(57)【要約】 【課題】基材の両面に複数本のストライプ状の活物質層形成部とこれらの間に介在する帯状連結部とが形成されてなる極板製造中間部材を連続的に移送して能率的に圧延しながらも、変形の発生を効果的に防止して高品質のタブレス方式の極板を製造できるリチウム二次電池用極板の製造方法を提供する。【解決手段】複数本のストライプ状の活物質層形成部２と活物質未塗工部４とを有する塗工パターンが基材１の両面に形成された極板製造中間部材７を、連続的に移送しながら、各活物質未塗工部４に、幅方向に延びる直線状の貫通切れ目３２を、その両端部が活物質層形成部２の端縁に対し所定距離Ｌだけ離間して位置する配置で長手方向に対し一定ピッチで形成し、極板製造中間部材７を連続的に移送しながら圧延し、圧延工程後の極板製造中間部材７を長手方向および幅方向にそれぞれ沿った所定の各切断仮想線で切断して個々の極板に分離する。【選択図】図２
2008066050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の基材の長手方向に沿って延びる複数本のストライプ状の活物質層形成部とこれら各活物質層形成部の各間に位置する活物質未塗工部とを有する塗工パターンが前記基材の両面に形成されてなる極板製造中間部材を、連続的に移送しながら、前記各活物質未塗工部に、幅方向に延びる直線状の貫通切れ目を、その両端部が前記活物質層形成部の端縁に対し所定距離だけ離間して位置する配置で長手方向に対し一定ピッチで形成する貫通切れ目形成工程と、
前記貫通切れ目形成工程後の前記極板製造中間部材を連続的に移送しながら圧延する圧延工程と、
前記圧延工程後の前記極板製造中間部材を長手方向および幅方向にそれぞれ沿った所定の各切断仮想線で切断して個々の極板に分離する切断工程と、
を経ることを特徴とするリチウム二次電池用極板の製造方法。
【請求項２】
切断工程において、各活物質未塗工部を、これらに形成された各貫通切れ目の各々の両端部をそれぞれ結ぶ二つの切断仮想線に沿って切断するようにした請求項１に記載のリチウム二次電池用極板の製造方法。
【請求項３】
貫通切れ目形成工程において、直線形状の貫通切れ目に代えて、長孔形状の貫通切れ目を形成するようにした請求項１または２に記載のリチウム二次電池用極板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池用のタブレス方式の正極板および負極板を高い生産性で、且つ高品質に製造することが可能な製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＶ機器あるいはパソコンや携帯型通信機器などの電子機器のポータブル化やコードレス化が急速に促進されており、これら電子機器やその他の電子機器の駆動用電源として、高エネルギ密度で負荷特性に優れた密閉型電池が要望されている。特に、リチウム二次電池は、エネルギ密度および出力電圧が高く、且つ貯蔵寿命が長く、しかも軽量化に優れるなどの種々の特長を有していることから、脚光を浴びている。
【０００３】
特に、電気駆動機器や電気自動車等の駆動電源として用いられるリチウム二次電池には高率放電性能が要求されるが、このリチウム二次電池に用いられる非水電解質の抵抗が水溶液系電解質に比べて著しく大きいために、上述の高率放電性能を得るためには、極板群の構成要素である正極板および負極板を大面積化して正、負極間での対向面積を増やす必要がある。そのため、リチウム二次電池では、水溶液系電池の極板に比較して極めて薄い帯状の極板が必要となり、一般に、金属箔からなる基材に活物質塗料を塗工して活物質層形成部を設けた極板が用いられている。
【０００４】
従来のリチウム二次電池用の正極板および負極板は、基材に活物質層形成部と基材の幅方向に延びる活物質未塗工部とを設けて、上記活物質未塗工部にリード片を溶接手段で接合した構成のものが一般的に用いられていたが、近年のリチウム二次電池では、一層の高容量化および高出力化が図れる特長を有するリード片がないタブレス（リードレス）方式の極板が採用される傾向にある。
【０００５】
上記タブレス方式の正極板および負極板は、図８に示すように、帯状とした基材１の幅方向の一側縁に沿った領域を除いた活物質層形成部２を形成するとともに、上記一側縁に沿った領域を活物質が未塗工で基材１が露出したままの帯状連結部３としたものである。図８の形状に形成した正極板および負極板をこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回することにより極板群を構成したときには、正極板および負極板の各帯状連結部３が群本体部から巻回方向に対し直交方向に突出するので、リチウム二次電池の組み立てに際しては、上記極板群の正極側および負極側の各帯状連結部３が、正極側および負極側の集電体に電気的接続され、この集電体が、例えば正極側の封口体および負極側の電池ケースにそれぞれ電気的接続される。このタブレス方式の極板群は、リード片を用いることなく電気的接続するので、電池としての内部抵抗が低減するのに伴い高率放電特性が向上して、大電流での放電特性を改善できる利点がある。
【０００６】
一般に、上記タブレス方式の極板は、以下に説明する２種の製造方法の何れかにより製造される。第１の製造方法は、活物質塗料を溜めたタンク内に金属箔からなる基材を通過させてその両面に活物質塗料を塗工しながら基材の両面側に配置したヘラで余分な活物質塗料を剥ぎ取ることにより、基材の両側全面に所定量の活物質塗料を塗工し、この活物質塗料を乾燥して活物質層形成部としたのちに、その活物質層形成部を、ロールプレスなどによるプレス処理により圧延し、さらに、活物質層形成部の一部を所定のパターンに除去して上述した帯状連結部を形成し、最後に、所定の切断仮想線に沿って切断することにより個々の極板に分離する工程を経て製造される。上記活物質層形成部の除去手段としては、第４次高調波ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を用いたトリミング手段、有機溶剤を用いて部分的にバインダによる活物質の粒子間の結合を解いて活物質層形成部を溶出させる剥離手段あるいは基材に予め貼着したマスキング材を剥がして活物質層形成部を剥離する剥離手段などが用いられる。
【０００７】
第２の製造方法は、金属箔からなる基材を水平方向に移送しながら、塗工装置を用いてスラリー状の活物質塗料を塗工することにより、基材の一面に、ストライプ状の活物質塗工部と、これの側縁部またはそれらの間に位置する帯状の活物質未塗工部とを形成し、活物質塗工部を乾燥して活物質層形成部としたのちに、この活物質層形成部を大きな圧力でプレスして圧延し、最後に、所定の切断仮想線に沿って切断することにより個々の極板に分離する工程を経て製造される。
【０００８】
上述のように、タブレス方式の極板は、何れの製造方法においても、活物質を高密度化して活物質粒子の接触面積を大きくし、且つ活物質層形成部の基材に対する結着力の向上を図ることを目的とした圧延工程を経て製造される。ところが、この圧延工程では活物質層形成部と活物質未塗工部との肉厚差に起因して、活物質層形成部内の基材に長手方向の引張応力が発生する結果、不具合な変形が生じ易い問題がある。この圧延に伴う変形の発生を抑制する手段は従来から種々提案されている。
【０００９】
例えば、アルカリ蓄電池の負極として用いられる水素吸蔵合金極板では、流動性の低い活物質の塗工により設けられた活物質層形成部に、帯状の幅方向に沿って延びる互いに平行な複数の溝状スリットによる隙間を長手方向に沿った一定ピッチで形成することにより、活物質層形成部を長手方向に沿って一定間隔で分割し、この状態で圧延する手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。この圧延工程では、余剰の活物質が上記隙間に充填されることにより、余剰の活物質が過剰になって局部的に発生する大きな圧力で波状の変形が生じるのを防止できる。
【００１０】
また、他のアルカリ蓄電池では、基材を、両面方向に交互に突出する短冊状の突起を配列して三次元的集電が可能な形状として、活物質の保持能力を高めるとともに、突起が未形成の無地部を基材の長手方向の辺縁部に沿って長手方向に平行に設けて基材の長手方向に対しての引っり強度の向上を図ることにより、圧延時の変形の発生を防止し、突起の形成箇所に較べて活物質の保持能力が低い上記無地部に塗工済み活物質形成部を除去して帯状連結部を形成することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
一方、リチウム二次電池用極板では、上述の第２の製造方法に基づく工程を経て、帯状の基材の一面に、ストライプ状の活物質塗工部とこれの側縁部に沿った帯状の活物質未塗工部とを形成し、つぎに、活物質未塗工部に、これの側端から基材の幅方向に延びて活物質未塗工部と活物質層形成部との境界部に達する互いに平行な複数のスリットを長手方向に沿って一定ピッチで形成し、この状態で圧延を行うことにより、活物質未塗工部に波打ちや皺などが発生するのを防止することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。すなわち、上記スリットを設けない場合には、圧延工程において、活物質層形成部よりも薄い活物質未塗工部に圧縮力が加わらないことに起因して基材における活物質層形成部の形成部分に長手方向の引張応力が発生し、この引張応力で活物質層形成部と活物質未塗工部との境界部に歪みが集中して波打ちや皺などが発生するが、上記スリットが引張応力を緩和するように作用するので、波打ちや皺などの発生を防止できる。
【特許文献１】特開平９−１４７８５３号公報
【特許文献２】特開平２００２−１５７４１号公報
【特許文献３】特開平２０００−２０８１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、タブレス方式の極板の上記第１の製造方法では、基材の全面に活物質塗料を塗工したのちに乾燥した状態、つまり全体がほぼ同一の肉厚の状態で圧延を行うことから、上述の肉厚差に起因する圧力差に伴う変形の発生が生じない。ところが、基材の両面に一旦塗工した活物質塗料を掻き落として帯状連結部を形成する工程が必要となるので、生産性の向上を図ることができず、しかも、工程が多いのに伴って製造コストが高くつく課題点がある。
【００１３】
一方、上記第２の製造方法では、塗工装置により活物質層形成部と帯状連結部とを互いに平行に長手方向に延びるストライプ状の塗工パターンで基材に形成するので、帯状連結部を形成するための活物質塗料掻き落とし工程が不要となる利点があるが、圧延工程において活物質層形成部と活物質未塗工部との肉厚差に起因する圧縮力の差に伴う変形が発生する不具合がある上に、基材の一面および他面に対し２回の塗工によりそれぞれ形成する各塗工パターンを互いに位置ずれなく高精度に合致させるのが困難であり、高品質な極板が得られ難い課題点がある。
【００１４】
また、従来では、上述の圧延工程での変形の発生を防止するために、活物質層形成部の幅方向の一方側に帯状連結部を形成するための活物質未塗工部を形成し、且つ他方側にダミーの活物質未塗工部を形成した状態で圧延を行うことにより、活物質層形成部の両端側に活物質未塗工部からそれぞれ長手方向の引張り力を作用させることにより、変形の発生を防止し、圧延工程後に上記ダミーの活物質未塗工部を切断により除去する手段などを採用しているが、この手段では、活物質層形成部に長手方向の引張応力が生じることから、活物質層形成部と活物質未塗工部との境界に皺や波打ち状の変形が生じ易い課題を解消できない。
【００１５】
そこで、本件出願人は、リチウム二次電池における高率放電が可能なタブレス方式の極板を高い生産性で高精度に製造することのできる製造方法およびこの製造方法を忠実に具現化できる製造装置を案出した。この製造方法の詳細については図５および図６を参照しながら後述するが、簡単に説明すると、金属箔からなる帯状の基材を上下方向の移送路に沿って移送させ、その基材の両面側にそれぞれ、複数個持つ吐出ノズルのスリット状の吐出口を当該基材の幅方向に所定のピッチで配置し、且つ基材の両面側で相対向する各一対の吐出ノズルを相互に合致して対向する位置決め状態とし、各吐出ノズルから活物質塗料を吐出させて、基材の両面にそれぞれ、複数の活物質層形成部がこれらの間に活物質未塗工部を介在して位置するストライプ状の塗工パターンで同時に形成し、活物質層形成部を乾燥したのち圧力を加えて圧延し、基材を長手方向に対し所定のピッチで切断し、且つ活物質未塗工部を長手方向に沿った切断仮想線で切断して、個々の極板に分離する工程を経るものである。
【００１６】
この製造方法では、基材の両面に、複数本のストライプ状の活物質層形成部をこれらの間に活物質未塗工部を介在して互いに平行となる塗工パターンで同時に形成できるため、塗工が１回で済むとともに、塗工済みの活物質層形成部の掻き落とし工程が不要となるから、生産性が大幅に向上する。しかも、基材の両面に複数本の活物質層形成部をストライプ状の塗工パターンで同時に形成するに際しては、形成すべき活物質層形成部と同数個の吐出ノズルを塗工パターンに対応する配置で設けて、各々の吐出ノズルが正確に合致する対向配置に位置決めしているので、基材の両面にそれぞれ形成される複数本の活物質層形成部による塗工パターンの位置精度が、各吐出ノズルの配置に基づき機械的に決定されるから、極めて安定したものとなり、高品質のタブレス方式の極板を得ることが可能である。
【００１７】
しかしながら、このリチウム二次電池用極板の製造方法を実用化してタブレス方式の高品質の極板を高い生産性で高精度に製造するためには、解消しなければならない課題が未だ残存している。すなわち、基材の両面に形成された複数本のストライプ状の活物質層形成部とこれらの間に介在する帯状連結部とを、連続的に移送して能率的に圧延しながらも、活物質層形成部と活物質未塗工部との肉厚差に起因する基材の延び率の差に伴う変形の発生を効果的に防止する手段を案出する必要がある。この圧延工程において変形が生じた場合には、渦巻状に巻回するときに巻きずれが生じて極板群が竹の子状の形状となったり、極板群の真円度にばらつきが生じたりして、高品質のタブレス方式の極板群を構成することができない。
【００１８】
上述のような課題の解消に対して、上記特許文献１および特許文献２の技術はアルカリ蓄電池に関連するものであって、リチウム二次電池用極板の圧延工程での変形防止手段に適用することができない。また、特許文献３の技術は、活物質未塗工部の側端から帯状の基材の幅方向に延びて活物質未塗工部と活物質層形成部との境界部に達する互いに平行な複数のスリットを長手方向に沿って一定ピッチで形成するものであるが、このようなスリットを、隣接する二つのストライプ状となった活物質層形成部の間に介在する活物質未塗工部に形成すれば、切断工程を経て個々の極板に分離したときに、活物質未塗工部を切断して得られた帯状連結部は、残存するスリットによって長手方向に分離されるから、腰のない強度不足なものとなり、集電体に確実に電気的接続することができない。特許文献３の極板は活物質未塗工部を切断して得られる帯状連結部にリード片を接続するタイプのものであるから、製造後の極板にスリットが残存してもさほどの不都合が生じないものである。
【００１９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基材の両面に複数本のストライプ状の活物質層形成部とこれらの間に介在する帯状連結部とが形成されてなる極板製造中間部材を連続的に移送して能率的に圧延しながらも、基材の部分的な延び率の差に伴う変形の発生を効果的に防止して高品質のタブレス方式の極板を製造することができるリチウム二次電池用極板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のリチウム二次電池用極板の製造方法は、帯状の基材の長手方向に沿って延びる複数本のストライプ状の活物質層形成部とこれら各活物質層形成部の各間に位置する活物質未塗工部とを有する塗工パターンが前記基材の両面に形成されてなる極板製造中間部材を、連続的に移送しながら、前記各活物質未塗工部に、幅方向に延びる直線状の貫通切れ目を、その両端部が前記活物質層形成部の端縁に対し所定距離だけ離間して位置する配置で長手方向に対し一定ピッチで形成する貫通切れ目形成工程と、前記貫通切れ目形成工程後の前記極板製造中間部材を連続的に移送しながら圧延する圧延工程と、前記圧延工程後の前記極板製造中間部材を長手方向および幅方向にそれぞれ沿った所定の各切断仮想線で切断して個々の極板に分離する切断工程と、を経ることを特徴としている。
【００２１】
請求項２に係る発明は、請求項１の本発明のリチウム二次電池用極板の製造方法の切断工程において、各活物質未塗工部を、これらに形成された各貫通切れ目の各々の両端部をそれぞれ結ぶ二つの切断仮想線に沿って切断するようにしたものである。
【００２２】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の本発明のリチウム二次電池用極板の製造方法の貫通切れ目形成工程において、直線形状の貫通切れ目に代えて、長孔形状の貫通切れ目を形成するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明では、極板製造中間部材を連続的に移送しながら、圧延工程に先立って、極板製造中間部材における活物質未塗工部に貫通切れ目を長手方向に一定ピッチで形成して、活物質未塗工部を、貫通していることによって長手方向への加圧により容易に変形できる貫通切れ目の存在により、長手方向に延び易い状態としたので、次段の圧延工程において、活物質未塗工部が、基材における活物質層形成部の形成部分に発生する長手方向への引張り力が作用したときに、直線状の貫通切れ目を長孔形状に変形させながら、基材における活物質層形成部の形成部分とほぼ同じ寸法だけ長手方向に延ばされるので、活物質層形成部と活物質未塗工部との境界部分に引張応力の集中によって歪みが生じようとするのが活物質未塗工部の延びにより吸収することができる、圧延工程後の極板製造中間部材に変形が殆ど生じない。
【００２４】
したがって、この発明は、複数本のストライプ状の活物質層形成部とこれらの間に介在する活物質未塗工部とを有する塗工パターンが基材の両面に正確に合致させた状態で同時に形成されてなる極板製造中間部材を連続的に移送しながら圧延する際の課題を解消して、能率的に圧延して歪みのないタブレス方式の極板を得ることができるので、上記極板製造中間部材を能率的に製造できる塗工装置による製造工程を効果的に実用化することが可能となり、高品質のタブレス方式の極板を高い生産性で高精度に製造することが可能となる。
【００２５】
請求項２の発明では、活物質未塗工部を各貫通切れ目の両端を結ぶ２つの切断仮想線で切断することにより、活物質未塗工部における貫通切れ目の形成箇所の全てを除外して、活物質未塗工部の両側の活物質層形成部の各々の側縁に沿って残存した部分を帯状連結部とするので、この帯状連結部は、製造過程で形成した貫通切れ目の痕跡が全く残存せず、渦巻状の極板群を構成して電池に組み込む際に、集電体に対し良好に電気的接続できる強い腰を有したものとなる。
【００２６】
請求項３の発明では、活物質未塗工部に長孔状の貫通切れ目を形成したので、活物質未塗工部の基材を長手方向に一層延び易くすることができ、活物質未塗工部と活物質層形成部との境界への応力集中を一層確実に抑制することができるのに加えて、極板製造中間部材に圧延方向へのテンションを付与しながら圧延を行った場合であっても、貫通切れ目の両端部にちぎれなどが発生するおそれがない利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るリチウム二次電池用極板の製造方法を具現化した製造装置の全体を簡略的に示した構成図であり、図２（ａ）に示すように、アルミニウム箔または銅箔などの帯状の基材１の両面にそれぞれ、複数本のストライプ状の活物質層形成部２がこれらの間に活物質未塗工部４を介在して互いに平行な配置で長手方向に延びる塗工パターンが形成された極板製造中間部材７に対し連続的に圧延を行うものである。すなわち、この圧延工程は、上述した本件出願人の案出に係る極板製造中間部材７を圧延対象とするものであるから、本発明の一実施の形態の説明に先立って、極板製造中間部材７の製造工程について、図５および図６を参照しながら説明する。
【００２８】
図５および図６は上記極板製造中間部材７を製造するための塗工装置の正面図および平面図である。基材１は、鉛直面において上方に向け搬送されるようになっており、この基材１の搬送経路の両側には同一構造の塗工ダイ８が設置されている。この塗工ダイ８は、図６に示すように、４つの吐出ノズル９が鉛直方向に搬送中の基材１の幅方向つまり水平方向に沿って所定間隔で配設された多列ノズル構造を有している。また、塗工ダイ８は、図示を省略した塗料タンクからポンプの作動により塗料供給管１０を通じて自体のチャンバ室１１内に供給されたペースト状の活物質塗料１２を加圧して圧縮することにより、活物質塗料１２に加わる圧力をチャンバ室１１内の全体にわたり均等化したのちに、上記４つの吐出ノズル９のスリット状の吐出口（図せず）からそれぞれ所定量の活物質塗料１２を吐出して基材１に塗工する。
【００２９】
上記塗工ダイ８では、上述のようにチャンバ室１１内の全体にわたり活物質塗料１２に加わる圧力を均等化しているので、４つの各吐出ノズル９の何れからもほぼ同一の吐出圧で同量の活物質塗料１２が吐出されて、基材１に対しほぼ同一の塗工圧で活物質塗料１２が塗工される。したがって、４つの吐出ノズル９から吐出された活物質塗料１２の塗工により設けられる図２の活物質層形成部２は何れもほぼ同一の塗工厚に形成される。
【００３０】
また、２台の塗工ダイ８は、各々が有する各４つの吐出ノズル９が互いに高精度に合致した対向配置に位置決めした状態に設定して設置されている。したがって、各吐出ノズル９から吐出される活物質塗料１２により基材１の両面にそれぞれ４つずつストライプ状に形成される活物質層形成部２は、基材１の両面において互いに高精度に合致したものとなり、この基材１の両面の塗工パターンの位置精度は、２台の塗工ダイ８の各吐出ノズル９の対向位置の合致により機械的に安定させることが可能であるから、長期間にわたり維持し続けることができる。
【００３１】
２台の塗工ダイ８は、塗工の開始に先立って、ダイスライダ６を介して基材１に対し接離する方向に移動させることにより、吐出ノズル９の吐出口が基材１に対し所定の間隙で相対向するように位置決めされる。この吐出ノズル９の吐出口と基材１との間隙により、基材１に形成すべき活物質層形成部２の厚みが設定される。
【００３２】
一方、移送される基材１の一面および他面には、塗工ダイ８の吐出ノズル９が配置される塗工位置に対して上方側および下方側で近接する２箇所部位にそれぞれ５個ずつの上部押えロール１３および下部押えロール１４が押し付けられている。基材１における各ロール１３，１４が押し付けられる部位は、図６に明示するように、各吐出ノズル９により活物質塗料１２が塗工される部分の各間の箇所、つまり活物質塗料１２が塗工されない活物質未塗工部４であり、基材１の両面側で相対向する各２個のロール１３，１４は、互いに正確に合致した相対位置に位置決めされて、基材１を両面側から挟み付けることにより、移送や活物質塗料１２の塗工に伴う基材１の振れの発生を抑制している。すなわち、基材１における活物質塗料１２を塗工すべき各箇所毎に、この箇所の上下で近接する幅方向の両側である計４箇所の部位を両面側から一対のロール１３，１４で挟み付ける振れ防止手段を設けていることにより、基材１の両面の各４箇所への活物質塗料１２の同時塗工を安定に行うことが可能になっている。
【００３３】
上述のようにして基材１の両面に複数本（この実施の形態において４つの場合を例示）の活物質層形成部２とこれらの間に介在する複数本（この実施の形態において３つの場合を例示）の活物質未塗工部４が形成された極板製造中間部材７は、乾燥装置を通過して活物質層形成部２が乾燥されたのちにリールなどに巻き取られる。この塗工装置では、図２（ａ）に明示するように、基材１の両面に４つの活物質層形成部２と３つの活物質未塗工部４とを互いに平行となるストライプ状の塗工パターンで同時に形成できるため、従来の製造方法に比較して、基材１の一面および他面に２回の塗工を必要とするのに対して１回の塗工で済むとともに、従来の製造方法における塗工済みの活物質塗料１２の掻き落とし工程が不要となるので、極板製造中間部材７の形成工程の生産性が約２〜３倍程度に大幅に向上する。
【００３４】
図１に戻って、上述のように形成された極板製造中間部材７が巻き取られたアンコイラー１７は供給側に設置されており、このアンコイラー１７に巻回された極板製造中間部材７は、ブレーキユニット１８ａを備えたアキューム部１８により順次繰り出されてロータリーカッター１９に送給され、このロータリーカッター１９により、基材１の幅方向に延びる後述の貫通切れ目が各活物質未塗工部４に対し長手方向に一定ピッチで形成され、そののち、圧延プレス部２０において一対の圧延ロール２１，２２間を通過することにより、活物質層形成部２が所定厚みに圧縮され、最後にリコイラー２３に巻き取られる。
【００３５】
つぎに、上記ロータリーカッター１９の詳細について、図２を参照しながら説明する。同図（ａ），（ｃ）に示すように、このロータリーカッター１９は、二つのガイドロール３０，３１によって水平方向に移送される極板製造中間部材７を下方および上方から挟み込む配置に設けられた基準ロール２４およびカッターユニットロール２７を備えている。基準ロール２４は、極板製造中間部材７に設けられた二つの活物質未塗工部４を下方から支持するための大径リング部２８を有している。すなわち、大径リング部２８は、基準ロール２４のロール本体に対して、極板製造中間部材７の活物質層形成部２の塗工厚みに相当する分だけ大きな径に形成されて、活物質層形成部２を下方から支持するロール本体に対し隣接する２つの活物質層形成部２の間に入り込んで活物質未塗工部４の基材１を下方から支持する。
【００３６】
一方、カッターユニットロール２７は、同図（ｃ）に示すように、カッター刃２９が外方に突出する状態に取り付けられてなる８個のカッターユニット２６が、各々のカッター刃２９が径方向外方に向け突出する配置で周縁部に等間隔に配設されている。カッター刃２９は、同図（ｅ）に示すように、先鋭な刃先が直線状に延びる形状を有している。したがって、基準ロール２４の大径リング部２８で下方から支持された各活物質未塗工部４の基材１には、カッターユニットロール２７の回転に伴って各カッター刃２９の刃先が順次切り込むことにより、同図（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すように、基材１の幅方向に延びる直線状の貫通切れ目３２が長手方向に一定ピッチで形成されていく。
【００３７】
同図（ｄ）に示すように、カッターユニット２６は、カッター刃２９の取付位置を微調整したのちに複数の固定ねじ３４で着脱自在に固定する構成を有しており、同図（ｂ）に示すように、カッター刃２９を、活物質未塗工部４における両側で隣接する二つの活物質層形成部２の側端からそれぞれ所定距離Ｌだけ離間した部位に直線状の刃先の両端が合致する位置決め状態に予め微調整して固定されている。上記所定距離Ｌは、図８で説明した形成すべき極板の帯状連結部３の幅に相当する。さらに、同図（ｄ）に示すように、カッターユニット２６は、カッター刃２９を、基準ロール２４に相対向したときに刃先が大径リング部２８の外周面に正確に当接する相対位置に高精度に位置決めして固定される。これにより、活物質未塗工部４の基材１に形成される直線状の貫通切れ目３２は、基材１を確実に貫通したものとなる。
【００３８】
図３は圧延プレス部２０の斜視図を示し、上述のようにロータリーカッター１９により各活物質未塗工部４の基材１に直線状の貫通切れ目３２が形成された極板製造中間部材７は、一対の圧延ロール２１，２２の間を通過することにより、活物質層形成部２が上下から加圧されて両圧延ロール２１，２２の隙間によって設定された所定の厚みに圧縮される。このとき、基材１における活物質層形成部２の形成部分は、活物質層形成部２を介して両圧延ロール２１，２２による圧力が直接的に加わることによる引張り力で長手方向に延ばされるが、基材１における活物質未塗工部４の形成部分には、活物質層形成部２と活物質未塗工部４との肉厚差によって両圧延ロール２１，２２による圧力が直接的に殆ど加わらない。
【００３９】
ところが、活物質未塗工部４は、貫通していることによって長手方向への加圧により容易に変形できる直線状の貫通切れ目３２が形成されて、長手方向に延び易い状態になっている。そのため、活物質未塗工部４は、基材１における活物質層形成部２の形成部分に発生する長手方向への引張り力が作用したときに、図３に明示するように、直線状の貫通切れ目３２を長孔形状に変形させながら、基材１における活物質層形成部２の形成部分とほぼ同じ寸法だけ長手方向に延ばされるので、極板製造中間部材７には、圧延工程を経た後に変形が殆ど生じない。換言すれば、上記圧延工程では、基材１における活物質未塗工部４の形成部分を、圧延工程に先立って直線状の貫通切れ目３２を予め形成することによって活物質層形成部２の形成部分とほぼ同じ寸法だけ延びることが可能な状態に設定しているので、活物質層形成部２と活物質未塗工部４との境界部分に引張応力の集中によって歪みが生じようとするのを基材１における活物質未塗工部４の形成部分の延びにより吸収していることになる。これに対し、従来の圧延工程では、活物質未塗工部が長手方向に殆ど延びないことから、基材における活物質層形成部の形成部分に生じる長手方向の引張応力によって活物質層形成部と活物質未塗工部との境界部分に歪みが集中する結果、その境界部分に皺や波打ち状の変形などが生じていた。
【００４０】
図４は上記圧延工程後の極板製造中間部材７を示す正面図であり、圧延前の形状に対し全体がほぼ均等な延びで長手方向に伸長されただけで、歪みの発生に伴う不具合な変形が存在しない。この極板製造中間部材７は、２点鎖線で示す切断仮想線に沿って切断されることにより、図８に示した極板に個々に分割される。二つの活物質未塗工部４は、各直線状の貫通切れ目３２の両端を結ぶ２本の切断仮想線で切断されることにより、直線状の貫通切れ目３２の形成箇所での全てが除外されて、両側の活物質層形成部２の各々の側縁に沿って残存した部分が図８の帯状連結部３となる。したがって、この帯状連結部３は、製造過程で形成した直線状の貫通切れ目３２の痕跡が全く残存せず、渦巻状の極板群を構成して電池に組み込む際に、集電体に対し良好に電気的接続できる強い腰を有したものとなる。すなわち、製造過程で形成した直線状の貫通切れ目３２は、上述の特許文献３に開示されている、活物質未塗工部にこれの側端から基材の幅方向に延びて活物質未塗工部と活物質層形成部との境界部に達するスリットとはその形成目的および機能が全く相違するものであると言える。
【００４１】
この実施の形態の製造装置は、図５および図６の塗工装置により製作した極板製造中間部材７、つまり複数本のストライプ状の活物質層形成部２とこれらの間に介在する活物質未塗工部４とを有する塗工パターンが基材１の両面に正確に合致させた状態で同時に形成されてなる極板製造中間部材７を、連続的に移送しながら、基材１の延び率の差に起因する歪みの発生を著しく抑制して圧延することができる。このように、この製造装置は、図５および図６の塗工装置により得られた極板製造中間部材７を圧延する際の課題を解消して、能率的に圧延して歪みのないタブレス方式の極板を得ることができるので、上記塗工装置による製造工程を効果的に実用化することが可能となり、高品質のタブレス方式の極板を高い生産性で高精度に製造することができる。
【００４２】
図７（ａ）は本発明の他の実施の形態に係る製造方法を具現化した製造装置に用いるカッター刃３３を示す斜視図であり、同図（ｂ）はそのカッター刃３３で長孔状の貫通切れ目３７を形成した極板製造中間部材７を示す正面図である。上記カッター刃３３は長孔状の貫通切れ目３７を形成できる刃先を有しており、この長孔状の貫通切れ目３７が、活物質未塗工部４にこれの両側の活物質層形成部２の端縁に対し一定距離Ｌだけ離間した位置に形成される。このような長孔状の貫通切れ目３７を形成した場合には、活物質未塗工部４の基材１を長手方向に一層延び易くすることができるので、活物質未塗工部４と活物質層形成部２との境界への応力集中を一層確実に抑制することができるのに加えて、極板製造中間部材７に圧延方向へのテンションを付与しながら圧延を行った場合であっても、長孔状の貫通切れ目３７の両端部にちぎれなどが発生するおそれがない利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明に係るリチウム二次電池用極板の製造方法によれば、極板製造中間部材を連続的に移送しながら、圧延工程に先立って、極板製造中間部材における活物質未塗工部に貫通切れ目を長手方向に一定ピッチで形成して、活物質未塗工部を長手方向に延び易い状態としたのちに圧延を行うようにしたので、活物質未塗工部が、貫通切れ目が長孔形状に変形することにより活物質層形成部の基材とほぼ同じ長さだけ長手方向に延ばされて、圧延工程後の極板製造中間部材に変形が殆ど生じない。したがって、この発明の製造方法は、複数本のストライプ状の活物質層形成部とこれらの間に介在する活物質未塗工部とを有する塗工パターンが基材の両面に正確に合致させた状態で同時に形成されてなる極板製造中間部材を連続的に移送しながら圧延する際の課題を解消して、能率的に圧延して歪みのないタブレス方式の極板を得ることができるので、上記極板製造中間部材を能率的に製造できる塗工装置による製造工程を効果的に実用化することが可能となり、高品質のタブレス方式の極板を高い生産性で高精度に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るリチウム二次電池用極板の製造方法を具現化した製造装置の全体を簡略的に示した構成図
【図２】同上の製造装置におけるロータリーカッターを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は活物質未塗工部に形成する直線状の貫通切れ目の説明図、（ｃ）は縦断面図、（ｄ）は（ｃ）の一部を詳細に示した拡大図、（ｅ）はカッター刃の一部斜視図
【図３】同上の製造装置における圧延プレス部を示す斜視図
【図４】同上の圧延プレス部で圧延した状態の極板製造中間部材を示す正面図
【図５】同上の一実施の形態の前工程として設けられる塗工装置を示す正面図
【図６】同上の塗工装置を示す平面図
【図７】（ａ）は本発明の他の実施の形態に係るリチウム二次電池用極板の製造方法を具現化した製造装置に用いるカッター刃の一部斜視図、（ｂ）は本発明の他の実施の形態に係るリチウム二次電池用極板の製造方法を具現化した製造装置に用いるカッター刃で長孔状の貫通切れ目を形成した極板製造中間部材を示す正面図
【図８】（ａ）は同上の製造装置により製造された極板の正面図、（ｂ）は同上の製造装置により製造された極板の側面図
【符号の説明】
【００４５】
１  基材
２  活物質層形成部
４  活物質未塗工部
７  極板製造中間部材
３２  直線状の貫通切れ目
３７  長孔状の貫通切れ目
Ｌ  所定距離
【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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