(57)【要約】【課題】積み重ねられたセパレータの相互の貼り付きを回避することができるとともに、吸着把持具によってセパレータを確実に１枚ずつ取り出すことが可能な電池用のセパレータの提供にある。【解決手段】積層型の電極体において正極と負極との間に介在される電池用のセパレータ１０であって、セパレータ１０の少なくとも一方の面は、エンボス加工により形成される多数の突起を備えるエンボス領域１１と、平滑な面により形成される非エンボス領域１２とを有する。セパレータ１０を吸着把持する吸着把持具３０は非エンボス領域１２と密着可能となる。【選択図】  図１
2015201404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体において正極と負極との間に介在される電池用のセパレータであって、
セパレータの面は、エンボス加工により形成される多数の突起を備えるエンボス領域と、平滑な面により形成される非エンボス領域とを有することを特徴とする電池用のセパレータ。
【請求項２】
前記突起の間隔は、前記エンボス領域における位置に応じて異なることを特徴とする請求項１記載の電池用のセパレータ。
【請求項３】
前記エンボス領域は、前記突起の間隔を第１間隔に設定した第１突起列と、前記突起の間隔を前記第１間隔と異なる第２間隔により設定した第２突起列を有することを特徴とする請求項１記載の電池用のセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リチウムイオン二次電池等に用いられる電池用のセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池は、電子機器の電源だけでなく、ハイブリッド車や電気自動車の電源として採用されている。
リチウムイオン二次電池の電池ケース内には電極体が収容されており、電極体は金属箔に正極活物質を塗布した正極と、金属箔に負極活物質を塗布した負極と、正極と負極との間に介在されるセパレータとを有している。
電極体としては、例えば、捲回型の電極体と積層型の電極体が存在する。
捲回型の電極体は、長尺状の正極および負極の間にセパレータを介在させた電極シートを捲回することにより形成されている。
一方、積層型の電極体は、多数枚の正極、負極およびセパレータが交互に積層される構造を有する。
【０００３】
積層型の電極体を製作する際には、セパレータの材料である樹脂シート材から、正極および負極のサイズに合わせた寸法にて裁断して、多数枚のセパレータを用意する。
用意された多数枚のセパレータは、製造時に使用されるまでの間は、積み重ねられた状態にて所定の保管場所に一時的に保管される。
そして、製造時には、セパレータが保管場所から１枚ずつ取り出される。
ところが、セパレータの面が平滑面であるため、積み重ねられた状態のセパレータを１枚ずつ取り出そうとしても、静電気やセパレータ自体の密着性に起因するセパレータの相互の貼り付きにより２、３枚のセパレータを取り出してしまうという問題がある。
【０００４】
一方、従来では、エンボス加工を施したセパレータが存在する（例えば、特許文献１を参照）。
この種のエンボス加工されたセパレータの場合、エンボス加工により形成された多数の突起によりセパレータ相互の貼り付きを回避することができ、セパレータを確実に１枚ずつ取り出すことが可能となると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／０５３８９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、セパレータを保管場所から１枚ずつ取り出すとき、負圧吸引力を用いる吸着パッドを備えた吸着把持具を用いる場合がある。
しかしながら、従来のエンボス加工が施されたセパレータでは、エンボス加工により形成された突起が吸着パッドとセパレータとの密着を阻害し、吸着把持具がセパレータを確実に把持できないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、積み重ねられたセパレータの相互の貼り付きを回避することができるとともに、吸着把持具によってセパレータを確実に１枚ずつ取り出すことが可能な電池用のセパレータの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、電極体において正極と負極との間に介在される電池用のセパレータであって、セパレータの面は、エンボス加工により形成される多数の突起を備えるエンボス領域と、平滑な面により形成される非エンボス領域とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、セパレータを積み重ねても、エンボス領域の突起によりセパレータ相互の貼り付きが防止される。
また、セパレータの面は、平滑な面により形成される非エンボス領域を有する。
このため、セパレータの取り出しの手段として負圧吸引力を用いる吸着把持具を用いても、吸着把持具の吸着面を非エンボス領域に密着させることにより、セパレータは確実に吸着把持具により把持される。
従って、本発明によれば、多数枚のセパレータを積み重ねてもセパレータの相互の貼り付きを回避することができるとともに、吸着把持具によってセパレータを確実に１枚ずつ取り出すことが可能である。
【００１０】
また、上記の電池用のセパレータにおいて、前記突起の間隔は、前記エンボス領域における位置に応じて異なる構成としてもよい。
この場合、セパレータを積み重ねても、上下のセパレータの突起が互いに重なり難くなり、セパレータの相互の貼り付きをより確実に防止することができる。
【００１１】
また、上記の電池用のセパレータにおいて、前記エンボス領域は、前記突起の間隔を第１間隔に設定した第１突起列と、前記突起の間隔を前記第１間隔と異なる第２間隔により設定した第２突起列を有する構成としてもよい。
この場合、第１突起列と第２突起列が上下となるようにセパレータが積み重ねられても、突起が互いに重なり難くなり、セパレータの相互の貼り付きをより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、積み重ねられたセパレータの相互の貼り付きを回避することができるとともに、吸着把持具によってセパレータを確実に１枚ずつ取り出すことが可能な電池用のセパレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）本発明の実施形態に係る電池用のセパレータの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視図である。
【図２】電極体の概略構造を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は樹脂シート材に対するエンボス加工を示す概略側面図であり、（ｂ）はエンボス加工が施された樹脂シート材の裁断を示す概略平面図である。
【図４】吸着把持具によりセパレータを把持する動作を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は変形例１に係るセパレータを説明する樹脂シート材の平面図であり、（ｂ）は変形例２に係るセパレータを説明する樹脂シート材の平面図である。
【図６】（ａ）は変形例３に係るセパレータの平面図であり、（ｂ）は変形例３に係る樹脂シート材の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る電池用のセパレータについて図面を参照して説明する。
本実施形態では、非水電解液二次電池としてのリチウムイオン二次電池に使用される電池用のセパレータについて例示している。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のセパレータ１０は、長方形のシートであって、図２に示す積層型の電極体２１の正極２２（又は負極２３）のサイズに対応するサイズに設定されている。
セパレータ１０は、ポリオレフィン樹脂等の公知の樹脂材料を用いた微多孔フィルムであり、電極体２１において正極２２と負極２３との間に介在される。
本実施形態では、説明の便宜上、セパレータ１０の短辺の間を幅とし、セパレータ１０の長辺の間を長さとする。
【００１６】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施形態のセパレータ１０は、エンボス加工されているエンボス領域１１と、エンボス加工が施されず、未加工のままの平滑な面により形成される非エンボス領域１２とに区画されている。
本実施形態では、セパレータ１０において３つのエンボス領域１１（１１Ａ、１１Ｂ）が形成されている。
３つのエンボス領域１１（１１Ａ、１１Ｂ）は、セパレータ１０の幅方向の中央部に形成される中央部エンボス領域１１Ａと、セパレータ１０の幅方向の両端部にそれぞれ形成される端部エンボス領域１１Ｂである。
セパレータ１０の幅方向において中央部エンボス領域１１Ａと端部エンボス領域１１Ｂとの間に、非エンボス領域１２が形成されている。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、エンボス領域１１には、多数の半球状の突起１３が形成されている。
本実施形態では、エンボス領域１１における突起１３の高さおよび直径は一定であり、また、隣り合う突起１３の間隔は一定に設定されている。
突起１３は、積み重ねられた多数枚のセパレータ１０からセパレータ１０を１枚ずつ取り出し易くするようにするために設けられている。
つまり、エンボス領域１１における突起１３は、積み重ねられたセパレータ１０の相互の貼り付きを防止するためのものである。
従って、突起１３の高さ、突起１３の直径および突起の間隔は、特に規定されていないが、セパレータ１０として機能を果たすほか、セパレータ１０の相互の貼り付きを防止することができる程度の条件に設定されていればよい。
【００１８】
本実施形態の非エンボス領域１２は、セパレータ１０の幅方向において中央部エンボス領域１１Ａと端部エンボス領域１１Ｂとの間に形成されている。
本実施形態では、生産上の都合により、非エンボス領域１２は長さ方向においてセパレータ１０を横断するように一対の帯状に形成されている。
ところで、電池製造の際に、積み重ねられた多数枚のセパレータ１０からセパレータ１０を１枚ずつ取り出す際に、図１（ｂ）に示すように、負圧吸引力を利用してセパレータ１０を把持する吸着把持具３０を用いる。
図４に示すように、本実施形態の吸着把持具３０は、６個の吸着パッド３１を備えており、３個の吸着パッド３１が２列となるように配置されている。
吸着パッド３１は空気配管を介して負圧吸引源（図示せず）と接続されている。
従って、負圧吸引源の作動により吸着パッド３１に負圧吸引力が発生する。
【００１９】
吸着把持具３０がセパレータ１０を把持する場合、吸着パッド３１の吸着面はセパレータ１０と密着する必要がある。
このため、非エンボス領域１２は、吸着パッド３１の吸着面と密着可能とするために平滑な面により形成されている。
従って、非エンボス領域１２は、セパレータ１０において吸着パッド３１が吸着する吸着位置Ｓに対応して設定されている（図１（ａ）を参照）。
【００２０】
また、非エンボス領域１２の面積は、吸着パッド３１の吸着面の面積に対応するように設定されている。
非エンボス領域１２の面積は、少なくとも吸着パッド３１の吸着に必要な面積が設定されていればよく、吸着パッド３１の吸着面の面積よりも大きく設定される。
また、非エンボス領域１２の面積が大きくなる程、セパレータ１０の相互の貼り付きが強くなるため、非エンボス領域１２の面積は、エンボス領域１１によるセパレータ１０相互の貼り付き防止を妨げない程度の面積が設定されていればよい。
従って、本実施形態のように、非エンボス領域１２の総面積は、エンボス領域１１の総面積と比較して小さく設定されていることが好ましい。
【００２１】
次に、本実施形態のセパレータ１０の製造方法について説明する。
セパレータ１０は、公知の樹脂材料により形成された樹脂シート材４０から製造される。
図３（ａ）に示すように、樹脂シート材４０はロール状に巻かれた形態であり、樹脂シート材４０のシート面は平滑でありシート面同士の密着性は高い。
ロール状の樹脂シート材４０はシート引出装置としてのガイドロール４１により一方向へ引き出される。
引き出された樹脂シート材４０は、上側に配置された加圧ロール４２と下側に配置されたエンボスロール４３の間を通過する。
樹脂シート材４０が加圧ロール４２とエンボスロール４３の間を通過するとき、エンボスロール４３は、樹脂シート材４０にエンボス加工を施す。
【００２２】
エンボスロール４３のロール面には、図示はしないが、セパレータ１０のエンボス領域１１（１１Ａ、１１Ｂ）に対応するエンボス加工面と、非エンボス領域１２に対応して兵非エンボス加工面がそれぞれ周方向にわたって形成されている。
従って、樹脂シート材４０が加圧ロール４２とエンボスロール４３の間を通過した樹脂シート材４０の幅方向の中央部には、中央部エンボス領域１１Ａが引き出し方向に沿って形成されている。
また、中央部エンボス領域１１Ａの端部側には、非エンボス領域１２が引き出し方向に沿って形成され、さらに、非エンボス領域１２と幅方向の端部との間には、端部エンボス領域１１Ｂがそれぞれ引き出し方向に沿って形成される。
エンボス領域１１では、樹脂シート材４０のシート面に多数の突起１３が形成され、非エンボス領域１２では平滑な面のままである。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示すように、エンボス加工が施された樹脂シート材４０を裁断装置４４により電極体２１のサイズに合わせて裁断し、多数枚のセパレータ１０を連続的に得る。
得られた多数枚のセパレータ１０は、セパレータ１０を保管するセパレータ保管マガジン４５にて順次積み重ねられ、積み重ねられた多数枚のセパレータ１０は電池製造に使用するまでセパレータ保管マガジン４５において保管される。
積み重ねられた多数枚のセパレータ１０は、エンボス領域１１によってセパレータ１０の相互の貼り付きが防止される。
【００２４】
次に、吸着把持具３０を用いたセパレータ１０の取り出しについて説明する。
電池製造の際、電極体２１を組み立てるために電極体２１の正極２２（又は負極２３）の両面にセパレータ１０を設けるようにする（図２を参照）。
因みに、正極２２の両面にセパレータ１０を設ける場合、負極２３にはセパレータ１０を設けず、また、負極２３の両面にセパレータ１０を設ける場合には、正極２２にセパレータ１０を設けない。
そして、電極体２１は、正極２２と負極２３との間にセパレータ１０が介在されるように組み立てられる。
電池製造では、セパレータ保管マガジン４５からセパレータ１０を１枚ずつ取り出す必要があり、セパレータ１０の取り出し手段としての吸着把持具３０が用いられる。
【００２５】
図４に示すように、本実施形態の吸着把持具３０は、セパレータ保管マガジン４５と電極体２１の組立台４６との間を往復移動する。
セパレータ１０の取り出し時において、吸着把持具３０は、セパレータ保管マガジン４５の上方へ移動する。
このとき、吸着パッド３１の下方には、セパレータ１０の非エンボス領域１２が位置する。
次に、吸着把持具３０が下降して吸着パッド３１は非エンボス領域１２に密着する。
吸着パッド３１が非エンボス領域１２に密着した後、負圧吸引源が吸引して吸着パッド３１に負圧吸引力を発生させると、吸着パッド３１はセパレータ１０を吸着し、セパレータ１０は吸着把持具３０に把持される。
次に、吸着把持具３０を上昇させて、１枚のセパレータ１０をセパレータ保管マガジン４５から取り出す。
【００２６】
このとき、取り出されるセパレータ１０と取り出されるセパレータ１０の下側のセパレータ１０とは、上下となるエンボス領域１１によりセパレータ１０の相互の密着性が低い状態にある。
このため、吸着パッド３１に吸着されたセパレータ１０に別のセパレータ１０が貼り付くことなく、吸着把持具３０は１枚のセパレータ１０を取り出すことができる。
吸着把持具３０に把持されたセパレータ１０は組立台４６へ移載され、電極体２１の組み立てに使用される。
組立台４６では、正極２２（又は負極２３）がセパレータ１０により挟み込まれて電極体２１が形成される。
【００２７】
本実施形態は、以下の作用効果を奏する。
（１）多数枚のセパレータ１０を積み重ねても、エンボス領域１１の突起１３によりセパレータ１０の相互の貼り付きは防止される。また、吸着把持具３０を用いても、吸着把持具３０の吸着面を非エンボス領域１２に密着させることにより、セパレータ１０は確実に吸着把持具３０に把持される。従って、多数枚のセパレータ１０を積み重ねてもセパレータ１０の相互の貼り付きを回避することができるとともに、吸着把持具３０によってセパレータ１０を確実に１枚ずつ取り出すことが可能である。
（２）樹脂シート材４０の引き出し方向に沿うように非エンボス領域１２が形成されているため、セパレータ１０に非エンボス領域１２を形成し易い。
【００２８】
（変形例１）
次に、変形例１に係るセパレータについて説明する。
変形例１では、セパレータ１０毎にエンボス領域１１（１１Ａ、１１Ｂ）における突起１３の分布が不均一となるように形成されている。
エンボスロール４３のロール面には、セパレータ１０のエンボス領域１１に対応するエンボス加工面（図示せず）が周方向にわたって形成されている。
エンボス加工面は、樹脂シート材４０のエンボス領域１１（１１Ａ、１１Ｂ）において、引き出し方向の突起１３の間隔が場所によって異なるように形成されている。
従って、図５（ａ）に示すように、樹脂シート材４０の裁断により得られるセパレータ１０は、セパレータ１０毎にエンボス領域１１の引き出し方向の突起１３の間隔が異なる。
【００２９】
図５（ａ）では、樹脂シート材４０において裁断予定線Ｃを一点差線により示しており、裁断予定線Ｃを裁断することによりセパレータ１０が得られる。
図５（ａ）において端部エンボス領域１１Ｂの一部を拡大して示す拡大部Ｍ１と拡大部Ｍ２では、拡大部Ｍ１の引き出し方向における突起１３の間隔は、拡大部Ｍ２の引き出し方向における突起１３の間隔よりも大きい。
このため、樹脂シート材４０の裁断により得られたセパレータ１０を積み重ねても、セパレータ１０の突起１３が相互に重なり合う可能性が小さくなり、セパレータ１０の相互の貼り付きをより低減することができる。
【００３０】
（変形例２）
次に、変形例２に係るセパレータについて説明する。
図５（ｂ）に示すように、変形例２では、セパレータ１０のエンボス領域１１（１１Ａ、１１Ｂ）には、複数の突起１３が引き出し方向に沿って並列する突起列Ｒ１、Ｒ２が形成されている。
突起列Ｒ１は第１突起列に相当し、突起列Ｒ２は第２突起列に相当する。
引き出し方向に沿う突起列Ｒ１、Ｒ２は、セパレータ１０の幅方向において多数配列されている。
変形例２では、突起１３の間の間隔が異なる２種類の突起列Ｒ１、Ｒ２がエンボス領域１１（１１Ａ、１１Ｂ）に形成されている。
拡大部Ｍ３に示すように、突起列Ｒ１では、引き出し方向における所定距離Ｌにおいて１１個（ｍ＝１１、ｍは突起１３の個数）の突起１３が等間隔にて配列されて形成されており、突起列Ｒ１における突起１３の間隔は第１間隔に相当する。
また、突起列Ｒ２は引き出し方向における所定距離Ｌにおいて９個（ｎ＝９、ｎは突起１３の個数）の突起１３が等間隔にて配列されて形成されており、突起列Ｒ２における突起１３の間隔は第２間隔に相当する。
【００３１】
変形例２では、２種類の突起列Ｒ１、Ｒ２は、２つのエンボスロール（図示せず）を用いることにより形成される。
一方のエンボスロールのロール面には、突起列Ｒ１に対応するエンボス加工面（図示せず）が周方向にわたって形成されている。
他方のエンボスロールのロール面には、突起列Ｒ２に対応するエンボス加工面（図示せず）が周方向にわたって形成されている。
一方のエンボスロールおよび他方のエンボスロールは突起列Ｒ１と突起列Ｒ２が幅方向において重ならないようにそれぞれのエンボス加工面が形成されている。
一方のエンボスロールは樹脂シート材４０の引き出し方向の上流側に配置され、他方のエンボスロールは一方のエンボスロールの下流側により配置される。
従って、樹脂シート材４０は、最初に一方のエンボスロールを通るときに突起列Ｒ１が形成され、次の他方のエンボスロールを通るときに、突起列Ｒ２が形成される。
【００３２】
図５（ｂ）では、樹脂シート材４０において裁断予定線Ｃを一点差線により示しており、裁断予定線Ｃを裁断することによりセパレータ１０が得られる。
突起列Ｒ１および突起列Ｒ２の所定距離Ｌにおける突起１３の数は互いに素であるから、所定距離Ｌにおいて突起列Ｒ１と突起列Ｒ２とが積み重ねられる場合、突起列Ｒ１および突起列Ｒ２の突起１３が互いに重なる数は少ない。
従って、樹脂シート材４０の裁断により得られたセパレータ１０を積み重ね、突起列Ｒ１と突起列Ｒ２が重なれば、セパレータ１０の突起１３が相互に重なり合う可能性が小さくなり、セパレータ１０の相互の貼り付きをより低減することができる。
【００３３】
（変形例３）
次に、変形例３に係るセパレータについて説明する。
図６（ａ）に示すように、変形例３に係るセパレータ１０は、非エンボス領域１２の形状・面積が上記の実施形態の非エンボス領域１２と異なる。
セパレータ１０は、吸着位置Ｓに対応する複数の非エンボス領域１２を有している。
図６（ｂ）に示すように、セパレータ１０は、樹脂シート材４０において引き出し方向に複数の非エンボス領域１２を形成し、樹脂シート材４０を裁断することにより得られる。
非エンボス領域１２に対応するロール面をエンボスロールに形成すれば、このエンボスロールにより樹脂シート材４０には間欠的に非エンボス領域１２が形成される。
この場合、セパレータ１０の面積全体に占めるエンボス領域１１の面積の割合が高くなり、セパレータ１０の相互の貼り付き防止はより確実となる。
【００３４】
本発明は、上記の実施形態（変形例を含む）に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
【００３５】
○  上記の実施形態では、吸着把持具はセパレータを把持するとしたが、例えば、正極（又は負極）がセパレータにより挟み込まれて形成された電極体を把持するようにしてもよい。この場合、電極体のセパレータの非エンボス領域に吸着パッドを密着させて把持すればよい。
○  上記の実施形態では６個の吸着パッドを備えた吸着把持具としたが、吸着把持具の構成は上記の実施形態に限定されない。吸着把持具が備える吸着パッドのサイズや数はセパレータを吸着把持することが可能な条件の範囲で設定することができる。
○  上記の実施形態では、セパレート保管マガジンを設けたが、例えば、セパレータ保管マガジンやその近傍に、セパレータの静電気を除去する静電気除去装置や互いに重なるセパレータを剥がし易くする空気噴射器を追加して設けてもよい。この場合、吸着把持具がセパレータを把持して上昇する前に、セパレータの静電気を除去し、セパレータの面に沿う方向へ空気を吹き付け、セパレータの相互の貼り付き防止をより確実に行うようにしてもよい。
○  上記の実施形態では、非水電解液二次電池としてのリチウムイオン二次電池を例示したが、リチウムイオン二次電池に限らず、電極体にセパレータを用いる電池であれば特に電池の種類は問わない。
【符号の説明】
【００３６】
１０  セパレータ
１１  エンボス領域
１２  非エンボス領域
１３  突起
２１  電極体
２２  正極
２３  負極
３０  吸着把持具
３１  吸着パッド
４０  樹脂シート材
４１  ガイドロール
４２  加圧ロール
４３  エンボスロール
４４  裁断装置
４５  セパレータ保管マガジン
４６  組み立て位置
Ｃ  裁断予定線
Ｌ  所定距離
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３  拡大部
Ｒ１、Ｒ２  突起列
Ｓ  吸着位置
【図１】
2015201404.tif 000003
【図２】
2015201404.tif 000004
【図３】
2015201404.tif 000005
【図４】
2015201404.tif 000006
【図５】
2015201404.tif 000007
【図６】
2015201404.tif 000008