射される。Ｘ軸走査用ミラー６８で反射されたレーザ光Ｌ１はｆθレンズ７０で集光されて、負極積層体シート５１に照射される。
【００７０】
同様に、レーザ光Ｌ２は、第２レーザ発振器６６から出射される。レーザ光Ｌ２は、ハーフミラー６７で反射される、ハーフミラー６７で反射されたレーザ光Ｌ２は、Ｘ軸走査用ミラー６８で反射される。Ｘ軸走査用ミラー６８で反射されたレーザ光Ｌ２は、Ｙ軸走査用ミラー６９で反射されて、ｆθレンズ７０を通り、負極積層体シート５１に照射される。レーザ光Ｌ２の出力（Ｗ）は、レーザ光Ｌ１の出力（Ｗ）よりも高い。
【００７１】
モータ７１およびモータ７２を駆動させることで、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射位置を調整する。ｆθレンズ７０は、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の焦点を調整する。
【００７２】
図１５は、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の走査方向を示す平面図である。負極積層体シート５１は、引出方向Ｄ１に延びる側辺７５，７６を含む。側辺７６には未塗布部５７が配置されている。この際、負極積層体シート５１は、引出方向Ｄ１に移動している。
【００７３】
図１５に示す例においては、切断装置６２は、側辺７５側の開始位置８０から側辺７６側の終了位置８１に向けて、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を走査する。
【００７４】
開始位置８０から終了位置８１に向かう走査経路Ｒ１は、空間的に視て、開始位置８０側から終了位置８１に向かうにつれて、引出方向Ｄ１に向かうと共に、負極積層体シート５１の幅方向に延びる経路である。
【００７５】
負極積層体シート５１を引出方向Ｄ１に移動させながらレーザ光Ｌ１，Ｌ２を開始位置８０から終了位置８１に移動させることで、負極積層体シート５１が切断される。
【００７６】
なお、図１５において、照射位置Ｐ１はレーザ光Ｌ１の照射位置であり、照射位置Ｐ２はレーザ光Ｌ２の照射位置である。
【００７７】
切断装置６２は、レーザ光Ｌ１の照射をまず開始して、レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を走査経路Ｒ１上で移動させる。その後、レーザ光Ｌ２の照射も開始して、レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２を走査経路Ｒ１上で移動させる。
【００７８】
このように、レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２は、負極積層体シート５１上において、レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１の軌跡を通るように移動する。
【００７９】
図１６は、負極積層体シート５１において、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の照射位置Ｐ１，Ｐ２の移動経路を示す平面図である。
【００８０】
引出方向Ｄ１に負極積層体シート５１を引き出している状態で、照射位置Ｐ１，Ｐ２を引出方向Ｄ１に移動させると共に負極積層体シート５１の幅方向に移動させることで、負極積層体シート５１の側辺７５，７６に垂直な方向で、負極積層体シート５１を切断することができる。
【００８１】
そして、負極積層体シート５１の幅方向に延びる切断辺で負極積層体シート５１が切断され、負極積層体シート５１において、照射位置Ｐ１および照射位置Ｐ２は、切断辺となる部分を通るように移動する。
【００８２】
そして、負極積層体シート５１における照射位置Ｐ１の移動方向は、負極積層体シート５１の幅方向であり、負極積層体シート５１における照射位置Ｐ１および照射位置Ｐ２の間の距離を距離Ｌ３とする。
【００８３】
たとえば、負極積層体シート５１の搬送速度（引出速度）は、たとえば、２０（ｍ／分）以上８０（ｍ／分）以下である。好ましくは、４０（ｍ／分）である。なお、負極積層体シート５１は連続搬送されている。レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１およびレーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２の走査速度（レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の切断速度）は、たとえば、５００（ｍｍ／秒）以上４０００（ｍｍ／秒）以下である。なお、好ましくは、２０００ｍｍ／秒である。
【００８４】
図１７は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を走査経路Ｒ１上で走査した後に、再度、切断装置６２が負極積層体シート５１がレーザ光Ｌ１，Ｌ２を走査させる走査経路Ｒ２を示す平面図である。走査経路Ｒ２の開始位置８２は側辺７６側に位置しており、終了位置８３は側辺７５側に位置している。
【００８５】
切断装置６２は、図１５に示す終了位置８１から図１７に示す開始位置８２にレーザ光Ｌ１，Ｌ２を移動させる際には、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の出射を停止する。そして、Ｘ軸走査用ミラー６８およびＹ軸走査用ミラー６９を回転させて、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射する位置を開始位置８２に移動させる。
【００８６】
開始位置８２側から終了位置８３に向かうにつれて、走査経路Ｒ２は引出方向Ｄ１に向かうように傾斜している。なお、たとえば、負極積層体シート５１の幅の長さを１７０ｍｍの場合には、開始位置８２および終了位置８３までの距離は、１７４．８ｍｍである。そして、開始位置８２および終了位置８３の引出方向Ｄ１の距離は、４０．５ｍｍ程度である。
【００８７】
そして、負極積層体シート５１を引出方向Ｄ１に搬送した状態で、切断装置６２は、まず、レーザ光Ｌ１の照射を再開して、レーザ光Ｌ１を開始位置８２に照射する。その後、切断装置６２は、レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を走査経路Ｒ２上を走査方向Ｄ３に移動させる。その後に、レーザ光Ｌ２の出射を再開して、レーザ光Ｌ２を開始位置８２に照射し、照射位置Ｐ２を走査経路Ｒ２上で走査方向Ｄ３に移動させる。
【００８８】
このように、走査経路Ｒ２上においても、レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２は、レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１の軌跡を通るように移動する。
【００８９】
図１８は、図１７に示すＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における断面図である。負極積層体シート５１の未塗布部５７上に開始位置８２が位置している。
【００９０】
図１９は、レーザ光Ｌ１が負極積層体シート５１に向けて照射されている状態を示す断面図である。この図１９に示す状態においては、レーザ光Ｌ１は、開始位置８２に照射された後、走査方向Ｄ３に走査されており、レーザ光Ｌ１がセパレータシート５６を切断している。
【００９１】
ここで、レーザ光Ｌ１の焦点は、セパレータシート５６の表面に位置している。レーザ光Ｌ１の波長は、セパレータシート５６の吸収率が高い範囲に設定されているため、セパレータシート５６はレーザ光Ｌ１からの熱によって溶融して、切断される。
【００９２】
図２０は、レーザ光Ｌ１でセパレータシート５６を切断した状態を模式的に示す平面図である。
【００９３】
図２０に示すように、セパレータシート５６は、レーザ光Ｌ１によって切断されており、セパレータシート５６には走査経路Ｒ２を通るように、切断口９０が形成されている。負極合材層５３Ａの上面は、上記の切断口９０から外部に露出している。
【００９４】
図２１は、レーザ光Ｌ２の照射して、負極積層体シート５１を切断している様子を示す断面図である。レーザ光Ｌ２の焦点は、負極合材層５３Ａの表面に設定されている。
【００９５】
レーザ光Ｌ１の焦点位置と、レーザ光Ｌ２の焦点位置とは、負極積層体シート５１の厚さ方向にずれている。各焦点の位置は、ｆθレンズ７０の光学特性に基づいて、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の波長差によって調整されている。
【００９６】
たとえば、本実施の形態においては、レーザ光Ｌ１の波長は、１８００ｎｍ以上２１００ｎｍ以下であり、レーザ光Ｌ２の波長は、約１０６４ｎｍ程度である。
【００９７】
一般に、レーザ光Ｌ１の波長と、レーザ光Ｌ２の波長との差によって焦点がずれることを色収差という。この色収差を補正するために、色収差補正レンズをｆθレンズ７０に内蔵させることが考えられるが、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の波長差が大きいときには、レーザ光Ｌ１の焦点位置およびレーザ光Ｌ２の焦点位置を各々、所定位置に配置することは困難である。
【００９８】
そこで、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の波長差を５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内に収めることが好ましい。
【００９９】
上記のような波長差を生成するためには、第１レーザ発振器６５にツリウムファイバーレーザを採用し、第２レーザ発振器６６には、イッテルビウムファイバーレーザーを採用するのが好ましい。
【０１００】
負極合材層５３Ａにレーザ光Ｌ１が入射することで、負極合材層５３Ａの温度が上昇し、負極合材層５３Ａ内のバインダが蒸発する。負極合材層５３Ａ内のバインダが蒸発することで、バインダによる負極活物質粒子の固定が解除される。固定状態が解除された負極活物質粒子の一部は、蒸発したバインダと共に外部に飛ばされる。
【０１０１】
さらに、負極活物質粒子にレーザ光Ｌ１が照射されることで、負極活物質粒子に熱エネルギが加えられ、負極活物質粒子が振動し、多くの負極活物質粒子が外部に飛び出す。
【０１０２】
そして、金属箔５４にレーザ光Ｌ２が達すると、金属箔５４は蒸発して、負極活物質粒子の多くが気体状の金属と共に外部に飛び出す。
【０１０３】
さらに、負極合材層５３Ｂにレーザ光Ｌ２が達すると、負極合材層５３Ｂが高温となり、負極合材層５３Ｂのバインダが蒸発して、負極合材層５３Ｂの負極活物質粒子の固定状態が解除される。そして、負極合材層５３Ｂにおいても、負極活物質粒子にレーザ光Ｌ２が照射されることで、負極活物質粒子が外部に弾け飛ぶ。このようにして、負極シート５２が切断される。
【０１０４】
特に、本実施の形態においては、切断口９０を形成する際には、レーザ光Ｌ２よりも出力の弱いレーザ光Ｌ１でセパレータシート５６を切断しているため、セパレータシート５６の溶融量を少なく抑えることができる。
【０１０５】
一般に、セパレータシート５６にレーザ光Ｌ１を照射すると、セパレータシート５６が溶融して、溶融部分が破断する。セパレータシート５６が破断すると、当該破断部分の周囲に位置すると共に溶融した部分が凝固しながら収縮する。その結果、セパレータシート５６の溶融量が多い場合には、凝固した部分が山状に盛り上がる。
【０１０６】
その一方で、出力の小さいレーザ光Ｌ１で、セパレータシート５６を切断することで、セパレータシート５６の溶融量が過大となることを抑制することができる。その結果、セパレータシート５６の溶融部分の周囲が収縮して形成される山部の高さを低く抑えることができる。
【０１０７】
なお、レーザ光Ｌ１の出力は、８０Ｗ〜１２０Ｗ程度であり、好ましくは、１００Ｗ程度である。レーザ光Ｌ２の出力は、たとえば、５００（Ｗ）〜１（ｋＷ）程度であり、好ましくは、７００Ｗ程度である。
【０１０８】
図２１において、セパレータシート５５は、負極合材層５３Ｂからの熱が伝達されることで溶融して、切断される。この際、負極合材層５３Ｂの負極活物質粒子の多くは既に飛散しているため、セパレータシート５５に伝熱される熱量を抑制することができる。その結果、セパレータシート５５の溶融量を低減することができる。
【０１０９】
なお、第２レーザ発振器６６は、イッテルビウムファイバーレーザを採用するのが好ましい。ＣＯ2レーザでは、１ｋＷ程度の高出力のレーザ光を照射することは困難であるからである。
【０１１０】
図２２は、負極積層体シート５１を切断した状態を示す斜視図である。負極積層体シート５１を上記のように切断することで、負極シート１４と、セパレータ１３と、セパレータ１５とを形成することができる。
【０１１１】
負極シート１４は、負極シート５２が切断されることで形成されており、セパレータ１５，１３は、セパレータシート５６，５５を切断することで形成されている。
【０１１２】
上記のように、電極シート製造装置６０を用いて、負極積層体シート５１を切断することで、セパレータシート５６，５５の切断面の近傍において、山部がセパレータシート５６，５５の上面に形成されることを抑制することができる。
【０１１３】
図２３は、正極シートを形成する工程を模式的に示す模式図である。正極シートを形成する工程は、ロール体１００を準備する工程と、正極積層体シート１０１を引き出す工程と、正極積層体シート１０１を切断する工程とを含む。
【０１１４】
ロール体１００は、正極積層体シート１０１を巻回することで形成されている。図２４は、正極積層体シート１０１を示す断面図である。正極積層体シート１０１は、金属箔１２１と、正極合材層１２０Ａ，１２０Ｂとを含む。正極合材層１２０Ａ，１２０Ｂは、金属箔１２１の表裏面に形成されている。
【０１１５】
図２３に戻り、正極シートを形成する際には、電極シート製造装置１１０を用いる。電極シート製造装置１１０は、引出装置１１１と、切断装置１１２とを含む。
【０１１６】
引出装置１１１は、ローラ装置１１３と、ローラ装置１１４とを含む。切断装置１１２は、ローラ装置１１３およびローラ装置１１４の間に位置する正極積層体シート１０１を切断する。
【０１１７】
図２５は、切断装置１１２を模式的に示す斜視図である。切断装置１１２は、切断装置６２と同様に形成されている。
【０１１８】
切断装置１１２は、レーザ光発振器１３０と、ハーフミラー１３１と、Ｘ軸走査用ミラー１３２と、Ｙ軸走査用ミラー１３３と、ｆθミラー１３４と、モータ１３５，１３６とを含む。レーザ光発振器１３０は、たとえば、イッテルビウムファイバーレーザーである。レーザ光Ｌ５は、たとえば、３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。なお、本実施の形態においては、１０６４ｎｍである。この正極合材層１２０Ａ，１２０Ｂは、波長が３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下のレーザ光の吸収率は高い。
【０１１９】
そして、正極積層体シート１０１にレーザ光Ｌ５を照射して、正極積層体シート１０１を切断する。図２６は、正極積層体シート１０１を切断した状態を示す斜視図である。正極積層体シート１０１を所定の長さで切断することで、正極シート１２を形成することができる。
【０１２０】
図２７は、積層工程Ｓ１１を模式的に示す斜視図である。積層工程Ｓ１１においては、シート準備工程Ｓ１０で形成した各シートを積層することで、電極体３を形成する。
【０１２１】
切断工程Ｓ２２において、セパレータ１５およびセパレータ１３の縁部に山部が形成されることが抑制されているので、セパレータ１３，１５を複数積層したとしても、製造した電極体３の寸法が、予め設定された電極体３の寸法から大きくずれることを抑制することができる。このようにして、図５に示す集電体形成工程Ｓ２が終了する。
【０１２２】
図２８は、集電体溶接工程Ｓ３を示す正面図である。集電体溶接工程Ｓ３においては、電極体３の正極２３に正極集電端子６を溶接し、負極集電端子７を負極２４に溶接する。
【０１２３】
図５に示す収容工程Ｓ４において、電極体３を収容ケース２内に収容すると共に、蓋１１をケース本体１０の開口縁部に配置する。そして、蓋１１をケース本体１０の開口縁部に溶接する。
【０１２４】
注液工程Ｓ５において、蓋１１に形成された注液口から電解液８を収容ケース２内に注入する。封止工程Ｓ６において、注入口を封止する。このようにして、蓄電装置１を製造することができる。
【０１２５】
次に、切断工程Ｓ２２において、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の間の距離Ｌ３について説明する。具体的には、図１５において、レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と、レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との間の走査方向Ｄ２の距離Ｌ３について、図２９を用いて説明する。
【０１２６】
図２９に示す実験においては、距離Ｌ３の距離を算出するために実施した実験である。
図２９は、レーザ光の照射位置と、セパレータシート５６の溶融点を模式的に示す模式図である。
【０１２７】
この図２９に示す実験においては、レーザ光Ｌ１をセパレータシート５６に照射した状態で所定方向に走査して、セパレータシート５６の溶融点と、レーザ光Ｌ１の照射位置との間の距離を測定している。
【０１２８】
この実験においては、セパレータシート５６上におけるレーザ光Ｌ１の走査速度（切断速度）は、１０００ｍｍ／ｓである。図中の溶融点Ｐ１０は、セパレータシート５６が溶融し始めている点である。距離Ｌ４は、走査方向において、照射位置Ｐ１と溶融点Ｐ１０との間の距離である。
【０１２９】
図２９において、照射位置Ｐ１および溶融点Ｐ１０の間の距離は、２．５ｍｍである。セパレータシート５６上におけるレーザ光Ｌ１の走査速度は、１０００ｍ／ｓであるため、セパレータシート５６にレーザ光Ｌ１が照射されてからセパレータシート５６が溶融するまでには、２．５ｍｓの時間のずれがあることが分かる。そして、セパレータシート５６は溶融した後、レーザ光Ｌ１の走査経路Ｒ１の両側に収縮して、切断口９０が形成されていくことが分かる。
【０１３０】
本実施の形態の切断工程Ｓ２２においては、レーザ光Ｌ２を照射するときには、切断口９０が形成されている必要がある。そのため、図１５に示す距離Ｌ３は、下記の式（１）および式（２）によって設定することができる。
【０１３１】
距離Ｌ３≧値Ｔ・・・（１）
値Ｔ＝（レーザ光Ｌ２の切断速度（ｍｍ／ｓ））×２．５ｍｓ・・・（２）
ここで、レーザ光Ｌ２の切断速度とは、セパレータシート５６上におけるレーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２の移動速度である。値Ｔは、セパレータシート５６上におけるレーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２の移動速度と、レーザ光Ｌ１を照射してからセパレータシート５６が溶融するまでの時間とを乗した値である。
【０１３２】
上記のように、距離Ｌ３を設定することで、切断口９０が形成された後に、レーザ光Ｌ２を照射することができ、レーザ光Ｌ２を良好に負極シート５２に照射することができる。このようにして、負極積層体シート５１を良好に切断することができる。
【０１３３】
さらに、本実施の形態に係る切断工程Ｓ２２においては、ガルバノスキャナタイプの切断装置６２を用いて、セパレータシート５６を切断している。
【０１３４】
ガルバノスキャナタイプの切断装置６２においては、レーザ光Ｌ１の照射位置と、レーザ光Ｌ２の照射位置とが直線状に配列するようになる。このため、レーザ光Ｌ１の照射位置と、レーザ光Ｌ２の照射位置との間の距離Ｌ３の上限値は、負極積層体シート５１の幅方向の長さとなる。
【０１３５】
なお、上記の実施の形態においては、ガルバノスキャナタイプの切断装置６２を１台を用いた例について説明したが、レーザ光Ｌ１を照射する切断装置と、レーザ光Ｌ２を照射する切断装置を準備したとすると、レーザ光Ｌ１の照射位置およびレーザ光Ｌ２の照射位置は、適宜設定することができる。
【０１３６】
したがって、レーザ光Ｌ１の照射位置およびレーザ光Ｌ２の照射位置の間の距離Ｌ３の上限値は、切断装置６２の仕様や用いる台数によって変動するものである。
【実施例】
【０１３７】
次に、切断工程Ｓ２２に関して、実施例の切断工程Ｓ２２と、比較例の切断工程Ｓ２２とついて対比して説明する。
【０１３８】
実施例および比較例のいずれにおいても、図１０に示す負極積層体シート５１を切断している。実施例および比較例において、負極積層体シート５１は、銅箔であり、厚さは、１０μｍである。
【０１３９】
負極合材層５３Ａは、負極活物質およびバインダを含む。負極活物質は、たとえば、粒径が８０μｍ程度の天然黒鉛粒子である。バインダは、ＣＭＣ（Sodium Carboxymethylcellulose）およびＳＢＲ（styrene-butadiene rubber）を含む。
【０１４０】
上記のＣＭＣの含有量は、たとえば、１ｗｔ％であり、ＳＢＲの含有量は、たとえば、１ｗｔ％である。セパレータシート５６，５５は、ポリエチレン製多孔質フィルムであり、セパレータシート５５，５６の厚さは、たとえば、２０μｍである。
【０１４１】
実施例に係る切断工程Ｓ２２においては、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２を用いて、負極積層体シート５１を切断した。レーザ光Ｌ１の照射位置およびレーザ光Ｌ２の放射位置の間の距離Ｌ３は、１．２ｍｍである。
【０１４２】
比較例に係る切断工程Ｓ２２においては、レーザ光Ｌ２を用いて、負極積層体シート５１を切断した。なお、レーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の発振器および波長などに関しては、下記の表１に示す。
【０１４３】
【表１】
2019102133.tif 000003
【０１４４】
上記の実施例および比較例を実施した結果評価を下記の表２に示す。
【０１４５】
【表２】
2019102133.tif 000004
【０１４６】
上記の表２に示すように比較例に係る切断工程Ｓ２２においては、負極積層体シート５１を切断することができるレーザ光Ｌ２の走査速度（切断速度）は０．５ｍ／ｓｅｃであった。実施例に係る切断工程Ｓ２２においては、負極積層体シート５１を切断することができるレーザ光Ｌ２の走査速度（切断速度）は２ｍ／ｓｅｃであった。このように、実施例に係る切断工程Ｓ２２の方が比較例よりも速いことが分かる。
【０１４７】
次に、実施例に係る切断工程Ｓ２２の切断状況と、比較例に係る切断工程Ｓ２２の切断状況について写真などを用いて、説明する。
【０１４８】
図３０は、比較例に係る切断工程Ｓ２２を模式的に示す平面図である。図３０において、部位２００は、レーザ光Ｌ２が照射されていた部分であり、部位２０１は、セパレータシート５６が切断されている部分である。さらに、部位２０２は、部位２００よりもレーザ光Ｌ２の走査方向の後方側に位置しており、部位２０２においては、溶融中のセパレータシート５６が部位２０１に覆いかぶさるように形成されている。
【０１４９】
比較例に係る切断工程Ｓ２２においては、レーザ光Ｌ２が照射されると、レーザ光Ｌ２のエネルギは、セパレータシート５６で吸収されずに、負極合材層５３Ａにおいて吸収される。
【０１５０】
負極合材層５３Ａでレーザ光Ｌ２のエネルギが吸収されると、負極合材層５３Ａの温度が上昇して、負極合材層５３Ａを構成する天然黒鉛粒子が外部に飛び出そうとする。その一方で、負極合材層５３Ａの上面に形成されたセパレータシート５６は残留しているため、天然黒鉛粒子は外部に飛び出すことができない。
【０１５１】
高温となった負極合材層５３Ａからセパレータシート５６に伝達され、セパレータシート５６が溶融する。このため、部位２０２において、溶融したセパレータシート５６が部位２０２に跨るように形成される。
【０１５２】
その後、溶融したセパレータシート５６が破断すると共に収縮することで、部位２０２よりも後方側でセパレータシート５６が破断する。
【０１５３】
図３１は、実施例に係る切断工程Ｓ２２の切断過程において、レーザ光Ｌ１の照射を停止したときの負極積層体シート５１を模式的に示す模式図である。
【０１５４】
部位２１０は、レーザ光Ｌ１が照射されていた位置である。部位２１１は、セパレータシート５６が切断されている部位である。
【０１５５】
図３１などに示されるように、レーザ光Ｌ１の照射位置である部位２１０の直ぐ、後方側において、セパレータシート５６が切断されている。すなわち、比較例と異なり、レーザ光の照射位置の後方側で溶融したセパレータシート５６が残留している部分が見当たらない。
【０１５６】
このような現象が生じた理由としては、レーザ光Ｌ１はセパレータシート５６で吸収率が高く、レーザ光Ｌ１のエネルギがセパレータシート５６で吸収されているものと推察できる。すなわち、比較例においては、負極合材層５３Ａからの伝熱によってセパレータシート５６が溶融している一方で、実施例においては、レーザ光Ｌ１からのエネルギによって直接的に溶融している。その結果、実施例においては、セパレータシート５６が良好に切断されている。
【０１５７】
図３２は、比較例の切断工程Ｓ２２において、負極積層体シート５１を切断した後の状態を模式的に示す模式図である。
【０１５８】
図３３は、図３２に示す示す負極積層体シート５１を模式的に示す斜視図である。図３４は、比較例の切断工程Ｓ２２において、負極積層体シート５１を切断した後における断面形状を模式的に示すグラフである。
【０１５９】
図３５は、実施例の切断工程Ｓ２２において、負極積層体シート５１を切断した後の形状を模式的に示す平面図である。図３６は、図３５に示す負極積層体シート５１を模式的に示す斜視図である。図３７は、実施例の切断工程Ｓ２２において、負極積層体シート５１の断面形状を模式的に示すグラフである。
【０１６０】
上記の図３２から図３７を参照して、比較例の切断工程Ｓ２２においては、負極積層体シート５１を切断すると、切断部２０５の両側に山部２０６および山部２０７が形成されている。
【０１６１】
このため、負極シート１４の上面において、２つの切断面（側面）の一方側には山部２０６が形成されており、他方側には山部２０７が形成されている。なお、山部２０６および山部２０７の高さは、０．１ｍｍ程度である。
【０１６２】
そのため、比較例に係る切断工程Ｓ２２によって形成された複数の負極シート１４と、複数の正極シート１２とを積層したとすると、複数の山部２０６，２０７が互いに重なり合うことになる。その結果、図２において、電極体３上面側および下面側が膨らみ、電極体３の中央部が凹むような形状となる。
【０１６３】
その一方で、図３５から図３７に示すように、実施例に係る切断工程Ｓ２２においては、切断部２１５の両側に大きな山部は形成されていない。そのため、積層工程において、セパレータ１３、負極シート１４およびセパレータ１５などを複数積層したとしても、電極体３を平坦面状に形成することができる。
【０１６４】
さらに、図３６や図３７などに示されるように、切断部２０５の両側は、アール形状となっている。このため、引出装置６１などで搬送する際に、セパレータ１５，１３の切断部分とが干渉することが抑制されており、セパレータ１５，１３がめくれるなどの弊害が生じることを抑制することができる。
【０１６５】
さらに、実施例において、レーザ光Ｌ１の出力とレーザ光Ｌ２の出力の合計出力は、６００Ｗである。その一方で、比較例に係るレーザ光Ｌ２の出力は、１３００Ｗである。このように、本実施例に係る切断工程Ｓ２２は、低出力で負極積層体シート５１を切断することができる。
【０１６６】
次に、刃具で負極積層体シート５１を切断した場合について説明する。図３８は、刃具で負極積層体シート５１を切断したときの断面形状を模式的に示すグラフである。
【０１６７】
図３８に示すように、刃具を用いて負極積層体シート５１を切断したとしても、ある程度、良好に負極積層体シート５１を切断することができることが分かる。しかし、負極積層体シート５１の切断面が上面に対して垂直であるため、ローラ装置６４などで切断したセパレータ１３，１５および負極シート１４を搬送する際に、セパレータ１３，１５がめくれるおそれがある。さらに、刃具で負極積層体シート５１を切断したとすると、繰り返し負極積層体シート５１を切断した際に、刃具が劣化する。
【０１６８】
その結果、刃具の劣化程度によっては、負極積層体シート５１を良好に切断することができなくなり、歩留まりが悪くなる。その一方で、頻繁に刃具を交換したのでのは、蓄電装置１の製造コストが高くなる。
【０１６９】
その一方で、実施例に係る切断工程Ｓ２２によれば、上記のような弊害が生じることを抑制することができる。
【０１７０】
以上、本発明に基づいた実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された事項はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１７１】
１  蓄電装置、２  収容ケース、３  電極体、４  正極外部端子、５  負極外部端子、６，７  端子、８  電解液、９Ａ，９Ｂ，３０，３３  絶縁部材、１０  ケース本体、１１  蓋、１２  正極シート、１３，１５  セパレータ、１４，５２  負極シート、１６，２０，５４，１２１  金属箔、１７，１２０Ａ，１２０Ｂ  正極合材層、１８，２２，５７  未塗布部、２１，５３Ａ，５３Ｂ  負極合材層、２３  正極、２４  負極、３１，３４  金属板、３２，３５  端子ボルト、４０，４５  台座、４１，４６  脚部、４２，４７  軸部、４８  蓋ユニット、５０，１００  ロール体、５１  負極積層体シート、５５，５６  セパレータシート、６０，１１０  電極シート製造装置、６１，１１１  引出装置、６２，１１２  切断装置、６３，６４，１１３，１１４  ローラ装置、６５  第１レーザ発振器、６６  第２レーザ発振器、６７，１３１  ハーフミラー、６８，６９，１３２，１３３  軸走査用ミラー、７０  レンズ、７１，７２，１３５，１３６  モータ、７３  制御部、７５，７６  側辺、８０，８２  開始位置、８１，８３  終了位置、９０  切断口、１０１  正極積層体シート、１３０  レーザ光発振器、１３４  ミラー、２００，２０１，２０２，２１０，２１１  部位、２０５，２１５  切断部、２０６，２０７  山部、２００７，２００８，２０１５  特開、Ｄ１  引出方向、Ｄ２，Ｄ３  走査方向、Ｌ，Ｌ３，Ｌ４  距離、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５  レーザ光、Ｐ１，Ｐ２  照射位置、Ｐ１０  溶融点、Ｒ１，Ｒ２  走査経路、Ｓ１  蓋ユニット形成工程、Ｓ２  体形成工程、Ｓ３  体溶接工程、Ｓ４  収容工程、Ｓ５  液工程、Ｓ６  封止工程、Ｓ１０  シート準備工程、Ｓ１１  積層工程、Ｓ２０  ロール体準備工程、Ｓ２１  引出工程、Ｓ２２  切断工程。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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