特許 7121948 帯板状電極板の伸び発生状態情報取得装置、帯板状電極板のしわ発生状況情報取得方法、帯板状電極板のしわ発生状況情報表示装置及びロールプレス装置制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-10

(45)【発行日】2022-08-19

(54)【発明の名称】帯板状電極板の伸び発生状態情報取得装置、帯板状電極板のしわ発生状況情報取得方法、帯板状電極板のしわ発生状況情報表示装置及びロールプレス装置制御装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/04 20060101AFI20220812BHJP

   G01B 11/16 20060101ALI20220812BHJP

   G01B 11/02 20060101ALI20220812BHJP

【ＦＩ】

H01M4/04 Z

G01B11/16 Z

G01B11/02 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018149019

(22)【出願日】2018-08-08

(65)【公開番号】P2020024861

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2021-07-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000149619

【氏名又は名称】大野ロール株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】313015214

【氏名又は名称】森 茂

(74)【代理人】

【識別番号】110001922

【氏名又は名称】弁理士法人日峯国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】箭内 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】森 茂

【審査官】石井 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１００２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２４９５１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ４／０４

Ｇ０１Ｂ １１／１６

Ｇ０１Ｂ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

薄い金属箔表面に活物質を塗布した電池材料となる帯板状電極板は、活物質が塗布された塗工部と金属箔からなる未塗工部を帯状に有し、前記帯板状電極板へレーザー発振器からレーザー光線を発射し、基準点から電極板表面までの、一定時間後の距離変化量Ａを測定し、前記帯板状電極板がレーザー光線と直角方向に一定時間に移動した長さＢを測定して、塗工部と未塗工部のそれぞれの距離変化量Ａ及び前記帯板状電極板の移動した長さＢについての測定値データーを取得し、
当該２つの測定値データーから塗工部及び未塗工部の伸び率データーを取得し、当該伸び率データーから塗工部及び未塗工部の伸び差情報を取得すること
を特徴とする帯板状電極板の伸び発生状態情報取得装置。

【請求項2】

請求項１に記載された帯板状電極板の伸び発生状態情報取得装置に於いて、距離変化量Ａを累積した値を累積値Cとして、該測定値Ｂ及び累積値Ｃを２００個から１０００個累計し、塗工部及び未塗工部の伸び率λを、λ＝｛（Ｃ-Ｂ）/Ｂ｝×１００の式により求めることを特徴とする帯板状電極板の伸び発生状態情報取得装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載された帯板状電極板の伸び発生状態情報取得装置を備えたロールプレス装置制御装置に於いて、該伸び発生状態情報取得装置で、取得された塗工部及び未塗工部の伸び差を少なくなるように制御することを特徴とする帯板状電極板の伸び発生状態情報取得装置を備えたロールプレス装置制御装置。

【請求項4】

生産ライン上を移動する薄い金属箔表面に活物質を塗布した電池材料となる帯板状電極板は、活物質が塗布された塗工部と金属箔からなる未塗工部を帯状に有し、
帯板状電極板へレーザー発振器からレーザー光線を発射し、基準点から電極板表面までの距離を測定するレーザー変位計によって塗工部と未塗工部のそれぞれの距離変化量Ａについての測定値データーが取得され、及びレーザー光線と直角方向に一定時間に移動した帯板状電極板の移動長さＢを測定する回転センサーによって帯板状電極板の移動長さＢについての測定値データーが取得され、当該２つの測定値データーから伸び差情報が取得され、伸び差情報に基づいてしわ発生状況情報が取得されること
を特徴とする生産ライン上を移動する帯板状電極板のしわ発生状況情報取得方法。

【請求項5】

生産ライン上を移動する薄い金属箔表面に活物質を塗布した電池材料となる帯板状電極板は、活物質が塗布された塗工部と金属箔からなる未塗工部を帯状に有し、
帯板状電極板へレーザー発振器からレーザー光線を発射し、基準点から前記電極板表面までの距離を測定することで塗工部と未塗工部のそれぞれの距離変化量Ａについての測定値データーを取得し、及びレーザー光線と直角方向に一定時間に移動した帯板状電極板の移動長さＢを測定することで帯板状電極板の移動長さＢについての測定値データーを取得し、
当該２つの測定値データーから塗工部及び未塗工部の伸び率データーを取得し、
画面表示器の画面に、横軸を測定した位置にし、縦軸をそれぞれの伸び率データーにして表示し、帯板状電極板のしわ発生状況情報を表示すること
を特徴とする生産ライン上を移動する帯板状電極板のしわ発生状況情報表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電池に用いる電極板を製造する設備において、電極板表面に生ずるしわを含めた伸び率をレーザー変位計により測定する装置と方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されるように、鋼板が圧延機やブライドルロールで伸ばされた伸び率を正確に測定するため圧延機の入側と出側に回転式測長器を取付け、入出側の測定された長さの差から伸び率を求めることが述べられている。

【0003】

特許文献２には、複数の棒状光源からの光が鋼板表面で反射し、反射した光をカメラで撮影し、基準平面板との比較により急峻度を求めることが述べられている。

特許文献３には、厚みが０．４ｍｍ以下の冷延鋼板に生ずる微小な鋼板表面の凹凸をレーザー変位計を用いて、詳細に測定することが述べられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開 ２００７－１０８０３６

【文献】特開 ２０１１－０９９８２１

【文献】特開 ２００９－２４３９０７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

リチウムイオンなどで出来た二次電池は、アルミや銅等の金属箔の表面に電子を受け渡しする能力を持った活物質を長手方向に塗工して作られている。活物質が塗工された電極板は電池として組み立てられたとき通電端子部となる未塗工部を有している。電極板は幅方向に塗工部と未塗工部を帯状に有しているので、塗工部と未塗工部を同時にプレスロールでプレスすると、塗工部が上下プレス用ロールに挟まれ活物質と金属箔が薄くなり、長手方向により長く延伸する。しかし、未塗工部は厚みが塗工部より薄いので、プレス用ロールに挟まれ、押圧されない。その為、長手方向へ延伸することがないので、電極板は幅方向の帯状に延伸して長くなった部分と延伸せず長さが変わらない部分が同居することで、電極板にしわが発生する。しわの原因となる塗工部と未塗工部で伸び差がどの程度生じているのか、電極板が移動している状態で測定することが困難であった。

【0006】

電極板に使われる未塗工部の金属箔は厚みが２０μ、又はそれより薄い板厚のものが用いられているので特許文献１の手段を用いると、このような薄い箔の表面にある重さを有する回転式測長器を載せれば、金属箔の形状は変化してしまう。被測定体の上に測長器を載せることが出来れば、外形表面長さを正確に測定することはできる。しかし、電極板では圧延鋼板とは測定条件が異なり、測長器を使って正確な長さを測定することが出来ない。電極板では非接触式測定器でないと、正確な測定は困難である。

【0007】

特許文献２の手段を用いると、金属箔の部分は棒状光源からの光を反射させることは可能であるが、活物質が塗布された塗工部は活物質が黒に近い色であり、光沢が無いので棒状光源からの光を金属箔の様に反射することが出来ない。光源からの光の反射条件の違いで正確な伸びを測定出来ない。

特許文献３の手段では、薄板鋼板を圧延する設備の中には鋼板の幅方向の張力分布を接触式ロールで測定し、生産された鋼板を定盤上に載せて、鋼板表面の形状をレーザー距離計で測定することが述べられている。薄い鋼板が薄く圧延されながら移動する状態で、鋼板の表面の凹凸をレーザー距離計で伸びを測ることは述べられていない。

【0008】

本発明は、リチウムイオン電池等に用いられる電極板の長手方向の伸び長さを正確に測定するためにレーザー変位計を用いた測定装置と方法を堤供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、具体的には、一方方向へ移動する電極板表面へ一定の位置に配置されたレーザー発信器からレーザー光線を照射して前記電極板表面までの距離を測定する測定方法において、基準点から前記電極板表面の凹凸による距離の変化量を測定値Ａとし、変化が生じた時間に前記電極板が移動した長さを測定値Ｂとして、限りなく短い時間に測定された，ＡとＢ二つの該測定値から前記電極板の凹凸を含んだ表面長さを計算値Ｃとして求め、該測定値Ｂと該計算値Ｃを一定量累計し、λ＝（Ｃ-Ｂ）/Ｂの式により求められたλが前記電極板の伸び率とすることを特徴とする伸び率測定方法を提案する。

【0010】

本発明は上述された電極板の伸び率測定方法において、電極箔に活物質を塗工した塗工部と前記活物質が塗工されていない未塗工部を複数条有する電極板の該塗工部の１個所以上と該未塗工部の１か所以上にレーザー発振器を配置し、前記電極板の移動方向に連続的に前記電極板表面までの距離を前記電極板の移動方向に連続的に測定することを特徴とする電極板伸び率測定方法を提案する。

【0011】

本発明は上述された電極板の伸び率測定方法において、被測定体の前記電極板がガイドロール上を水平に移動する状態で、前記電極板の移動方向に対し垂直にレーザー光線を発信されるよう前記電極板とレーザー発信器を配置し、前記レーザー発振器は１秒間に１０００回以上の前記電極板までの距離測定を行い、同時に前記電極板の水平方向の移動距離を測定可能な装置を配置したことを特徴とする電極板伸び率測定装置を提案する。

【0012】

本発明は上述された電極板の伸び率測定方法において、電極板の上下幅方向に複数個レーザー発信機を配置し、前記電極板の幅方向の複数個所で連続的に前記電極板の厚みを測定すると同時に、前記レーザー発振器の測定データーと前記電極板の移動量から前記電極板伸び率λを求め、電極板の幅方向で複数個所同時に伸び率λを測定可能な装置を配置したことを特徴とする電極板伸び率測定装置を提案する。

【0013】

本発明は上述された電極板の伸び率測定方法において、移動する電極板の基準点からのレーザー発振器で測定した位置までの前記電極板の長さと前記レーザー発振器により求められた前記電極板の伸びの状態を示す値を関連付けて記憶する装置を有することを特徴とする電極板伸び率測定装置を提案する。

【発明の効果】

【0014】

電極板の塗工部と未塗工部をロールプレス機で加圧、圧縮した際、金属箔の伸び差が発生する。レーザー光線を電極板の塗工部と未塗工部に照射して塗工部と未塗工部の表面凹凸状態をレーザー光線の反射波から求める。凹凸状態を基準点からの距離の変化値としてデーターにし、この距離の変化データーと電極板の長手方向への移動量から電極板の凹凸を含めた外形長さを計算で求め、この結果から電極板の伸び率λを計算、表示する。求めた伸び率λから電極板のしわの発生状況が数値で分かり、制御に利用出来る。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】伸び発生状態情報取得装置の全体システムの例を示す図である。

【図2】レーザー変位計を使った測定のフローの例を示す図である。

【図3】の発生状態情報取得装置を有するロールプレス設備の全体概要を示す図である。

【図4(a)】活物質をストライプ状に塗工した電極板の例を示す図である。

【図4(b)】電極板幅方向の断面図である。

【図5】金属帯板材の圧延ロールによる圧延状態の一例を示す図である。

【図6】電極板に生じたしわの一例を示す平面図である。

【図7】図６の電極板Ｒ，Ｓ，Ｔ断面図である。

【図8】電極板の表面まで距離をレーザー発振器で測定する一例を示す図である。

【図9】移動する電極板表面の凹凸をレーザー発振器で測定する一例を示す図である。

【図10】電極板表面の移動長さＸとレーザー発振器測定値Ｙから計算する方法を説明する図である。

【図11】電極板伸び率λを画面で表示する例を示す図である。

【図12】未塗工部圧延装置をロールプレス機内に備えた一例を示す図である。

【図13】未塗工部圧延装置の一実施例を示す図である。

【図14(a)】電極板の幅方向の厚みを複数個所で連続的に測定するレーザー発振器を配置した一例を示す傾斜図である。

【図14(b)】図１４（ａ）のD-D矢視図である。

【図15】電極板をロールプレス機で加圧する状態を示す一例である。

【図16(a)】金属帯板材の平坦度の一例を示す図である。

【図16(b)】図１６（ａ）のX断面図である。

【図17】電極板の伸び率と基準点からの距離との関連付けのフローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

【0017】

図１は、本発明の実施例のレーザー変位計２００を用いた電極板３００の伸びの長さ計測する伸び発生状態情報取得装置の全体システムを説明する図である。図２は、レーザー変位計を使った測定のフローの例を示す図である。

【0018】

レーザー変位計２００は、レーザー発振器２０１、演算装置２０４、回転センサー１５５を有して構成されている。伸び発生状態情報取得装置１は、レーザー発振器２０１、回転センサー１５５から送られる測定データーを演算装置２０４で演算し、図２に示す様なＳ１～Ｓ７になるフローで測定を行う。詳しくは以下の実施例で説明を行う。

【0019】

図３は、電極板３００をプレスするロールプレス設備の全体概要を示す。

【0020】

ロールプレス機１００の入側にはリチウムイオン電池用の電極板３００がコイル状に巻かれたプレス前のコイルを装着するコイル巻出し機１５１が設けられ、ロールプレス機１００の出側にはロールプレス後の電極板３００をコイル状に巻き取るコイル巻き取り機１５２が設けられている。電極板３００をより圧縮し易くするため電極板３００を１５０度程度まで昇温可能な加熱ロール１０２、巻き取られる電極板３００の張力を一定に制御するダンサーロール１５３、電極板３００を支えスムーズに搬送する複数のガイドロール１５４と電極板３００の表面形状をレーザー光線２０２で測定するレーザー変位計２００が配置されている。

【0021】

ロールプレス機１００には上下プレスロール１０１を備え、金属箔３０１表面に活物質３０２が塗工された電極板３００（図４（ｂ））をプレスロール１０１の間に挟み、押圧しながら通過させ、活物質３０２の圧縮加工を行う。ロールプレス機１００には上下プレスロール１０１を保持する軸受箱１０３とプレス押圧力を支え、外側から軸受箱１０３を保持するハウジング１０４が備えられている。

【0022】

図４は、活物質をストライプ状に塗工した電極板３００の例を示す図である。

【0023】

図４（ａ）は、電極板３００の平面を示し、図４（ｂ）は、電極板３００の幅方向の断面を示す。

【0024】

電極板３００は、一例としてリチウムイオン電池のものを例示する。帯状の金属箔３０１（アルミ箔、銅箔等）の表面に図４に示すように活物質３０２をストライプ状に塗工する。未塗工部３０１は電池に組み立てられる過程で通電端子部になるので活物質３０２は塗工されず、金属箔３０１が露出している。図４（ｂ）に示す電極板３００の断面図では厚みを持って記載してあるが、金属箔３０１の厚みは１０から２０ミクロン程度であり、塗工部３０２の厚みは上下の活物質と金属箔３０１の厚み全体でプレス前は２００から２５０ミクロンである。電極板３００を上下プレスロール１０１によりロールプレスすると、塗工部３０２は活物質が圧縮され１００から１４０ミクロン程度に薄くなる。未塗工部３０１ａ，３０１ｂは上下プレスロール１０１と接触せず、プレス荷重がかからないので延伸しない。

【0025】

図５は、金属帯板材の圧延ロールによる圧延状態の一例を示す図である。

【0026】

通常、金属の薄い帯板材５００（以下金属帯板材と言う）を圧延しても伸びの差から生ずる表面凹凸が課題となり、急峻度という手段を使い平坦度を評価している。電極板３００では塗工部３０２と未塗工部３０１の厚みの違いで、プレスされる部分とプレスされない部分が生じ、大きな伸びの差が発生する。電極板３００表面には金属帯板材とは異なった表面凹凸が発生する。以下、金属帯板材の圧延と電極板３００のロールプレスの違いについて詳しく述べる。

【0027】

図１５は、電極板をロールプレス機で加圧する状態を示す一例である。

【0028】

図１６（ａ）は、金属帯板材の平坦度の一例を示す図である。

【0029】

図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の断面図である。

【0030】

金属帯板材の場合には、図５に示す様に、上下円筒形状の圧延ロール５０１で金属帯板材５００の幅方向に均一な圧延力（線圧）が被圧延材に発生するように、圧延ロール５０１間の押圧力を制御する。しかし、均一な圧延力を幅方向に付与しても、ロールの軸方向の温度差により発生するロール径の変化や圧延力で発生するロール軸のたわみなど微妙な条件の違いにより、被圧延材の中央部、又は端部に伸び差が発生し、その伸び差が表面凹凸となって現れる。圧延に於いては、平坦度を比較する手段として、図１６に示すように、鋼板の長手方向での表面凹凸を測定し、凹凸の山と谷からピッチ（Ｐ）あたりの山高さ（Ｈ）を算出し急峻度を求める方法が用いられる。急峻度＝Ｈ/Ｐの式で求める。

【0031】

ロール径の変化やたわみ量の変化などは圧延時間などの条件変化により徐々に発生する。

【0032】

金属帯板材の圧延後の表面凹凸はある長さ（１００ｍ以上）山と山のピッチがほぼ同じで、山の高さも同じ状態が続く。金属帯板材の表面凹凸の大小は急峻度で評価出来る。山と山のピッチも板厚に影響されるが、金属帯板材の厚さが０．３ｍｍでは山と山のピッチは３００から６００ｍｍとなる。その為、表面凹凸形状を１０ｍｍ程度の測定間隔で測っても、急峻度の測定精度には大きな影響を与えない。

【0033】

図１５に示す様に、電極板３００をロールプレス機１００でプレスする場合、電極板３００の塗工部３０２は帯板材と同じように均一な圧延力（線圧）が発生するよう上下プレスロール１０１間の押圧力が制御され、プレス後は長手方向に伸びが発生する。しかし、未塗工部３０１の部分は全く上下プレスロール１０１と接触しないので、圧延による伸びが発生しない。その為、塗工部３０２と未塗工部３０１の境に大きな伸び差が発生する。

【0034】

図６は、電極板に生じたしわの一例を示す平面図である。

【0035】

図６に示す様に、大きな伸び差が原因となり、塗工部３０２と未塗工部３０１で異なった表面凹凸、しわが発生する。金属帯板材５００と電極板３００の表面凹凸が発生する原因とは大きく異なる。

【0036】

更に、電極板３００の塗工部３０２は金属箔３０１表面の上下に活物質を貼り合わせているので、３層構造（サンドイッチ構造）になっている。電極板３００に同じ伸び差が発生しても表面凹凸はサインウエーブの様な均一な波形ではなく、活物質の硬さや乾燥条件の違いで不均一な波形になる。このような違いがあるので、電極板３００では金属帯板材５００の圧延で伸び状態（平坦度）を評価する時に用いた急峻度の考えを使うことが出来ない。

【0037】

図７は、図６の電極板Ｒ，Ｓ，Ｔ断面図である。

【0038】

図７に塗工部３０２と未塗工部３０１で表面凹凸形状が大きく違ってくることを電極板３００のＲ断面、Ｓ断面、Ｔ断面を代表的断面形状として表示する。

【0039】

この様に、電極板３００は未塗工部３０１の影響で幅方向の位置で表面凹凸形状の違いが発生する。その為、電極板３００の表面凹凸の大小を判断する手段として、ロールプレスにより発生した表面外形長さを正確に測定、演算により求め、表面凹凸形状に影響されず実際に電極板が伸びた長さで表面凹凸の大小を評価する手段が適している。

【0040】

その際、未塗工部の金属箔３０１は厚みが薄く、柔らかいので表面凹凸のピッチが６～１０ｍｍ程度と塗工部と比較しても短い。金属帯板材などと比較すると山と山のピッチが概略１／５０程度になる。異なる表面凹凸形状を有する電極板３００表面外形長さを、移動する状態で正確に測定する手段について以下述べる。

【0041】

電極板３００はロールプレス機１００でプレスされた後、図３に示す様にガイドロール１５４で保持されながら、水平に移動する。ガイドロール１５４に密着して電極板３００が水平に移動するので、ガイドロール１５４の回転数などから電極板３００の移動速度を測定する。更に、電極板３００が一定の張力を与えられた状態で移動するように電極板３００の張力を制御するダンサーロール１５３が機能し、電極板３００はガイドロール１５４間で振動などの無い状態で移動する。

【0042】

図８は、電極板の表面まで距離をレーザー発振器で測定する例を示す図である。

【0043】

レーザー発振器２０１は電極板３００の移動方向に対して垂直にレーザー光線２０２が照射される位置に取り付ける。レーザー発振器２０１から発射したレーザー光線２０２は電極板３００で反射し、再度レーザー発振器２０１で受信する。レーザー発振器２０１が固定された位置が基準位置２０３となる。図８に示す様に、レーザー発振器２０１から照射されたレーザー光線２０２が電極板３００の表面で反射するまでの距離Ｙ１が測定される。

【0044】

電極板３００は一定の速度で入側から出側に移動するので、図８の様に、電極板３００の移動に従い、レーザー発振器から照射されたレーザー光線２０１は電極板３００表面に当たり高速で反射し、基準位置２０３から電極板３００の凹凸のある表面までの距離をＹ２、Ｙ３、Ｙ４と電極板がＸだけ水平に移動するごとに連続的に測定する。

【0045】

図９は、移動する電極板表面の凹凸をレーザー発振器で測定する例を示す図である。

【0046】

図９は、図８の動きをより分かり易くするため、電極板３００が固定され、レーザー発振器２０１が基準位置２０３の位置を水平に移動したと仮定して表示している。

【0047】

図１０は、電極板表面の移動長さＸとレーザー発振器測定値Ｙから計算する方法を説明する図である。

【0048】

図１０において、レーザー発振器２０１による基準点２０３から電極板３００表面までの距離測定値（Ｙ）と電極板３００の水平方向の移動量（Ｘ）から、凹凸を持つ電極板３００表面の外形長さを計算により求める方法について述べる。電極板３００が水平方向にＸだけ移動した時、距離測定値Ｙ１がＹ２に変化した場合、電極板３００の凹凸変化量はＹ１－Ｙ２である。この時の電極板３００の外形の曲線を直線に仮定することで、直角三角形の長辺の長さ（Ｃ）が電極板３００の凹凸の外形長さとなる。よって、辺の長さＣ１はピタゴラスの定理によって式１により計算される。

式１

【0049】

実際の外形曲線と計算により求めた近似外形長さの偏差を少なくするには、Ｙを測定する時間を限り無く短くし、Ｘの移動量を極めて小さくし、分割する数を増やせば、辺の長さと実際の外形長さとの偏差は０に限りなく近づいて行く。

【0050】

１２０ｍ/分で移動する電極板３００の場合、移動量Ｘが１ｍｍ毎に変化量Ｙ測定するためには、毎秒２ｍ移動するので、毎秒２０００回のレーザー発振器２０１による測定と演算が必要になる。このような高速の測定と演算が可能なレーザー変位計２００を配置する必要がある。又は、より高精度に測定が必要な場合は、電極板３００の移動速度を下げることで、実際の外形長さと計算値の偏差を限り無く０に近づけることが出来る。

【0051】

次に、移動量Xが1ｍｍ毎に変化量Ｙを計測する必要性について述べる。電極板３００に用いられる金属箔３０１の素材は薄く、アルミ箔や銅箔などを用いるので鋼板より凹凸の周期長さが極端に短くなる。電極板３００の未塗工部３０１に使われる２０ミクロン厚みのアルミ箔では表面凹凸のピッチが６～１０ｍｍ程度になる。

【0052】

また、一般社団法人 日本伸銅協会技術標準で定められた「銅及び銅合金の板状の平坦度測定方法」では以下の様に規定している。対象とする銅材は厚さ５０ミクロンから５００ミクロンで幅が１５ｍｍから７００ｍｍまでを対象としている。この薄い銅板を切り出して５００ｍｍ以上の測定台へ配置し、レーザー変位計２００を用いて表示する凹凸形状の変化量を１ミクロン単位に測定することを求めている。同時に、長手方向は１ｍｍ毎に測定することを求めている。

【0053】

この様に、箔状の薄い金属の表示する凹凸形状を正確に測定し、伸び量を求めるには、長手方向に１ｍｍごとに高さ方向の変化をデーター化する必要がある。日本伸銅協会では図１６に示す様に、切り出したサンプル材から凹凸の高さの差（Ｈ）とピッチ（Ｐ）を求め、急峻度で伸びの状態を表している。

【0054】

ロールプレス機では生産しながら、電極板３００伸びの状態を把握する必要があり、切り出して測定した時と同じ条件で伸び長さを測定出来る様、長手方向に１ｍｍ毎に電極板３００表面凹凸の高さの変化を測る必要がある。電極板３００が高速で移動する場合、１２０ｍ/分になるので、１ｍｍピッチで基準からの電極板３００表面までの距離を測定するには、レーザー変位計２００で毎秒２０００回の距離計測を行い、演算する必要がある。低速の場合、電極板３００の移動速度は６０ｍ/分程度となるので、１ｍｍピッチで同様に測定するには、毎秒１０００回の距離測定が必要となる。

【0055】

急峻度で伸び状態を表示する方法は表示する凹凸形状が同じ状態で続くことを仮定している。電極板３００は活物質３０２が両面に貼り合わされており、表示する凹凸形状が同じ状態で続くことを仮定するのは難しい。その為、上記で述べた様に、表示する凹凸形状のある外形長さを算出する方法を用い、電極板３００の伸び長さを求め数値化する。

【0056】

演算装置２０４で式１により演算されたＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４をｎ個加算した累計値がＣとなる。求められたＣ値が表示する凹凸形状を含んだ外形長さになる。電極板３００が移動した距離Ｂ＝ｎ×Ｘとして求めれば移動距離Ｂが求まる。伸びが大きいと外形長さが長くなるのでＣ値は大きくなり、伸びがなければ、外形長さＣ値と移動長さＢ値は同じになる。電極板３００の伸び率λは式2により求められる。伸び率λは基準長さＢに対する伸びの比を表す。

式２

【0057】

伸び率λの値が０％に近いほど、電極板３００の凹凸が少ない。伸び差のない電極板３００であると判断できる。伸び差の発生状態を比較する場合、実際の凹凸を含めた伸び長さＣ－Ｂを移動長さＢで割ることで、単位長さ当たりの伸び率λとして求めることが出来る。複数個のλを幅方向で比較することで、電極板３００の全体的な伸び差（しわ）の状況を評価できる。長手方向のどの場所でもλ値を比較すれば同じ条件で、伸び差（しわ）の発生状態を評価できる。このように電極板３００に発生するしわ発生状況情報を取得することができる。

【0058】

電極板３００は幅方向に活物質３０２が塗工された塗工部３０２と塗工されていない未塗工部３０１が帯状になっていて、プレスロール１０１の押圧力で塗工部３０２の部分の電極板３００の金属箔３０１のみが伸ばされる。塗工部３０２と未塗工部３０１に発生した伸び差の大きさを伸び率λで比較するためには、図８に示す様なレーザー発振器２０１を塗工部３０２の少なくとも１個所に配置する。幅方向の同じ位置にある未塗工部３０１にも少なくとも１個所にレーザー発振器２０１を配置する。特に塗工部３０２と未塗工部３０１の境界線付近により多くの伸び差（しわ）が発生ずるので、境界線付近の電極板３００の塗工部３０２と未塗工部３０１それぞれにレーザー発振器２０１を配置し、伸び率λを求め表示する。

【0059】

求められた電極板３００の塗工部３０２と未塗工部３０１それぞれの伸び率λを使って、伸び差（しわ）が塗工部３０２と未塗工部３０１のどちら側に発生しているか判断する。判断基準は伸び率λが大きい数値の方に伸び差（しわ）がより発生している。電極板３００の伸びを制御する設備があるロールプレス機１００においては制御機能を使って、伸び率λがより小さくなるよう制御を行う。

【0060】

塗工部３０２と未塗工部３０１の伸び差（しわ）を減らす具体的手段について次に述べる。電極板３００の塗工部３０２と未塗工部３０１は境界線に沿って大きな伸び差が発生するので、金属板の圧延の様に広い範囲に発生する場合と異なった制御手段が必要になる。

【0061】

図１２は、未塗工部圧延装置をロールプレス機内に備えた例を示す図である。

【0062】

図１３は、未塗工部圧延装置の一実施例を示す図である。

【0063】

具体的な事例として図１２、図１３を用いて説明する。

【0064】

プレスロール１０１の入側に未塗工部３０１の金属箔だけを圧延で伸ばすことの出来る未塗工部圧延装置４００を配置する。未塗工部圧延装置４００はロールプレス機１００内に配置され、円筒形状の上ロール４０１と未塗工部３０１だけを押圧可能な様、ロール軸方向に径差を有する下ロール４０２と下ロール４０２を保持する軸受４０４、未塗工部３０１を上下ロール４０１，４０２で挟み、目的の押圧力を発生させる押上げ機４０３より構成されている。

【0065】

電極板３００の塗工部３０２と未塗工部３０１で伸び差が発生すると、伸び差が少なくなる様に押上げ機４０３の力を制御し、上下ロール４０１，４０２間の押圧力を調整する。伸び差が目的の範囲に減少したら、上下ロール４０１，４０２間の押圧力を一定になるよう制御する。実施例では上下二本のロールを配置して未塗工部３０１を圧延する機構としたが、この機構に限定されず、未塗工部３０１だけを押圧可能な径差を持つロールとロール間の押圧力を制御可能な機構を持つことで、塗工部３０２と未塗工部３０１の伸び差の修正を可能とする。電極板３００の塗工部３０２と未塗工部３０１の伸び差を減少させる手段は、上記手段に限定されない。
図１と図２を用いて、レーザー変位計２００の全体システムと測定フローを説明する。プレスロール１０１の回転で電極板３００がガイドロール１５４上を移動し、プレスロール１０１の出側に設けられたレーザー発振器２０１により測定された測定データーＹはシーケンサーなどの演算装置２０４に送られる。ガイドロール１５４に取り付けられた回転センサー１５５からのパルスを演算装置２０４に送り、式１で必要となる移動量Ｘをガイドロール１５４の径と回転センサー１５５の回転角度から求める。送られてきたＸとＹデーターから演算装置２０４で高速演算し、求められた伸び率λを画面表示器２０５に表示する。短い演算フローであるが、外形長さを正確に求めるため、１秒間に１０００回から２０００回測定し、瞬時に演算表示することが必要になる。移動量Ｘの測定方法は回転センサー１５５に限定されるものではない。

【0066】

更に、レーザー発振器２０１で測定した位置を基準点からの距離として記憶出来るよう電極板３００の長手方向に基準点を設ける。具体的には電極板３００に開口部を設け、開口部を通過した光を認識する光センサー１５５などを配置する。開口部が通過した時、光センサー１５６から演算装置２０４へ信号を送り、基準点として認識する。ガイドロール１５４に取り付けられた回転センサー１５５で電極板３００が基準点からの距離を演算し、電極板３００の長手方向の位置を認識する。基準点の認識方法は開口部を通過する光認識に限定されず、先行電極板３００と後方電極板３００の接続点を基準点とすることも可能である。上記方法で測定した電極板３００の伸び率λを基準点からの長手方向の距離を関係付けてデーターとして演算装置２０４の記憶装置などに記憶させる。図１７に示す様に、Ｓ１からＳ８になるフローにより電極板３００の長手方向位置と、伸び率データーが関連付けて演算装置２０４に記録される。

【0067】

次工程で品質の問題が生じた時などは、電極板３００の伸び率データーを活用することが可能となる。記憶される伸び率は式２で演算されたλに限定されるものではなく、図１６に示す様な伸びにより生ずる山の高さ（Ｈ）を伸び値として演算装置２０４に記憶させることも可能である。

【0068】

図１１は、電極板伸び率λを表示画面で表示する例を示す図である。
幅広の塗工部３０２を持つ電極板３００のロールプレス作業を行う時、塗工部３０２全幅とて未塗工部３０１にレーザー発振器２０１を配置して伸び率λをそれぞれ測定、演算し電極板３００幅方向の伸び状態を作業者が容易に判断出来るよう、図１１の様な表示を画面表示器２０５に表示する。測定した位置を横軸に表示し、伸び率λを縦軸して測定結果を表示する。電極板３００の幅方向の伸び率λから伸び差（しわ）の発生状態が一目で判断することが可能となる。画面表示器２０５は電極板３００が移動し、次々と変化する伸び率λを連続的に表示可能とする。

【0069】

上記説明ではロールプレス設備の中で電極板３００の表面の凹凸を含んだ外形長さを求め、基準の長さから伸び率λを計算し、表示することが述べられている。この測定装置と方法はロールプレス設備に限定されず、ロールプレス設備の上流にある活物質塗工装置や乾燥装置の中でも、ロールプレス設備と同じ様に、金属箔３０１に活物質３０２を塗布し、乾燥させるので熱等により伸び差が発生しやすい。電極板３００に発生した伸び差の状態を伸び率λで表示可能な伸び発生状態情報取得装置及び方法は有効である。

【0070】

図１４（ａ）は、電極板の幅方向の厚みを複数個所で連続的に測定するレーザー発振器を配置した例を示す傾斜図。

【0071】

図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の正面図である。

【0072】

電極板３００の厚み測定と伸び率λ測定を同時に行うことも可能である。図１４（ａ）に示す様に、電極板３００の幅方向の厚みをレーザー変位計２００で測定する板厚計がある。この板厚計には電極板３００の上下にレーザー発振器２０１を配置し、図１４（ｂ）に示す様に、上下のレーザー光線２０２が一直線になる様、調整する。上下の基準位置２０３の２倍の距離から上下レーザー発振器２０１が測定した電極板３００までの距離Ｙを引いた残りが電極板３００の厚みとなる。電極板３００の幅方向に複数個のレーザー発振器２０１を上下に配置すれば、電極板３００の幅方向の厚み差も同時に測定できる。この厚み測定方法はすでに実施されている。更にこのレーザー発振器２０１からの距離データーＹ変化量と、上記で述べた電極板３００の移動方向の移動長さＸを加味して、電極板３００の外周長さＣを求め、基準移動量Ｂから長手方向の伸び率λも幅方向で複数点連続的に測定が可能となる。

【符号の説明】

【0073】

１…伸び発生状態情報取得装置、１００…ロールプレス機、１０１…プレスロール、１０２…加熱ロール、１０４…ハウジング、１５１…コイル巻出し機、１５２…コイル巻出し機、１５３…ダンサーロール、１５４…ガイドロール、１５５…回転センサー、１５６…光センサー、２００…レーザー変位計、２０１…レーザー発振器、２０２…レーザー光線、２０３…基準位置、２０４…演算装置、２０５…画面表示器、３００…電極板、３０１…金属箔（未塗工部）、３０２…活物質（塗工部）４００…未塗工部圧延装置、４０１…上ロール、４０２…下ロール、４０３…押上げ機 ５００…金属帯板材 ５０１…圧延ロール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4(a)】

【図4(b)】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14(a)】

【図14(b)】

【図15】

【図16(a)】

【図16(b)】

【図17】