(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な極板上に短冊状リチウム箔を所定の間隔毎に貼り付けるためのリチウム箔の貼付方法であって、
長尺な前記リチウム箔に一定のテンションを付与した状態で、該リチウム箔と一体的に巻回されている合紙を巻き取ることにより、前記リチウム箔を加工手段に間欠的に送り出す工程と、
前記加工手段により少なくとも一部が分断された前記リチウム箔を、前記短冊状リチウム箔として前記極板上に貼り付ける工程と、
を有することを特徴とするリチウム箔の貼付方法。
【請求項２】
請求項１記載の貼付方法において、ダンサーローラにより前記リチウム箔に一定のテンションを付与するとともに、
前記ダンサーローラが上限位置に至る際に前記合紙の巻き取り動作を開始する一方、該ダンサーローラが下限位置に至る際に該合紙の巻き取り動作を停止することを特徴とするリチウム箔の貼付方法。
【請求項３】
長尺な極板上に短冊状リチウム箔を所定の間隔毎に貼り付けるためのリチウム箔の貼付方法であって、
前記極板を長手方向に連続的に搬送する工程と、
少なくとも一部が分断されたリチウム箔を周面に保持した転写ローラを、前記極板の一方の面側で間欠的に回転させるとともに、該極板の他方の面側からニップローラを前記転写ローラに同期して押圧する工程と、
前記転写ローラの回転を止めるとともに、前記ニップローラによるニップ作用を解除することにより、前記転写ローラ上の前記リチウム箔を前記短冊状リチウム箔として前記極板上に貼り付ける工程と、
を有することを特徴とするリチウム箔の貼付方法。
【請求項４】
請求項３記載の貼付方法において、前記リチウム箔を保持した前記転写ローラを、前記極板の搬送速度に略一致する周速で回転させながら、前記リチウム箔の短冊面積の１／２〜４／５の面積が前記極板に密着するまで前記ニップローラによるニップ動作を行うことを特徴とするリチウム箔の貼付方法。
【請求項５】
長尺な極板上に短冊状リチウム箔を所定の間隔毎に貼り付けるためのリチウム箔の貼付装置であって、
長尺な前記リチウム箔と合紙とを一体的に巻回している送り出し軸と、
前記リチウム箔を送り出すために、前記合紙を巻き取る合紙巻取軸と、
前記合紙巻取軸の間欠回転作用下に前記送り出し軸から間欠的に送り出される前記リチウム箔に一定のテンションを付与するダンサーローラと、
前記送り出されたリチウム箔の少なくとも一部を分断する切断手段と、
前記少なくとも一部が分断された前記リチウム箔を、前記短冊状リチウム箔として前記極板上に貼り付ける転写手段と、
を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項６】
請求項５記載の貼付装置において、前記ダンサーローラの上限位置と下限位置とを検出するセンサを備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項７】
請求項５記載の貼付装置において、前記送り出し軸から送り出される前記リチウム箔のエッジ位置を検出する手段と、
前記検出された位置信号に基づいて前記送り出し軸と前記合紙巻取軸とを前記リチウム箔の送り出し方向に交差する方向に一体的に移動可能なユニットと、
を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項８】
長尺な極板上に短冊状リチウム箔を所定の間隔毎に貼り付けるためのリチウム箔の貼付装置であって、
前記極板を長手方向に連続的に搬送する搬送機構と、
少なくとも一部が分断されたリチウム箔を周面に保持して前記極板の一方の面側で間欠的に回転する転写ローラと、
前記極板の他方の面側から前記転写ローラに同期して該転写ローラの周面を押圧するニップローラと、
を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項９】
請求項８記載の貼付装置において、前記転写ローラは、周面から外方に開放される複数の吸引孔が前記周面全体にわたって設けられるとともに、
前記リチウム箔を前記周面に吸着保持させるため、前記複数の吸引孔の中、所定の角度範囲内に配置された前記吸引孔を負圧発生源に連通する連通手段を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載の貼付装置において、前記転写ローラは、周面にローレットが設けられていることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項１１】
請求項８記載の貼付装置において、長尺なリチウム箔を吸着して長手方向に搬送するとともに、前記転写ローラに並設される切断ローラと、
前記切断ローラに同期して、前記リチウム箔に所定の間隔毎にかつ前記リチウム箔の搬送方向に直交して設けられた切断部位に沿って間欠的に開口部を形成する加工手段と、
を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の貼付装置において、前記切断ローラは、負圧発生源に連通し、所定の角度範囲にわたって外方に開放される吸引用開口部を有する内側筒体と、
前記内側筒体の外周部に回転自在に配設され、前記吸引用開口部に連通して外周面から外方に開放される複数の吸引孔が形成される外側筒体と、
を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項１３】
長尺な極板上に短冊状リチウム箔を所定の間隔毎に貼り付けるためのリチウム箔の貼付装置であって、
前記極板を長手方向に連続的に搬送する搬送機構と、
長尺なリチウム箔を吸着して長手方向に搬送する切断ローラと、
前記切断ローラに同期して、前記リチウム箔に所定の間隔毎にかつ前記リチウム箔の搬送方向に直交して設けられた切断部位に沿って間欠的に開口部を形成する加工手段と、
前記リチウム箔を吸着保持し、間欠的に回転して前記極板上に前記リチウム箔を前記短冊状リチウム箔として分離転写する転写ローラと、
を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項１４】
長尺な極板上に短冊状リチウム箔を所定の間隔毎に貼り付けるためのリチウム箔の貼付装置であって、
前記極板を長手方向に連続的に搬送する搬送機構と、
長尺なリチウム箔に所定の間隔毎にかつ前記リチウム箔の搬送方向に直交して設けられた切断部位に沿って間欠的に開口部を形成する加工手段と、
前記リチウム箔を吸着保持し、前記加工手段と共働して前記開口部を形成するとともに、間欠的に回転して前記極板上に前記リチウム箔を前記短冊状リチウム箔として分離転写する切断・転写ローラと、
を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４記載の貼付装置において、前記転写ローラは、周面から外方に開放される複数の吸引孔が前記周面全体にわたって設けられるとともに、
前記リチウム箔を前記周面に吸着保持させるため、前記複数の吸引孔の中、所定の角度範囲内に配置された前記吸引孔を負圧発生源に連通する連通手段を備えることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の貼付装置において、前記転写ローラは、周面にローレットが設けられていることを特徴とするリチウム箔の貼付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、短冊状リチウム箔を所定の間隔毎に極板上に貼り付けるためのリチウム箔の貼付方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電池用電極としてリチウム電極が組み込まれたリチウム電池が、種々の用途に採用されている。このリチウム電極は、通常、フープ状やシート状の長尺なリチウム箔を所望の切断部位毎に切断した後、短冊状リチウム箔を集電体面に固着して製造されている。
【０００３】
そこで、集電体面上にリチウム箔を高精度に転写させるために、例えば、特開平６−１２４７０９号公報（以下、従来例１という）に開示された製造方法が知られている。この従来例１では、一連の樹脂フイルム上に配置された一連の金属リチウム箔（またはリチウム合金箔）を所定寸法に切断した（または切り込みを入れ）金属リチウム箔面を負極集電体面に当接するとともに、前記樹脂フイルム面を押圧し、該金属リチウム箔を該負極集電体面に転写することを特徴としている。
【０００４】
また、特開平６−１５０９３５号公報（以下、従来例２という）に開示されているように、一連の金属リチウム箔（またはリチウム合金箔）が所定寸法に切断される第１工程と、該所定寸法に切断された金属リチウム箔面が転写装置に転写される第２工程と、該転写された金属リチウム箔が負極集電体面に一定間隔で再転写される第３工程からなることを特徴としている負極集電体の製造方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来例１では、供給される樹脂フイルムとリチウム箔の密着状態の制御が難しく、負極集電体面への貼着時にリチウム箔の転写必要部分が樹脂フイルムに残留したり、逆に、該リチウム箔の転写必要部分以外の部分が前記集電体面に転写される等の不具合が生じてしまう。しかも、集電体面に対するリチウム箔の貼り付けパターンの変更が不可能であるとともに、一連の樹脂フイルムは、リチウム箔の転写が行なわれた後に再利用することができず、不経済であり、かつコストが高騰するという問題が指摘されている。
【０００６】
そこで、リチウム箔を単体として用いるため、送り出し軸に巻回されている長尺なリチウム箔を必要な長さずつ順次送り出す構成が考えられる。しかしながら、リチウム箔は、数十μｍ程度と相当に薄いため、このリチウム箔を直接引張して送り出し軸から間欠的に繰り出そうとすると、前記リチウム箔が破損したり、該リチウム箔に皺が形成されたり等、種々の弊害が発生するという問題がある。
【０００７】
また、上記の従来例２では、前記の従来例１と同様の問題が発生するとともに、リチウム箔を樹脂フイルムから転写装置へ転写する際の制御が煩雑なものとなり、前記リチウム箔の転写が極めて不安定になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、樹脂フイルム等の支持体を用いることがなく、リチウム箔の取り扱い性が簡素化するとともに、容易かつ高精度に前記リチウム箔を極板に任意のピッチで転写することが可能なリチウム箔の貼付方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、長尺なリチウム箔に一定のテンションを付与した状態で、該リチウム箔と一体的に巻回されている合紙を巻き取ることにより、前記リチウム箔を加工手段に間欠的に送り出す。このため、リチウム箔は、巻き戻しによるテンション変動が作用することがなく、一定のテンション下で円滑に送り出される。従って、リチウム箔に破損や皺等の不良が発生することがなく、前記リチウム箔を正常な状態で加工手段に確実に送り出すことができる。
【００１０】
その際、リチウム箔に一定のテンションを付与するダンサーローラの上限および下限位置で合紙の巻き取り動作を制御する。これにより、リチウム箔の送り出し作業が一層正確に遂行される。
【００１１】
また、本発明は、少なくとも一部が分断されたリチウム箔を周面に保持した転写ローラを、連続的に搬送される長尺な極板の一方の面側で間欠的に回転させるとともに、この極板の他方の面側からニップローラを前記転写ローラに同期して押圧することにより、前記リチウム箔が部分的に前記極板に密着する。次いで、転写ローラの回転を止めるとともに、ニップローラの周速によるニップ作用を解除することにより、この転写ローラの周速と極板の搬送速度との速度差を介し、リチウム箔が短冊状リチウム箔として前記極板上に貼り付けられる。
【００１２】
このため、リチウム箔と一体的に切断される樹脂フイルム等の支持体を用いることがなく、リチウム箔を単体として取り扱うことができ、経済的であるとともに、コストを有効に削減することが可能になる。しかも、極板の搬送速度と転写ローラの回転速度とを変更するだけで、前記リチウム箔の配置位置や貼り付け間隔を任意に設定することができ、該リチウム箔の厚み変動による電池性能のばらつきを有効に阻止することが可能になる。
【００１３】
また、ニップローラを転写ローラに押し付けるだけでよく、簡単な構造でリチウム箔を極板上に確実に貼り付けることができる。しかも、ニップローラによるニップ動作を、リチウム箔の短冊面積の１／２〜４／５の面積が極板に密着するまで行うことにより、前記リチウム箔の貼り付け作業が一層確実に遂行される。
【００１４】
また、転写ローラの周面全体にわたって複数の吸引孔が設けられ、所定の範囲内に配置された吸引孔が負圧発生源に連通することにより、リチウム箔が前記転写ローラの周面に確実に吸着保持される。これにより、リチウム箔を単体として容易かつ円滑に搬送することができる。その際、転写ローラが周面にローレットを設けることにより、比較的小さなニップ圧力でリチウム箔を極板上に確実に貼り付けることが可能になる。
【００１５】
また、転写ローラに摺接して切断ローラが配設され、この切断ローラに長尺なリチウム箔が吸着された状態で、前記切断ローラに同期して前記リチウム箔に間欠的に開口部が形成される。このため、長尺なリチウム箔を単体として使用することができるとともに、短冊状リチウム箔を極板上に所定間隔毎に連続して貼り付けることができ、前記リチウム箔の貼り付け作業が効率的に遂行される。
【００１６】
さらにまた、転写ローラと切断ローラとを一体的に構成した切断・転写ローラを用いることにより、装置全体の構成が有効に簡素化される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るリチウム箔の貼付装置を組み込む電極コイル材製造機１０の概略構成図である。
【００１８】
製造機１０は、フープ状の銅箔支持体に一定間隔で活物質が間欠塗布された長尺な極板１２を巻回し、トルクモータ（図示せず）により一定のトルクで送り出す送り出し軸１４と、この送り出し軸１４から送り出された前記極板１２を吸着保持し、サーボモータ等によりこの極板１２を定量送りするメインフィードローラ１６と、前記極板１２の一方の面１２ａにリチウム箔１８を所定の切断ピッチおよび貼り付けピッチで貼り付ける第１の実施形態に係る貼付装置２０と、前記極板１２の他方の面１２ｂに前記リチウム箔１８を所定の切断ピッチおよび貼り付けピッチで貼り付ける貼付装置２２と、両面１２ａ、１２ｂ側に前記リチウム箔１８が貼り付けられた該極板１２をセパレータ２４と一体的に一定のテンションで巻き取る巻取軸２６とを備える。
【００１９】
送り出し軸１４から巻取軸２６に向かって極板１２を搬送するために、複数のパスローラ２８が配設されるとともに、長尺なリチウム箔１８が巻回されているリチウム箔送り出し軸３０と貼付装置２０、２２との間に複数のパスローラ３２が配置されている。
【００２０】
リチウム箔送り出し軸３０に近接して合紙巻取軸３４が設けられ、この合紙巻取軸３４は、矢印方向に回転することにより前記リチウム箔送り出し軸３０にリチウム箔１８と一体に巻回されている合紙３６を巻き取る。図２に示すように、リチウム箔送り出し軸３０と合紙巻取軸３４とは、ユニット３１に配設されており、このユニット３１がリチウム箔の送り出し方向（矢印Ｅ方向）に直交する方向に移動自在である。
【００２１】
リチウム箔１８の搬送路上には、ユニット３１から導出された前記リチウム箔１８のエッジ位置を検出するためにＥＰＣ（エッジポジションコントローラ）ヘッド３３が設けられる。ＥＰＣヘッド３３の下流側には、合紙巻取軸３４の間欠回転作用下にリチウム箔送り出し軸３０から間欠的に送り出されるリチウム箔１８に一定のテンション（１０ｇ〜１００ｇ）を付与するダンサーローラ３５が昇降自在に配設される。ダンサーローラ３５の側方には、このダンサーローラ３５の上限位置と下限位置とを検出するための第１および第２センサ３７ａ、３７ｂが配置されている。
【００２２】
セパレータ２４は、ポリプロピレン、ポリエチレン等の絶縁材料で構成され、セパレータ送り出し軸３８に巻回されており、このセパレータ送り出し軸３８と巻取軸２６との間に複数のパスローラ４０が配設されている。
【００２３】
貼付装置２０は、メインフィードローラ１６および巻取軸２６を有して極板１２を長手方向（矢印Ａ方向）に連続的に搬送する搬送機構４２と、一部が分断されたリチウム箔１８（以下、一部分断リチウム箔１８ａという）を保持して前記極板１２の一方の面１２ａ側で間欠的に回転する転写ローラ（転写手段）４４と、前記極板１２の他方の面１２ｂ側から前記転写ローラ４４に同期して該転写ローラ４４の周面を押圧するニップローラ４６とを備える。
【００２４】
図３に示すように、転写ローラ４４に並設して切断ローラ（加工手段）４８が配置され、この転写ローラ４４の周面と前記切断ローラ４８の周面とが０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの間隔を有して離間する。切断ローラ４８の周面近傍には、前記切断ローラ４８に同期してリチウム箔１８に所定の間隔毎にかつこのリチウム箔１８の搬送方向（矢印Ｅ方向）に直交して設けられた切断部位に沿って間欠的に開口部、例えば、ミシン目１８ｂを形成する加工手段５０が配設される。
【００２５】
図３および図４に示すように、切断ローラ４８は、固定されている内側筒体５２と、この内側筒体５２の外周部に回転自在に配設される外側筒体５４とを備える。内側筒体５２は、図示しない負圧発生源（例えば、リングブロア）に連通するとともに、その下部側を所定の角度範囲で切り欠いて外方に開放される吸引用開口部５６を有する。
【００２６】
外側筒体５４は、外周にリチウム箔１８の接着を回避し得る材料、例えば、超高密度ポリエチレン製筒体５８が圧入されており、その直径方向に貫通して複数の吸引孔６０が形成される。吸引孔６０は、直径が１．５ｍｍでかつ周方向に切断ピッチとして間隔Ｌずつ離間して全周に設けられるとともに、各吸引孔６０の間には、周方向が１ｍｍでかつ深さ方向が５ｍｍの長方形状断面を有する複数の溝６２が周方向に間隔Ｌずつ離間して全周に形成される。
【００２７】
図３に示すように、加工手段５０は、シリンダ等の図示しない駆動手段に連結されて矢印Ｂ方向に進退自在な支持部材６４を備える。支持部材６４には、リチウム箔１８の幅方向に所定間隔離間して複数の針部材６６が設けられるとともに、この針部材６６の両側に押圧部材６８がばね（図示せず）を介して進退自在に支持される。この針部材６６は、切断ローラ４８が間欠送りされる際、この切断ローラ４８の停止位置で各溝６２に対向するように位置決めされている。
【００２８】
転写ローラ４４は、外周に、例えば、超高密度ポリエチレン製筒体７０が圧入されており、その周面から外方に開放される複数の孔部７２が形成される。各孔部７２は、直径が１．５ｍｍでかつ周方向に間隔Ｌずつ離間して全周に配置されるとともに、転写ローラ４４の軸方向に延在してこの転写ローラ４４の一方の側部から外方に開放される通路７４に連通する。
【００２９】
転写ローラ４４の側部には、一部分断リチウム箔１８ａを周面に吸着保持させるため、この転写ローラ４４と切断ローラ４８とが摺接する受け渡し位置Ｓ１から前記転写ローラ４４とニップローラ４６とが摺接する貼り付け位置Ｓ２直前まで配置された孔部７２を負圧発生源（例えば、リングブロア）に連通する吸引開口部（連通手段）７６が設けられる。転写ローラ４４の側部には、貼り付け位置Ｓ２を通過した直後の孔部７２をエア噴射用ブロア（図示せず）に連通するブロア開口部７８が設けられる。転写ローラ４４の周面には、ローレットが施されている。具体的には、メッシュの綾目５０番で０．３ｍｍの押し込みが行われた。
【００３０】
転写ローラ４４と切断ローラ４８とは、図示しない単一のサーボモータまたはそれぞれ個別のサーボモータにより反対方向（矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向）に同期して回転駆動され、ニップローラ４６は、カム機構８０により前記転写ローラ４４と同期して駆動制御される。なお、同期信号を用いない場合には、カム機構８０に代替してサーボモータ等を使用することも可能である。
【００３１】
貼付装置２２は、上記貼付装置２０と同様に構成されるものであり、同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３２】
このように構成される製造機１０の動作について、第１の実施形態に係る貼付装置２０との関連で、図５に示すタイミングチャートに基づいて以下に説明する。
【００３３】
先ず、図１に示すように、送り出し軸１４には、フープ状の極板１２が巻回されており、リチウム箔送り出し軸３０には、金属に対して粘着性のある薄い金属箔であるフープ状のリチウム箔１８が、ポリプロピレン、ポリエチレン等の絶縁材料で形成された合紙３６と重畳された状態で巻回されている。また、セパレータ送り出し軸３８は、同様に、フープ状のセパレータ２４が巻回されている。
【００３４】
そこで、送り出し軸１４が、図示しないトルクモータにより逆回転されて極板１２に一定のトルクを与え、この極板１２がパスローラ２８を介してメインフィードローラ１６により搬送される。このメインフィードローラ１６は、サクションドラムを構成しており、サーボモータ等の駆動源を介し極板１２を吸着して定量搬送を行う。このため、極板１２は、メインフィードローラ１６および巻取軸２６を含む搬送機構４２を介し、矢印Ａ方向に一定速度Ｖ２（図５参照）で定量搬送される。
【００３５】
一方、リチウム箔１８には、ダンサーローラ３５により所定のテンション、例えば、５０ｇのテンションが付与されており、合紙巻取軸３４が回転駆動されて合紙３６のみが巻き取られる。このため、リチウム箔１８は、巻戻しによるテンション変動が作用しない状態で、ダンサーローラ３５による一定テンション下でリチウム箔送り出し軸３０から円滑に送り出され、パスローラ３２を介して貼付装置２０を構成する切断ローラ４８側に送り出される。
【００３６】
その際、リチウム箔１８がリチウム箔送り出し軸３０から送り出されると、ダンサーローラ３５が下方に移動する。そして、第２センサ３７ｂによりダンサーローラ３５が下限位置に至ったことが検出されると、合紙巻取軸３４の回転が停止される。
【００３７】
なお、後述するように、リチウム箔１８が切断ローラ４８により吸着搬送されると（図３中、矢印Ｅ方向参照）、ダンサーローラ３５が上方に移動する。そこで、第１センサ３７ａによりダンサーローラ３５が上限位置に至ったことが検出されると、合紙巻取軸３４の回転が開始される。
【００３８】
切断ローラ４８側では、図示しない負圧発生源の作用下に、切断ローラ４８の内側筒体５２内が吸引されるとともに、この切断ローラ４８と転写ローラ４４とが、同期して互いに逆方向（図６中、矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向参照）に回転駆動される。このため、リチウム箔１８は、ダンサーローラ３５により所定のテンションが付与された状態で、複数の吸引孔６０の吸引作用下に切断ローラ４８の外周面に吸着保持され、内側筒体５２の吸引用開口部５６が設けられている範囲内を吸着搬送される。
【００３９】
ここで、リチウム箔１８の切断ピッチが間隔Ｌ（例えば、４ｍｍ）に設定されており、切断ローラ４８が間欠的に回転されてこのリチウム箔１８が間隔Ｌずつ間欠搬送される。そして、リチウム箔１８の切断部位が加工手段５０に対応する位置に停止されると、この加工手段５０を構成する図示しない駆動源の作用下に支持部材６４が切断ローラ４８の周面側に移動する。これにより、押圧部材６８がリチウム箔１８の切断部位前後を切断ローラ４８の外周面に押圧した状態で、複数の針部材６６が溝６２に入り込んで該リチウム箔１８にミシン目１８ｂを形成する（図７参照）。
【００４０】
切断ローラ４８と転写ローラ４４が、完全に同期してそれぞれ矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向に間欠的に回転されることにより、ミシン目１８ｂが形成されたリチウム箔１８、すなわち、一部分断リチウム箔１８ａは、前記切断ローラ４８の外周面から前記転写ローラ４４の外周面側に受け渡される。
【００４１】
その際、一部分断リチウム箔１８ａの受け渡し位置Ｓ１で切断ローラ４８の吸引用開口部５６が閉塞される一方、転写ローラ４４の吸引開口部７６がこの受け渡し位置Ｓ１から開放されている。従って、切断ローラ４８による一部分断リチウム箔１８ａの吸引が解除されると同時に、転写ローラ４４によるこの一部分断リチウム箔１８ａの吸引が開始され、前記一部分断リチウム箔１８ａが前記転写ローラ４４側に円滑かつ確実に受け渡される。
【００４２】
次いで、転写ローラ４４の外周面に吸着保持されている一部分断リチウム箔１８ａが、貼り付け位置Ｓ２に至ると、カム機構８０を介してニップローラ４６が、図８中、矢印Ｆ方向（極板１２の他面１２ｂ側）に転写ローラ４４の回転に同期して移動する。これにより、図５に示すように、転写ローラ４４が極板１２の搬送速度Ｖ２に一致する周速Ｖ１で回転しながら、ニップローラ４６が所定のニップ圧力で極板１２を転写ローラ４４側に押圧する。
【００４３】
そして、転写ローラ４４の周面に吸着保持されている一部分断リチウム箔１８ａの短冊面積の１／２〜４／５の面積が極板１２に密着するまで、ニップローラ４６によるニップ動作が行われる。なお、第１の実施形態では、一部分断リチウム箔１８ａの短冊幅の３／４（具体的には、３ｍｍ）が極板１２に転写されるまで、上記ニップ動作が行われる。
【００４４】
さらに、カム機構８０を介してニップローラ４６が極板１２から離間するとともに、転写ローラ４４の回転が停止される（図９参照）。従って、搬送機構２２により速度Ｖ２で定量搬送されている極板１２と、この極板１２に部分的に貼り付けられかつ転写ローラ４４の周面に保持されている一部分断リチウム箔１８ａとに速度差が生じ、この一部分断リチウム箔１８ａがミシン目１８ｂから容易かつ確実に分離され、短冊状リチウム箔１８ｃとして前記極板１２上に確実に転写される。
【００４５】
この場合、第１の実施形態では、長尺なリチウム箔１８にダンサーローラ３５を介して一定のテンションを付与した状態で、該リチウム箔１８と一体的に巻回されている合紙３６のみが合紙巻取軸３４の回転作用下に巻き取られる。これにより、リチウム箔１８は、巻き戻しによるテンション変動が作用することがなく、一定のテンション下で円滑に送り出される。
【００４６】
従って、リチウム箔１８に破損や皺等の不良が発生することがなく、前記リチウム箔１８を正常な状態で切断ローラ４８に確実に送り出すことができるという効果が得られる。
【００４７】
しかも、図２に示すように、ユニット３１に近接してＥＰＣヘッド３３が設けられており、このユニット３１から導出されるリチウム箔１８のエッジ位置の検出が行われている。そして、リチウム箔１８のエッジ位置にずれが発生すると、ユニット３１が、図示しない駆動源を介して矢印Ｅ方向に直交する方向に移動し、前記リチウム箔１８のエッジ位置を、常時、一定位置に調整することができる。
【００４８】
さらに、第１の実施形態では、一部分断リチウム箔１８ａを吸着保持する転写ローラ４４が、矢印Ｄ方向に間欠的に回転するとともに、定量送りされている極板１２にニップローラ４６を介して前記一部分断リチウム箔１８ａが押圧される。これにより、極板１２の搬送速度と転写ローラ４４の周速との速度差によって、一部分断リチウム箔１８ａをミシン目１８ｂから確実に分離し、前記極板１２上に短冊状リチウム箔１８ｃを貼り付けることができる。このため、従来のように、樹脂フイルム等の支持体を用いる必要がなく、リチウム箔１８を単独で取り扱うことが可能になり、極めて経済的であるという効果が得られる。
【００４９】
さらに、リチウム箔１８の厚さにばらつきが生じても、短冊状リチウム箔１８ｃの貼り付けピッチを変更することにより、容易に対応することができる。すなわち、極板１２の搬送速度Ｖ２を基準にして、転写ローラ４４の間欠回転速度（周速）Ｖ１とニップローラ４６の動作周期を制御するだけで、この極板１２上に貼り付けられる短冊状リチウム箔１８ｃの貼り付けピッチＰを、例えば、８．５ｍｍから１１ｍｍまで０．５ｍｍ間隔で設定することが可能になる。これにより、リチウム箔１８の厚さの変動に容易かつ確実に対応することができ、有効な電池性能を維持することが可能になるという利点がある。
【００５０】
また、ニップローラ４６をカム機構８０により転写ローラ４４に対して進退させるだけでよく、貼付装置２０の構造が複雑化することがない。しかも、ニップローラ４６は、一部分断リチウム箔１８ａの短冊面積の１／２〜４／５の面積が極板１２に密着するまでニップ動作を行うため、短冊状リチウム箔１８ｃを前記極板１２に対し確実に貼り付けることができる。
【００５１】
なお、転写ローラ４４には、貼り付け位置Ｓ２を通過した直後の孔部７２にブロア開口部７８が連通している。従って、ブロア開口部７８および孔部７２を介して転写ローラ４４の外周面からエアを噴射することにより、短冊状リチウム箔１８ｃを極板１２に対して一層確実に転写させることが可能になる。
【００５２】
しかも、転写ローラ４４の外周面には、ローレットが設けられており、ニップローラ４６によるニップ圧力が有効に向上する。このため、ニップローラ４６を必要以上に転写ローラ４４側に押圧することがなく、この転写ローラ４４の外周面に歪み等が発生することを回避することができる。
【００５３】
また、第１の実施形態では、長尺のリチウム箔１８を、直接、切断ローラ４８の周面に吸着保持させ、このリチウム箔１８を間欠送りしながら加工手段５０を構成する針部材６６が溝６２に挿入されて、所謂、空中切りによりミシン目１８ｂが設けられている。そして、このミシン目１８ｂが設けられたリチウム箔１８（一部分断リチウム箔１８ａ）は、転写ローラ４４の周面に吸着保持されて貼り付け位置Ｓ２へと間欠搬送される。
【００５４】
従って、支持体を用いることなく単独で搬送されてくる長尺なリチウム箔１８の取り扱いが簡素化し、極板１２上に所望の短冊状リチウム箔１８ｃを所定間隔毎に連続して貼り付けることができる。これにより、設備費が有効に削減されるとともに、貼付装置２０全体の小型化および簡素化が容易に遂行されるという利点がある。
【００５５】
ところで、貼付装置２０により一方の面１２ａ側に短冊状リチウム箔１８ｃが貼り付けられた極板１２は、図１に示すように、矢印Ａ方向に定量搬送されて、その他方の面１２ｂに貼付装置２２を介して短冊状リチウム箔１８ｃの貼付作業が行われる。そして、両方の面１２ａ、１２ｂに短冊状リチウム箔１８ｃが転写された極板１２は、セパレータ送り出し軸３８から送り出されるセパレータ２４と重ね合わされた状態で巻取軸２６に巻き取られる。
【００５６】
なお、転写ローラ４４は、切断ローラ４８と同様に構成してもよく、逆に、前記切断ローラ４８を前記転写ローラ４４と同様に構成してもよい。また、加工手段５０は、針部材６６に代替して鋸刃を用いることができる。
【００５７】
次に、図１０には、本発明の第２の実施形態に係る貼付装置１００の要部が示されている。この貼付装置１００は、第１の実施形態における転写ローラ４４と切断ローラ４８とを一体化した切断・転写ローラ１０２を備える。
【００５８】
この切断・転写ローラ１０２は、その外周に、例えば、超高密度ポリエチレン製筒体１０４が圧入されるとともに、その周面に複数の孔部１０６が形成される。各孔部１０６は、直径が１．５ｍｍでかつ周方向に間隔Ｌずつ離間して全周に配置されており、この切断・転写ローラ１０２の軸方向に延在して一方の側部に開放される通路１０８に連通する。
【００５９】
通路１０８は、リチウム箔１８が切断・転写ローラ１０２の周面に摺接する摺接開始位置Ｓ３から極板１２に転写される貼り付け位置Ｓ４の直前までに配置される際に、吸引開口部１１０を介して真空発生源（リングブロア）に連通する。切断・転写ローラ１０２の一方の側部側には、貼り付け位置Ｓ４を通過した直後の通路１０８を噴射用ブロアに連通するブロア開口部１１２が設けられている。
【００６０】
切断・転写ローラ１０２の周面には、各孔部１０６の間に軸方向の幅が１ｍｍでかつ深さ方向が５ｍｍの長方形状断面を有する複数の溝１１４が周方向に間隔Ｌずつ離間して全周に形成される。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６１】
このように構成される第２の実施形態に係る貼付装置１００では、リチウム箔１８が切断・転写ローラ１０２の周面に送り込まれると、吸引開口部１１０に連通する図示しない真空発生源を介して通路１０８から孔部１０６が吸引され、前記リチウム箔１８がこの周面に吸着保持される。切断・転写ローラ１０２は、矢印Ｆ方向に間欠回転されており、リチウム箔１８の切断部位が加工手段５０に対応する位置に配置停止されると、この加工手段５０を介して前記リチウム箔１８にミシン目１８ｂが形成される。
【００６２】
次いで、切断・転写ローラ１０２が矢印Ｆ方向に間欠回転され、一部分断リチウム箔１８ａの先端が貼り付け位置Ｓ４に至ると、この切断・転写ローラ１０２の間欠回転に同期してニップローラ４６が前記切断・転写ローラ１０２の周面側に変位して極板１２を前記一部分断リチウム箔１８ａの先端に押圧する。そして、一部分断リチウム箔１８ａの短冊面積の１／２〜４／５の面積が極板１２に密着した後、ニップローラ４６が極板１２から離間するとともに、切断・転写ローラ１０２の回転が停止する。
【００６３】
これにより、極板１２と一部分断リチウム箔１８ａとに速度差が発生し、この一部分断リチウム箔１８ａがミシン目１８ｂから分離されて、前記極板１２に短冊状リチウム箔１８ｃが貼り付けられる。その際、ブロア開口部１１２から孔部１０６を介して一部分断リチウム箔１８ａに空気が噴射されるため、極板１２に対し短冊状リチウム箔１８ｃを一層確実に貼り付けることができる。
【００６４】
このように、第２の実施形態では、単一の切断・転写ローラ１０２を用いるだけで、リチウム箔１８にミシン目１８ｂを形成した後、このミシン目１８ｂが形成された前記リチウム箔１８（一部分断リチウム箔１８ａ）を極板１２上に分離転写することが可能になる。従って、貼付装置１００では、全体構成が一層簡素化するという効果が得られる。
【００６５】
次いで、図１１には、第３の実施形態に係る貼付装置１２０の要部が示されている。この貼付装置１２０は、転写ローラ１２２と、この転写ローラ１２２に対し予め切断された短冊状リチウム箔１８ｃを搬送する送り機構１２４とを備えている。転写ローラ１２２は、第１の実施形態における転写ローラ４４と同様に構成されており、同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６６】
この第３の実施形態では、予め切断された短冊状リチウム箔１８ｃが送り機構１２４を介して転写ローラ１２２の外周面に順次送り込まれる。そして、転写ローラ１２２が間欠回転されることによって、定量送りされる極板１２上に前記短冊状リチウム箔１８ｃを所定の貼り付けピッチＰで容易かつ確実に貼り付けることができるという効果が得られる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るリチウム箔の貼付方法および装置では、リチウム箔が一定のテンション下で円滑に送り出されるため、このリチウム箔に破損や皺等の不良が発生することがなく、前記リチウム箔を正常な状態で加工手段に確実に送り出すことができる。
【００６８】
しかも、極板の搬送速度と転写ローラの回転速度とを変更するだけで、前記リチウム箔の配置位置や貼り付け間隔を任意に設定することができ、該リチウム箔の厚み変動による電池性能のばらつきを阻止することが可能になる。また、リチウム箔と一体的に切断される樹脂フイルム等の支持体を用いる必要がなく、リチウム箔を単体して取り扱うことができ、経済的であるとともに、コストを有効に削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリチウム箔の貼付方法を実施するための製造機の概略構成説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る貼付装置の要部説明図である。
【図３】前記貼付装置の説明図である。
【図４】前記貼付装置を構成する転写ローラと切断ローラの縦断説明図である。
【図５】前記貼付方法のタイミングチャートである。
【図６】前記貼付装置の原点状態を示す説明図である。
【図７】前記貼付装置のミシン目切断状態を示す説明図である。
【図８】前記貼付装置の貼付状態を示す説明図である。
【図９】前記貼付装置の切り離し状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る貼付装置の要部説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る貼付装置の要部説明図である。
【符号の説明】
１０…電極コイル材製造機        １２…極板
１６…メインフィードローラ      １８…リチウム箔
１８ａ…一部分断リチウム箔      １８ｂ…ミシン目
１８ｃ…短冊状リチウム箔        ２０、２２、１００、１２０…貼付装置
２６…巻取軸                    ３１…ユニット
３３…ＥＰＣヘッド              ３４…合紙巻取軸
３５…ダンサーローラ            ４２…搬送機構
４４、１２２…転写ローラ        ４６…ニップローラ
５０…加工手段                  ５２…内側筒体
５４…外側筒体                  ６０…吸引孔
６２…溝                        ６６…針部材
７２、１０６…孔部              ７４、１０８…通路
７６、１１０…吸引開口部        ７８、１１２…ブロア開口部
１０２…切断・転写ローラ        １２４…送り機構
【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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