特開 2024-98306 電極製造装置及びその電極製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024098306

(43)【公開日】2024-07-23

(54)【発明の名称】電極製造装置及びその電極製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/04 20060101AFI20240716BHJP

   B21D 3/05 20060101ALI20240716BHJP

   H01G 13/00 20130101ALN20240716BHJP

【ＦＩ】

H01M4/04 Z

H01M4/04 A

B21D3/05 M

H01G13/00 371G

H01G13/00 381

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001725

(22)【出願日】2023-01-10

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】小松崎 徹

(72)【発明者】

【氏名】近藤 剛司

【テーマコード（参考）】

5E082

5H050

【Ｆターム（参考）】

5E082BC38

5E082EE03

5E082EE42

5H050AA19

5H050FA15

5H050GA02

5H050GA03

5H050GA29

5H050HA12

(57)【要約】

【課題】精度良く反りを矯正して品質の高い電極を製造することが可能な電極製造装置を提供すること。
【解決手段】本開示に係る電極製造装置は、複数のローラを回転させることによって、複数のローラの間に投入された板状の電極の反りを矯正する、電極製造装置であって、複数のローラに投入される前の電極の反り量を測定する測定部と、測定部の測定結果に基づいて複数のローラの少なくとも一部の位置を調整する位置調整部と、複数のローラの回転を制御する回転を制御する回転制御部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のローラを回転させることによって、当該複数のローラの間に投入された板状の電極の反りを矯正する、電極製造装置であって、
前記複数のローラに投入される前の前記電極の反り量を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて前記複数のローラの少なくとも一部の位置を調整する位置調整部と、
前記複数のローラの回転を制御する回転を制御する回転制御部と、
を備えた、電極製造装置。

【請求項2】

前記位置調整部は、前記測定部によって第１方向に凸となる前記電極の反りが検出された場合、前記電極の搬送経路が、前記電極を前記第１方向とは逆向きの第２方向に凸となるように反らす搬送経路となるように、前記複数のローラの少なくとも一部の位置を移動させる、
請求項１に記載の電極製造装置。

【請求項3】

前記測定部による測定結果に基づいて、前記複数のローラの少なくとも一部の温度を制御する温度制御部をさらに備えた、
請求項１に記載の電極製造装置。

【請求項4】

前記電極は、集電箔、前記集電箔の一表面に設けられた第１電極合材、及び、前記集電箔の他表面に設けられた第２電極合材をプレスすることによって形成されている、
請求項１に記載の電極製造装置。

【請求項5】

板状の電極の反り量を測定し、
測定した結果に基づいて、複数のローラの少なくとも一部の位置を調整し、
位置の調整が行われた前記複数のローラの間に前記電極を投入し、
前記複数のローラを回転させることによって、前記電極の反りを矯正する、
電極製造装置による電極製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電極製造装置及びその電極製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年では、反りの抑制された高品質の電極を製造することが求められている。特許文献１には、プレス後の反りのある電極をリールに巻き付けることによって当該電極の反りを矯正する電極製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－８７６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の方法では、電極の反り量によっては、電極の反りを充分に矯正できなかったり、電極の反りを過剰に矯正してしまうことで逆方向の反りが発生してしまったりする可能性があった。つまり、特許文献１の方法では、精度良く反りを矯正できず、品質の高い電極を製造することができない、という課題があった。

【0005】

本開示は、以上の背景に鑑みなされたものであり、複度良く反りを矯正して品質の高い電極を製造することが可能な電極製造装置及びその電極製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示にかかる電極製造装置は、複数のローラを回転させることによって、当該複数のローラの間に投入された板状の電極の反りを矯正する、電極製造装置であって、前記複数のローラに投入される前の前記電極の反り量を測定する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて前記複数のローラの少なくとも一部の位置を調整する位置調整部と、前記複数のローラの回転を制御する回転を制御する回転制御部と、を備える。この電極製造装置は、例えばプレス後の電極、リールに保管された電極、又は、ベーク処理後の電極の反りを、当該電極の反り量に応じて位置の調整が行われた複数のローラを用いて矯正することにより、精度良く反りが矯正された高品質の電極を製造することができる。

【0007】

本開示にかかる電極製造装置による電極製造方法は、板状の電極の反り量を測定し、測定した結果に基づいて、複数のローラの少なくとも一部の位置を調整し、位置の調整が行われた前記複数のローラの間に前記電極を投入し、前記複数のローラを回転させることによって、前記電極の反りを矯正する。この電極製造装置による電極製造方法は、例えばプレス後の電極、リールに保管された電極、又は、ベーク処理後の電極の反りを、当該電極の反り量に応じて位置の調整が行われた複数のローラを用いて矯正することにより、精度良く反りが矯正された高品質の電極を製造することができる。

【発明の効果】

【0008】

本開示により、複度良く反りを矯正して品質の高い電極を製造することが可能な電極製造装置及びその電極製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１にかかる電極製造装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】実施の形態１にかかる電極製造装置による電極の反りの矯正方法を示すフローチャートである。

【図3】実施の形態１にかかる電極製造装置による電極の反りの矯正方法を説明するための概略図である。

【図4】実施の形態１にかかる電極製造装置による電極の反りの矯正方法を説明するための概略図である。

【図5】実施の形態１にかかる電極製造装置による電極の反りの矯正方法を説明するための概略図である。

【図6】実施の形態１にかかる電極製造装置による電極の反りの矯正方法を説明するための概略図である。

【図7】ローラのサイズ、ローラの温度、及び、矯正時間と、矯正量と、の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0011】

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１にかかる電極製造装置１の構成例を示すブロック図である。電極製造装置１は、例えば、プレス後の電極、リールに保管された電極、及び、ベーク処理後の電極、のうち少なくとも何れかの電極の反りを矯正する装置である。したがって、電極製造装置１は、電極矯正装置とも呼ばれる。ここで、電極製造装置１は、電極の反り量に応じて位置の調整が行われた複数のローラを用いて当該電極の反りを矯正することにより、精度良く反りが矯正された高品質の電極を製造することができる。以下、具体的に説明する。

【0012】

図１に示されるように、電極製造装置１は、測定部１１と、位置調整部１２と、回転制御部１３と、複数のローラ１４と、を少なくとも備える。

【0013】

測定部１１は、レーザ変位計や直尺等を用いて、例えばプレス後の電極、リールに保管された電極、及び、ベーク処理後の電極、のうち少なくとも何れかの電極２１の反り量（反り具合）を測定する。電極２１の反り量は、電極２１の反り方向を含む。電極２１は、集電箔と、集電箔の一表面に設けられた第１電極合材と、集電箔の他表面に設けられた第２電極合材と、をプレスすることによって形成される。ここで、第１電極合材の圧縮率と第２電極合材の圧縮率とが異なる場合、プレス後の電極２１に反りが発生してしまう可能性がある。測定部１１は、このようにして発生した電極の反り量を測定する。なお、実際には、プレス後に形成されるのは、複数の板状の電極２１が一体に形成された帯状の電極シート２である。したがって、測定部１１は、電極シート２の反り量を測定することによって、各電極２１の反り量を測定する。

【0014】

位置調整部１２は、測定部１１による測定結果に基づいて、複数のローラ１４の少なくとも一部の位置を調整する。具体的には、位置調整部１２は、複数のローラ１４の間に投入される電極シート２の搬送経路が、電極シート２の反り方向とは逆方向に当該電極シート２が反るような搬送経路となるように、反り量に応じた移動量だけ、複数のローラ１４の少なくとも一部の位置を調整する。

【0015】

回転制御部１３は、位置調整部１２によって位置の調整が行われた複数のローラ１４を回転させることにより、複数のローラ１４の間に投入された電極シート２の反りを矯正しながら、当該電極シート２を電極製造装置１の投入口から出力口まで搬送する。さらに、回転制御部１３は、複数のローラ１４の回転速度を制御することによっても、電極シート２の矯正時間を制御することができる。それにより、回転制御部１３は、反り量が予め指定された反り量の範囲内に収められた電極シート２を出力することができる。

【0016】

なお、電極シート２の反り量に対して割り当てられる、複数のローラ１４の位置の変化量、及び、複数のローラ１４の回転速度は、実験等によって予め求められていることが好ましい。これらの情報は、例えばデータベースに格納される。或いは、これらの情報から、予測式が導出されてもよい。それにより、電極製造装置１は、予測式又はデータベースに格納された情報を用いて、複数のローラ１４の位置の変化量、及び、複数のローラ１４の回転速度、を調整することができる。

【0017】

このように、本実施の形態にかかる電極製造装置１は、電極シート２の反り量に応じて位置の調整が行われた複数のローラ１４を用いて電極シート２の反りを矯正することにより、精度良く反りが矯正された高品質の電極２１を製造することができる。

【0018】

（電極製造装置１の動作）
続いて、図１に加えて、図２～図６を用いて、電極製造装置１の動作を説明する。図２は、電極製造装置１による電極の反りの矯正方法を示すフローチャートである。図３～図６は、電極製造装置１による電極の反りの矯正方法を説明するための概略図である。

【0019】

なお、ここでは、電極製造装置１が、複数のローラ１４として、６個のローラ１４＿１～１４＿６を備えている場合を例に説明する。ローラ１４＿１～１４＿３は、電極シート２の搬送経路の下側において水平方向（ｙ軸方向）に並んで設けられ、ローラ１４＿４～１４＿６は、電極シート２の搬送経路の上側において水平方向（ｙ軸方向）に並んで設けられている。また、電極シート２の搬送経路の上側に位置するローラ１４＿４は、基準位置から、電極シート２の搬送経路の下側に位置するローラ１４＿１，１４＿２の間である鉛直下方向（ｚ軸のマイナス方向）に移動可能に構成されている。電極シート２の搬送経路の下側に位置するローラ１４＿３は、基準位置から、電極シート２の搬送経路の上側に位置するローラ１４＿５，１４＿６の間である鉛直上方向（ｚ軸のプラス方向）に移動可能に構成されている。

【0020】

まず、電極製造装置１は、例えばプレス後の電極２１の反り量を測定する（ステップＳ１０１）。より具体的には、電極製造装置１は、複数の板状の電極２１が一体に形成された帯状の電極シート２の反り量を測定することによって、各電極２１の反り量を測定する。なお、初期状態では、図３に示されるように、ローラ１４＿１～１４＿６は、電極シート２の搬送経路が水平方向に一直線に延びた状態となるように、基準位置に配置されている。

【0021】

その後、電極製造装置１は、測定結果に基づいて、ローラ１４＿３、１４＿４の位置を調整する（ステップＳ１０２）。

【0022】

例えば、鉛直上方向に凸となる電極２１の反りが測定結果として検出された場合、図４や図５に示されるように、電極製造装置１は、電極シート２の搬送経路が、電極２１を鉛直下方向に凸となるように反らす搬送経路となるように、ローラ１４＿４を鉛直下方向に移動させる。図４の例では、電極２１の反り量が小さいため、ローラ１４＿４の移動量は小さい。それにより、電極シート２が接触するローラ１４＿４の接点Ｐ１から接点Ｐ２までの外周の長さが短くなるため、電極２１の反りの矯正時間が短くなり、その結果、電極２１の小さな反りに対する適切な矯正が可能となる。他方、図５の例では、電極２１の反り量が大きいため、ローラ１４＿４の移動量は大きい。それにより、電極シート２が接触するローラ１４＿４の接点Ｐ１から接点Ｐ２までの外周の長さが長くなるため、電極２１の反りの矯正時間が長くなり、その結果、電極２１の大きな反りに対する適切な矯正が可能となる。

【0023】

それに対し、鉛直下方向に凸となる電極２１の反りが測定結果として検出された場合、図６に示されるように、電極製造装置１は、電極シート２の搬送経路が、電極２１を鉛直上方向に凸となるように反らす搬送経路となるように、ローラ１４＿３を鉛直上方向に移動させる。図６の例では、電極２１の反り量が小さいため、ローラ１４＿３の移動量は小さい。それにより、電極シート２が接触するローラ１４＿３の外周の長さが短くなるため、電極２１の反りの矯正時間が短くなり、その結果、電極２１の小さな反りに対する適切な矯正が可能となる。他方、電極２１の反り量が大きい場合には、ローラ１４＿３の移動量は大きくすればよい。

【0024】

その後、電極製造装置１は、位置の調整が行われたローラ１４＿１～１４＿６を回転させることにより、ローラ１４＿１～１４＿６の間に投入された電極シート２の反りを矯正しながら、当該電極シート２を電極製造装置１の投入口から出力口まで搬送する（ステップＳ１０３）。さらに、電極製造装置１は、複数のローラ１４の回転速度を制御することによっても、電極シート２の矯正時間を制御することができる。それにより、電極製造装置１は、反り量が予め指定された反り量の範囲内に収められた電極シート２を出力することができる（ステップＳ１０４）。

【0025】

このように、本実施の形態にかかる電極製造装置１は、電極シート２の反り量に応じて位置が調整された複数のローラ１４を用いて電極シート２の反りを矯正することにより、精度良く反りが矯正された高品質の電極２１を製造することができる。

【0026】

本実施の形態では、電極製造装置１が、複数のローラ１４として、６個のローラ１４＿１～１４＿６を備えた場合を例に説明したが、それには限定されない。例えば、電極製造装置１は、複数のローラ１４として、７個以上のｎ（ｎは７以上の整数）個のローラ１４＿１～１４＿ｎを備えていてもよい。

【0027】

また、本実施の形態では、位置調整部１２が、ローラ１４＿１～１４＿６のうちローラ１４＿２，１４＿５の位置のみを調整する場合を例に説明したが、それには限定されない。位置調整部１２は、電極シート２の搬送経路を所望の搬送経路に変更可能であるならば、ローラ１４＿１～１４＿６のうち任意の数のローラの位置を調整可能に構成されていてもよい。同様に、７個以上のｎ個のローラ１４＿１～１４＿ｎが設けられている場合、位置調整部１２は、ｎ個のローラ１４＿１～１４＿ｎのうち任意の数のローラの位置を調整可能に構成されていてもよい。

【0028】

また、電極製造装置１は、複数のローラ１４の少なくとも一部のサイズを調整可能なサイズ調整部をさらに備えてもよい。この場合、例えば、サイズ調整部は、電極シート２の反り量に応じて、複数のローラ１４のうちサイズ調整が可能なローラのサイズを調整する。或いは、サイズ調整部は、電極シート２の反り量に応じて、複数のローラ１４の少なくとも一部をサイズの異なるローラに置き換える。さらに、電極製造装置１は、複数のローラ１４の少なくとも一部の温度を制御可能な温度制御部をさらに備えてもよい。それにより、電極製造装置１は、より精度良く電極シート２の反りを矯正することができる。

【0029】

この場合、電極シート２の反り量に対して割り当てられる、複数のローラ１４の位置の変化量、複数のローラ１４の回転速度、複数のローラ１４の温度、及び、複数のローラ１４のサイズは、実験等によって予め求められていることが好ましい。これらの情報は、例えばデータベースに格納される。或いは、これらの情報から予測式が導出されてもよい。それにより、電極製造装置１は、予測式又はデータベースに格納された情報を用いて、複数のローラ１４の位置の変化量、複数のローラ１４の回転速度、複数のローラ１４の温度、及び、複数のローラ１４のサイズ、を調整することができる。

【0030】

図７は、ローラのサイズ、ローラの温度、及び、矯正時間と、矯正量と、の関係を示す図である。図７に示されるように、矯正時間が長いほど、電極の反りの矯正量は大きくなっている。また、ローラの温度が高いほど、電極の反りの矯正量は大きくなっている。さらに、ローラのサイズ（径）が小さいほど、電極の反りの矯正量は大きくなっている。電極製造装置１は、このような情報を予め取得して参照することで、より精度良く電極シート２（即ち電極２１）の反りを矯正することができる。

【0031】

さらに、本開示は、電極製造装置１における電極製造処理の一部又は全部を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することが可能である。

【0032】

上述したプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ－Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ－Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）又はその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

【0033】

上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0034】

（付記１）
板状の電極の反り量を測定する処理と、
測定した結果に基づいて、複数のローラの一部の位置を調整する処理と、
調整した前記複数のローラの間に前記電極を投入する処理と、
前記複数のローラを回転させることによって、前記電極の反りを矯正する処理と、
をコンピュータに実行させる電極製造装置における電極製造プログラム。

【符号の説明】

【0035】

１ 電極製造装置
１１ 測定部
１２ 位置調整部
１３ 回転制御部
１４ ローラ
１４＿１～１４＿ｎ ローラ
２ 電極シート
２１ 電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】