(57)【要約】【課題】リチウム金属製の帯材からリチウム薄片を高い形状精度で切り出し、そのリチウム薄片を被取付体に高い位置決め精度で取り付ける。【解決手段】リチウム薄片５を負極側ケース３０に収容させるためのライン２００においては、キャリアフィルム６０と帯材６２とを、主面同士が対向するように送り出しつつ相対接近させたのち、対向面の上下方向から両者に圧力を懸けて帯材６２をキャリアフィルム６０に圧着させる工程、キャリアフィルム６０上に圧着した帯材６２を、キャリアフィルム６０を分断することなく所定形状に切断することによりリチウム薄片５を作製する工程、リチウム薄片５をキャリアフィルム６０から剥がしつつ負極側ケース３０に収容させる工程、を主要な工程として行う。上記各工程を、図中左側から右側に向けて帯材６２とキャリアフィルム６０とを連続的または断続的に送り出しつつ、上記した順番で繰り返し行う。【選択図】　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム金属製の帯材からリチウム薄片を作製し、そのリチウム薄片を被取付体に取り付ける方法であって、
帯状の樹脂製キャリアフィルムと前記帯材とを、主面同士が対向するように送り出しつつ相対接近させたのち、対向面の上下方向から両者に圧力を懸けて前記帯材を前記キャリアフィルムに圧着させる工程と、
前記キャリアフィルム上に圧着した前記帯材を、前記キャリアフィルムを分断することなく所定形状に切断することによりリチウム薄片を作製する工程と、
前記リチウム薄片を前記キャリアフィルムから剥がしつつ前記被取付体に取り付ける工程と、
を含むことを特徴とするリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項２】
前記キャリアフィルムには、少なくとも一方の主面が面あらし処理されたものを使用し、その面あらし処理された主面側に前記帯材を圧着させる請求項１記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項３】
前記キャリアフィルムおよび前記帯材の送給を、両者が移動と停止とを繰り返すように行い、その停止時において、前記した各工程を行う請求項１または２記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項４】
前記キャリアフィルムには、前記帯材よりも幅広のものを使用し、幅方向において前記キャリアフィルムからはみ出さず、かつ前記キャリアフィルムの幅方向の少なくとも片側に非接着領域が生ずるように前記帯材を配し、その非接着領域の縁をガイドする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項５】
前記帯材を切断する際、同時に前記キャリアフィルムの前記非接着領域に、前記リチウム薄片を前記被取付体に取り付ける際に使用するキャリアフィルム側位置合わせマークを形成する請求項４記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項６】
前記キャリアフィルム側位置合わせマークは、前記キャリアフィルムを厚さ方向に貫通する貫通孔である請求項５記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項７】
前記リチウム薄片作製用の切断刃と、前記貫通孔形成用のパンチとを昇降ベースに固定し、前記パンチが前記キャリアフィルムを貫く位置まで前記昇降ベースが移動した場合であっても、前記切断刃は前記キャリアフィルムを貫通しないように、それら切断刃とパンチとの相対高さ調整を行う請求項６記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項８】
前記キャリアフィルムは、一端が供給リール、他端が回収リールに予め固定されて、前記供給リールおよび回収リールの回転駆動により前記供給リールから送り出される一方、
前記リチウム薄片を作製する工程において、前記帯材を前記リチウム薄片と帯材残部とに分かれるように切断し、前記帯材残部については前記キャリアフィルムと一緒に前記回収リールに巻き取って回収する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項９】
前記キャリアフィルムが鉛直方向上側、前記帯材が下側となるように前記帯材を前記キャリアフィルムに圧着させて、前記帯材の切断と搬送を行うとともに、前記リチウム薄片を前記被取付体に取り付ける工程において、前記帯材のさらに下方に前記被取付体を待ち受けさせる請求項１ないし８のいずれか１項に記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項１０】
前記キャリアフィルムを介して押圧手段を前記リチウム薄片に当接させ、前記キャリアフィルムを鉛直下方向に撓ませつつ該リチウム薄片を前記被取付体に押し付けることにより、そのリチウム薄片を前記キャリアフィルムから前記被取付体に移載する請求項９記載のリチウム薄片の作製および取り付け方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の前記リチウム薄片が、電池の負極活物質であり、前記被取付体が、電池を構成する少なくとも一部であることを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１２】
樹脂シートからなる負極側枠状外装材の一方の開口を塞ぐように、その負極側枠状外装材に負極集電板を接着して、負極活物質を収容するための凹部を有する負極ケースを作製する一方、帯状の樹脂製キャリアフィルムとリチウム金属製の帯材とを、主面同士が対向するように送り出しつつ相対接近させたのち、対向面の上下方向から両者に圧力を懸けて前記帯材を前記キャリアフィルムに圧着させ、前記キャリアフィルム上に圧着した前記帯材を、前記キャリアフィルムを分断することなく所定形状に切断することによりリチウム薄片を作製し、前記リチウム薄片を前記キャリアフィルムから剥がしつつ前記負極ケースに収容させる負極形成工程と、
前記リチウム薄片を覆う形でセパレータを前記負極ケースに取り付けるセパレータ形成工程と、
前記セパレータ上に、正極活物質と、前記負極ケースと対をなす正極側枠状外装材および正極集電板からなる正極ケースとを配置する正極形成工程と、
を含むことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１３】
前記リチウム薄片は、前記負極ケースの底をなす前記負極集電板の主面に圧着されることにより、前記負極ケースの凹部に直接収容される請求項１２記載の電池の製造方法。
【請求項１４】
前記負極ケースは、前記負極側枠状外装材の面内方向に前記凹部が複数配列形成された複数個取りケースアセンブリとして構成され、
前記リチウム薄片を前記キャリアフィルムから前記負極ケースに移載させる位置を、各凹部が順次移動するように、前記キャリアフィルムおよび前記帯材の移動／停止に同期して前記複数個取りケースアセンブリの移動／停止を行い、すべての前記凹部に個別に前記リチウム薄片を収容させる請求項１３記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウム金属製の帯材からリチウム薄片を作製し、そのリチウム薄片を被取付体に取り付ける方法、その方法を採用した電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣカードやカード型電卓などの電源用として板型電池の需要が急速に増大している。代表的なものとしてはリチウム金属をアノード（電池負極）として用いたリチウム一次電池が知られている。その例を図１に示す。図１は、上図が斜視、下図がＡ−Ａ’断面を示している。リチウム一次電池として構成された板型電池１００は、２枚の金属集電板７，８の間に、セパレータ９により分離された負極活物質５と正極活物質６とを挟み込む形で積層した構造を持つ。このような板型電池１００は、電極活物質５，６、セパレータ９、集電板７，８および樹脂製の枠状外装材１，３を互いに組み付けることで製造される。
【０００３】
一方、従来から、シート状の帯材を所定形状に切断してシート片を得る方法として、図１０に示すような方法がある。予めリール１１に巻き取られたシート帯材１４は、１対のエンドレスベルト１２，１３が、その主面同士が面接触するように平行配置されたコンベア装置１５に向けて、送給ローラ１６，１６を経て順次供給される。エンドレスベルト１２，１３の対向面に案内された帯材１４は、該帯材１４の幅方向ＷＬの両端に沿うように配置されたガイド部材１７，１８，１９で進行方向を規制されながら、コンベア装置１５の出口側に設けられた切断刃４０，４１に向けて送給される。切断刃４０，４１のところまで搬送された帯材１４は、所定形状に切断される。該切断により作製されたシート片４２は、真空パット４４で吸着搬送されて、被取付体４３に取り付けられる。
【０００４】
この方法は、上記した板型電池１００の製造に際しても好適である。すなわち、負極活物質となるリチウム金属を予め帯状に加工してリールに巻き取っておき、その後、そのリチウム帯材を板型電池１００に要求される形状に次々と切断する。そして、得られたリチウム薄片５を、板型電池１００となる被取付体に取り付けていく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、帯材がリチウム金属からなる場合、通常考えられる樹脂や金属とは状況が大きく異なってくる。リチウムは室温では極めて軟質な固体であるため、搬送も切断も大きな困難をともなう。搬送に際しては、ガイド部材で帯材の進行方向を規制することを述べたが、リチウム金属製の帯材（以下、単にリチウム帯材あるいは帯材ともいう）は薄くて軟質であることから、ガイド部材に接触したときに簡単に変形が生じ、進行方向を規制する効果がほとんど得られない。また、切断刃にリチウム金属が粘着して、安定した切断の妨げになる。さらには、作製したリチウム薄片のハンドリングが難しいため、被取付体への取り付け位置にもバラツキが生じがちである。板型電池の製造現場においては、このような困難性が歩留まりの向上、生産性の向上を妨げる原因となっている。
【０００６】
そこで本発明は、リチウム金属製の帯材からリチウム薄片を高い形状精度で切り出し、そのリチウム薄片を被取付体に高い位置決め精度で取り付けることを可能にする方法を提供することを第一の課題とする。そして、その方法を採用し、電極活物質となるリチウム薄片をリチウム金属製の帯材から高い形状精度で切り出し、そのリチウム薄片を電池となるべき被取付体に高い位置決め精度で取り付けることを可能にする電池の製造方法を提供することを第二の課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決する本発明は、リチウム金属製の帯材からリチウム薄片を作製し、そのリチウム薄片を被取付体に取り付ける方法であって、
帯状の樹脂製キャリアフィルムと上記帯材とを、主面同士が対向するように送り出しつつ相対接近させたのち、対向面の上下方向から両者に圧力を懸けて帯材をキャリアフィルムに圧着させる工程と、
キャリアフィルム上に圧着した帯材を、キャリアフィルムを分断することなく所定形状に切断することによりリチウム薄片を作製する工程と、
リチウム薄片をキャリアフィルムから剥がしつつ被取付体に取り付ける工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
上記本発明の方法は、従来の方法では邪魔なだけであったリチウムの粘着性を積極的に利用して、リチウム帯材をキャリアフィルムに圧着させ、切断、取り付けの各工程を行うものである。帯材をキャリアフィルムに圧着して固定したあとは、キャリアフィルムの進行方向を規制することにより、帯材の進行方向が規制される。つまり、帯材を送給手段やガイド部材に接触させずに済む。これにより、帯材が変形したり他部材に粘着したりすることを防止できる。また、帯材の切断時には、キャリアフィルムは分断しないので、該切断によって作製されるリチウム薄片の位置ズレが生じる恐れも小さい。また、帯材はキャリアフィルムに固定されているので、切断刃に粘着することも抑制される。また、キャリアフィルムを位置決めの基準とすることも可能であり、リチウム薄片を被取付体に取り付ける際の位置決め精度の向上も期待できる。さらには、帯材をキャリアフィルムに担持させる際に接着剤を使用しないため、製品となる被取付体に接着剤が混入する恐れもない。
【０００９】
キャリアフィルムには、少なくとも一方の主面が面あらし処理されたものを使用し、その面あらし処理された主面側にリチウム帯材を圧着させるとよい。このようにすると、面あらし処理によって形成される空隙にリチウム金属が入り込む効果（アンカー効果）を見込むことができ、より確実にリチウム帯材をキャリアフィルムに圧着させることができる。
【００１０】
また、課題を解決する本発明の電池の製造方法は、
樹脂シートからなる負極側枠状外装材の一方の開口を塞ぐように、その負極側枠状外装材に負極集電板を接着して、負極活物質を収容するための凹部を有する負極ケースを作製する一方、帯状の樹脂製キャリアフィルムとリチウム金属製の帯材とを、主面同士が対向するように送り出しつつ相対接近させたのち、対向面の上下方向から両者に圧力を懸けて帯材をキャリアフィルムに圧着させ、キャリアフィルム上に圧着した帯材を、キャリアフィルムを分断することなく所定形状に切断することによりリチウム薄片を作製し、リチウム薄片をキャリアフィルムから剥がしつつ負極ケースに収容させる負極形成工程と、
リチウム薄片を覆う形でセパレータを負極ケースに取り付けるセパレータ形成工程と、
セパレータ上に、正極活物質と、負極ケースと対をなす正極側枠状外装材および正極集電板からなる正極ケースとを配置する正極形成工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の電池の製造方法は、前述したリチウム薄片の作製および取り付け方法を、電池組立時の最重要工程の１つとして、電池の製造工程に不可分一体に組み込んだものと認められる。したがって、本発明の電池の製造方法は、前述した方法による有意な効果を余すところなく享受することができる。具体的には、搬送中のリチウム帯材に変形が生じにくいこと、同一形状のリチウム薄片を安定して作製できること、リチウム薄片を電池の製造途上物である被取付体に取り付ける（収容させる）際の位置決め精度の向上を見込めること、などの理由から、歩留まりの向上、生産効率の向上を期待できる。
【００１２】
好適な態様において、上記負極ケースは、負極側枠状外装材の面内方向に凹部が複数配列形成された複数個取りケースアセンブリとして構成される。そのようにしたうえで、リチウム薄片をキャリアフィルムから負極ケースに移載させる位置を、各凹部が順次移動するように、キャリアフィルムおよび帯材の移動／停止に同期して複数個取りケースアセンブリの移動／停止を行い、すべての凹部に個別にリチウム薄片を収容させる。
【００１３】
前述したように、リチウム帯材およびキャリアフィルムの送給は次々と行われ、それにともないリチウム薄片は次々と作製される。このようにリチウム薄片が連続的に作製されることに同期して、そのリチウム薄片を収容させる複数個取りケースアセンブリの移動／停止を行えば、この工程での高いスループットを期待できる。複数個取りケースアセンブリの移動／停止は、たとえばサーボアクチュエータにより駆動されるｘｙステージにより容易に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は既に説明したとおり、板型電池１００の構造を示すものである。リチウム一次電池の一例である板型電池１００は、電極活物質５，６、セパレータ９、集電板７，８および枠状外装材１，３（以下、ウィンドウフレームという）を互いに組み付けることで製造される。その製造方法の一形態を断面図にて簡易的に説明するのが図２である。
【００１５】
製造方法を説明する前に、板型電池１００の構成部材について説明する。
ウィンドウフレーム１，３は、たとえばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂で構成された基材の両面に、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）等のホットメルト型接着剤層が形成されたものである。本実施形態では、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）をエチレン・メタクリル酸共重合体で挟んだ３層構造の樹脂シートを、ウィンドウフレーム１，３に使用している。ウィンドウフレーム１，３の厚さは、たとえば９０〜１５０μｍである。ウィンドウフレーム１，３と集電板７，８との接着、ウィンドウフレーム１，３とセパレータ９との接着は、上記接着剤層を介して行われる。
【００１６】
負極活物質５には、リチウム金属からなるリチウム薄片を使用することができる。リチウム金属とは、リチウムまたはリチウム合金を意味する。リチウム薄片の厚さは、たとえば９０〜１５０μｍとされる。この厚さは、後述のリチウム帯材６２の厚さでもある。正極活物質６には、たとえば６０〜７０質量％の二酸化マンガン粉末と、５〜１０質量％のカーボンと、電解質２５〜３５質量％とからなるスラリーを好適に使用できる。電解質としては、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの有機溶媒に、リチウムトリフレート塩（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）などのリチウム塩を溶解させたものを使用できる。セパレータ９は、イオンの通過を許容する薄い膜状の部材である。具体的にセパレータ９は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂からなる多孔、多層構造を持つシート片であり、その厚さは、たとえば３０〜６０μｍとされる。集電板７，８は、銅板である。
【００１７】
次に、板型電池１００の製造工程を説明する。
図２に示すように、まず負極側の集電板７をウィンドウフレーム１の一方の開口を塞ぐように面接触させ、超音波溶着法あるいは熱溶着法によりウィンドウフレーム１の接着剤層を溶融させて、集電板７をウィンドウフレーム１に接着させる。これにより、リチウム薄片５を収容するための凹部２を有する負極ケース３０が作製される（２−１）。次に、負極ケース３０の凹部２に、リチウム薄片５を収容させる（２−２）。そして、セパレータ９をその外周縁部がウィンドウフレーム１の開口周縁部に面接触するように載置する（２−３）。そして、セパレータ９は溶かさず、ウィンドウフレーム１を構成する接着剤層のみを溶融させて、セパレータ９をウィンドウフレーム１に接着する。これにより、リチウム薄片５は、セパレータ９によって覆われる形となる。
【００１８】
次に、スクリーン印刷法により、セパレータ９の主面上に正極活物質６となるスラリーを厚膜印刷する（２−４）。そして、負極ケース３０と対をなす正極ケース３１を、セパレータ９の上に印刷された正極活物質６に被せる（２−５）。この正極ケース３１は、ウィンドウフレーム３と集電板８とからなり、負極ケース３０と同様の手法にて作製されたものである。そして、超音波ホーン５２を集電板８の上から接触させて、ウィンドウフレーム１，３の接着剤層を溶融させることにより、負極側のウィンドウフレーム１と、正極側のウィンドウフレーム３との隙間を封じる。この超音波溶着工程は、完成した板型電池１００の内部が真空に保たれるように、空気Ｇを吸引しつつ、あるいは真空中にて行われる（２−６）。このようにして、板型電池１００が製造される。なお、本明細書中において真空とは、大気圧よりも圧を減じた状態をいう。
【００１９】
図５に示すように、負極ケース３０は、それらを構成するウィンドウフレーム１の面内方向に凹部２が複数配列形成された複数個取りケースアセンブリ３３として構成することができる。このことは、正極ケース３１についても同様である。複数個取りケースアセンブリ３３を作製するには、まず図３に示すように、方形状の枠２０にウィンドウフレーム１となる樹脂シート１’を固定する。このような枠２０には、複数個取りケースアセンブリ３３の位置合わせマークとなる貫通孔２１、切欠２１ａが形成されている。
【００２０】
枠２０に樹脂シート１’を固定したら、次は図４に示すように、樹脂シート１’の所定箇所を除去して貫通部２’と貫通部２４を形成し、ウィンドウフレーム１となす。そして、図５に示すように、貫通部２’の一方の開口を塞ぐようにして集電板７をウィンドウフレーム１に接着することにより、貫通部２’に基づく凹部２が形成された複数個取りケースアセンブリ３３が完成する。貫通部２４には、集電板７の電力取出部７ａを露出させる。貫通部２’と、上記した貫通孔２１（あるいは切欠２１ａ）との相対位置関係は明らかになっているため、図２に示した各工程での負極ケース３０（正極ケース３１）の位置決めを容易に行うことができる。
【００２１】
上記のようにして作製した負極ケース３０の凹部２に、リチウム薄片５を個別に収容させる工程（図２（２−２）参照）について説明する。この工程は、本発明の要部をなすものであり、具体的には、リチウム金属製の帯材６２からリチウム薄片５を作製し、そのリチウム薄片５を負極ケース３０（被取付体）に取り付ける方法であるといえる。図６は、その方法を実施するためのラインを模式的に示している。
【００２２】
リチウム薄片５を負極ケース３０に収容させるためのライン２００においては、キャリアフィルム６０と帯材６２とを、主面同士が対向するように送り出しつつ相対接近させたのち、対向面の上下方向から両者に圧力を懸けて帯材６２をキャリアフィルム６０に圧着させる工程、キャリアフィルム６０上に圧着した帯材６２を、キャリアフィルム６０を分断することなく所定形状に切断することによりリチウム薄片５を作製する工程、リチウム薄片５をキャリアフィルム６０から剥がしつつ負極ケース３０に収容させる工程、を主要な工程として行う。具体的には上記各工程を、図中左側から右側に向けて帯材６２とキャリアフィルム６０とを連続的または断続的に送り出しつつ、上記した順番で繰り返し行う。
【００２３】
望ましくは、キャリアフィルム６０および帯材６２の送給を、両者が移動と停止とを繰り返すように行い、その停止時において、上記した各工程を行うようにするとよい。動きが完全に停止した状態で各工程を行えば、圧着ミス、切断ミス、搬送ミス等が生じる可能性も小さくなる。
【００２４】
帯材６２をキャリアフィルム６０に圧着させる工程について詳しく説明する。
キャリアフィルム６０は、その厚さが５０〜１００μｍに調整された帯状の樹脂フィルムである。樹脂の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態ではＰＥＴ樹脂を使用している。キャリアフィルム６０は、一端が上記したキャリアフィルム用供給リール６１、他端が回収リール６４に予め固定されており、キャリアフィルム用供給リール６１および回収リール６４の回転駆動により、キャリアフィルム用供給リール６１から順次送り出される。リチウム帯材６２は、送給ローラ７５等により搬力が付与され、キャリアフィルム６０よりも鉛直下方に配置されたリチウム帯材用供給リール６３から、キャリアフィルム６０に接近するように供給される。もちろん、両者の送給速さは一致させる。
【００２５】
キャリアフィルム６０と帯材６２とを十分に接近させたのち、図６中に示す圧着位置Ｐ１（第一位置）に配置したプレス装置７０，７１により、両者の対向面の上下方向から圧力を付与する。このときの圧力は、帯材６２がキャリアフィルム６０に確実に担持される強さに調整するとよい。なお、キャリアフィルム６０には、少なくとも一方の主面が面あらし処理されたものを使用するのがよい。その面あらし処理された主面側に帯材６２を圧着させると、アンカー効果により、より確実な圧着を実現することができる。面あらしは、公知のブラスト処理にて行うことができる。なお、参考までに記すと、ブラスト処理したＰＥＴ樹脂製のキャリアフィルム６０の主面について算術平均粗さＲａを調べたところ、０．６４μｍという結果が得られた。他方、ブラスト処理していないもののＲａは、０．０３６μｍであった。キャリアフィルム６０の表面粗さについては、帯材６２が確実に圧着されつつも、リチウム薄片５が剥離しにくくなりすぎないように調整するとよい。なお、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ：Ｂ０６０１（１９９４）に規定された方法により測定されたものを意味する。
【００２６】
また、キャリアフィルム６０には、帯材６２よりも幅広のものを使用し、幅方向ＷＬにおいてキャリアフィルム６０からはみ出さず、かつキャリアフィルム６０の幅方向ＷＬの少なくとも片側に非接着領域６０ａが生ずるように帯材６２を配し（図９参照）、その非接着領域６０ａの縁をガイド部材７６，７６等によりガイドするようにするとよい。このようにすれば、帯材６２がガイド部材７６，７６に接して変形することもない。本実施形態では、幅方向両側に非接着領域６０ａが生ずるように、キャリアフィルム６０の幅調整を行っている。なお、帯材６２の幅方向と、キャリアフィルム６０の幅方向は同一符号ＷＬで示しており、図６でいうと紙面に垂直な方向である。また、非接着領域６０ａは、帯材６２が圧着されていない領域のことである。
【００２７】
次に、帯材６２を切断する工程について詳しく説明する。
帯材６２の切断は、圧着位置Ｐ１よりも下流側の切断位置Ｐ２（第二位置）にて行う。切断位置Ｐ２には、切断装置７３，切断テーブル７２が配置されている。図７に示すように、帯材６２を切断して方形状のリチウム薄片５を得るために、本実施形態では、２組の平行な切断刃７３ａ，７３ｂを昇降ベース７３ｄに固定した切断装置７３を採用している。この形態の切断刃７３ａ，７３ｂは、方形状の切断刃よりも低廉なので好ましい。また、切断刃７３ａ，７３ｂは、切断テーブル７２には直接接しないので、双方の摩耗も進行しにくい。
【００２８】
図９に示すように、帯材６２を切断する際、同時にキャリアフィルム６０の非接着領域６０ａに、リチウム薄片５を負極ケース３０に取り付ける際に使用するキャリアフィルム側位置合わせマーク８０を形成するとよい。このようすると、キャリアフィルム６０上における帯材６２の圧着位置にバラツキが生じていたとしても、位置合わせマーク８０とリチウム薄片５との相対位置関係は、常に一定となる。したがって、この位置合わせマーク８０を使用したリチウム薄片５の位置決め精度は、極めて高精度である。
【００２９】
このようなキャリアフィルム側位置合わせマーク８０は、キャリアフィルム６０を厚さ方向に貫通する貫通孔８０とすることができる。位置合わせマークとしての機能さえ確保できればよいので、キャリアフィルム６０の縁に切欠を形成することや、表面に罫書き線をつけることも考え得る。しかし、貫通孔とすることで、カメラ等を使用せずに、位置決めピン等で機械的に位置合わせできるようになり、設備費用の低減に寄与できる。
【００３０】
リチウム薄片５と、位置合わせマーク８０とを同時に形成するためには、以下のようにするとよい。すなわち、リチウム薄片作製用の切断刃７３ａ，７３ｂと、貫通孔形成用のパンチ７３ｃとを昇降ベース７３ｄに固定し、パンチ７３ｃがキャリアフィルム６０を貫く位置まで昇降ベース７３ｄが移動した場合であっても、切断刃７３ａ，７３ｂはキャリアフィルム６０を貫通しないように、それら切断刃７３ａ，７３ｂとパンチ７３ｃとの相対高さ調整を行う。図８は、そのように高さ調整が行われた切断装置７３の側面模式図である。本実施形態では、昇降ベース７３ｄに対する切断刃７３ａ，７３ｂの高さと、パンチ７３ｃの高さとの差が、キャリアフィルム６０の厚さＤｃにほぼ等しく調整されている。このことは、キャリアフィルム６０を分断することなく、帯材６２を切断するにあたって重要である。このように高さ調整を行うと、パンチ７３ｃがキャリアフィルム６０を貫通したとき、切断刃７３ａ，７３ｂの先端がリチウム薄片５をキャリアフィルム６０に食い込ませる効果も期待できる。
【００３１】
また、前述したようにキャリアフィルム６０は、一端が供給リール６１、他端が回収リール６４に予め固定されて、供給リール６１および回収リール６４の回転駆動により供給リール６１から送り出される。そのようにした上で、リチウム薄片５を作製する工程において、帯材６２をリチウム薄片５と帯材残部５０とに分かれるように切断し、帯材残部５０（図９参照）についてはキャリアフィルム６０と一緒に回収リール６４に巻き取って回収する。これにより、切り屑がかさばることもなくなる。帯材残部５０は、供給リール６４から剥離させて再利用することも可能である。
【００３２】
また、板型電池１００に用いる有機溶媒、たとえばエチレンカーボネートやプロピレンカーボネートを、予め切断刃７３ａ，７３ｂに塗布しておくことにより、それらの切断刃７３ａ，７３ｂに帯材６２が粘着することが防止される。
【００３３】
次に、リチウム薄片５を負極ケース３０に収容させる工程について詳しく説明する。
図６に示すように、切断位置Ｐ２よりもさらに下流側の取付位置Ｐ３（第三位置）には、押付装置７４、サーボモータ６６により駆動されるｘｙステージ６５がそれぞれ配置されている。サーボモータ６６がＮＣ制御されることにより、押付装置７４に対するｘｙステージ６５の位置を、正確に定めることが可能になっている。押付装置７４は、キャリアフィルム６０の上方、ｘｙステージ６５は、キャリアフィルム６０の下方に配置される。押付装置７４は、キャリアフィルム６０に形成された貫通孔８０に挿通される位置決めピン７４ｂが一体に設けられた押圧手段７４ａを備えている。押圧手段７４ａは、キャリアフィルム６０との接触面がリチウム薄片５とほぼ同形状に調整された押圧部材とすることができる。ｘｙステージ６５上には、複数の負極ケース３０からなる複数個取りケースアセンブリ３３が配置される。
【００３４】
図６に示すように、本実施形態では、キャリアフィルム６０が鉛直方向上側、帯材６２が下側となるように帯材６２をキャリアフィルム６０に圧着させて、帯材６２の切断と搬送を行うとともに、該切断により作製されたリチウム薄片５を負極ケース３０に取り付ける工程において、帯材６２のさらに下方に負極ケース３０を待ち受けさせるようにしている。もちろん、キャリアフィルム６０の鉛直方向の上面側に帯材６２を圧着させることも可能であるし、図６のライン２００自体を９０°回転させたような形態も採用することができる。しかしながら、作製したリチウム薄片５を負極ケース３０に収容させる工程の容易性、たとえばｘｙテーブル６５に負極ケース３０（複数個取りケースアセンブリ３３）を固定することの容易性を考慮すると、本実施形態のようにするのがよい。また、万が一取り付けミス等が発生しても、容易に発見できるという利点もある。さらには、リチウム薄片５をキャリアフィルム６０から剥離させて負極ケース３０に移す際、リチウム薄片５が自重により落下しやすいという理由もある。
【００３５】
図６に示す押圧手段７４ａがキャリアフィルム６０に接して該キャリアフィルム６０を押圧することにより、リチウム薄片５が負極ケース３０に押し付けられる（図２参照）。これにより、リチウム薄片５はキャリアフィルム６０から剥がれ、負極ケース３０の底をなす負極集電板７の主面に圧着されることにより、負極ケース３０の凹部２に直接収容される。このように本実施形態では、吸着パット等の搬送手段を介さずに、キャリアフィルム６０から負極ケース３０にリチウム薄片５を直接移すようにしているので、搬送にともなう位置決め精度の低下がない。集電板７は、銅板であるため、リチウム薄片５とのなじみもキャリアフィルム６０より優れ、移載ミスが発生する心配もほとんどない。移載ミスをさらに発生し難くするために、負極ケース３０の底となる負極集電板７の主面を、リチウム薄片５が圧着されているキャリアフィルム６０の主面よりも粗くすることが考え得る。
【００３６】
また、リチウム薄片５を負極ケース３０に移載する具体的な方法は次のように説明できる。すなわち、キャリアフィルム６０を介して押圧手段７４ａをリチウム薄片５に当接させ、キャリアフィルム６０を鉛直下方向に撓ませつつ該リチウム薄片５を負極ケース３０に押し付けることにより、そのリチウム薄片５をキャリアフィルム６０から負極ケース３０に移載する。キャリアフィルム６０は、送給ローラ７５等により支持されているが、下方に若干撓むことは可能である。その撓みを利用してリチウム薄片５の移載を行えば、ｘｙステージ６５をｚ方向に移動させる必要がないので好適である。
【００３７】
また、本実施形態において負極ケース３０は、負極側のウィンドウフレーム１の面内方向に凹部２が複数配列形成された複数個取りケースアセンブリ３３として構成されているので、リチウム薄片５をキャリアフィルム６０から負極ケース３０に移載させる位置（取付位置Ｐ３）を、各凹部２が順次移動するように、キャリアフィルム６０および帯材６２の移動／停止に同期して複数個取りケースアセンブリ３３の移動／停止を行い、すべての凹部２に個別にリチウム薄片５を収容させるようにしている。このような方法によると、負極ケース３０にリチウム薄片５を収容させる工程を、キャリアフィルム６０あるいは帯材６２が尽きるまで中断することなく連続して行えるので、生産性は極めて高いといえる。
【００３８】
以上のようにして、負極活物質であるリチウム薄片５を負極ケース３０に収容させた後、図２で説明したようにセパレータ９をウィンドウフレーム１に貼り付ける。そして、それぞれ複数個取りケースアセンブリとして構成された正極ケース３１と負極ケース３０とを超音波溶着法、あるいは熱溶着法により接着させる。両者を溶着させた後、個別の電池単位に切取ることにより、板型電池１００が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】板型電池の斜視および断面図。
【図２】板型電池の製造工程を簡易的に説明する図。
【図３】複数個取りケースアセンブリの作製工程を説明する図。
【図４】図３に続く図。
【図５】図４に続く図。
【図６】帯材からリチウム薄片を作製して負極ケースに収容させる本発明の方法を実施するためのラインを示す模式図。
【図７】本発明にかかるリチウム帯材の切断方法を説明する図。
【図８】本発明にかかるパンチと切断刃との高さ関係を示す切断装置の側面模式図。
【図９】リチウム薄片とキャリアフィルム側位置合わせマークとの位置関係を説明する模式図。
【図１０】シート状の帯材を所定形状に切断してシート片を得るための従来の方法を説明する図。
【符号の説明】
１，３　ウィンドウフレーム（枠状外装材）
２　凹部
５　リチウム薄片（負極活物質）
６　正極活物質
７，８　集電板
７ｃ　負極集電板の主面
９　セパレータ
３０　負極ケース（被取付体）
３１　正極ケース
３３　複数個取りケースアセンブリ
５０　帯材残部
６０　キャリアフィルム
６０ａ　非接着領域
６１　キャリアフィルム用供給リール
６２　リチウム帯材
６３　リチウム帯材用供給リール
６４　回収リール
７３ａ，７３ｂ　切断刃
７３ｃ　パンチ
７３ｄ　昇降ベース
８０　キャリアフィルム側位置合わせマーク
１００　板型電池
ＷＬ　幅方向
【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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