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1. WO2020196314 - 二次電池用積層体の製造方法

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明 細 書

発明の名称 二次電池用積層体の製造方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009   0010   0011   0012   0013   0014  

発明の効果

0015  

図面の簡単な説明

0016  

発明を実施するための形態

0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058  

産業上の利用可能性

0059  

符号の説明

0060  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

明 細 書

発明の名称 : 二次電池用積層体の製造方法

技術分野

[0001]
 本発明は、二次電池用積層体の製造方法に関するものである。

背景技術

[0002]
 リチウムイオン二次電池などの二次電池は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そして、二次電池は、一般に、正極、負極、および、正極と負極とを隔離して正極と負極との間の短絡を防ぐセパレータなどの電池部材を備えている。
[0003]
 ここで、二次電池の構造としては、正極、セパレータおよび負極を交互に積層してなる積層型、並びに、長尺の正極、セパレータおよび負極を重ねて同心円状に巻いてなる捲回型などが知られている。中でも、近年では、エネルギー密度、安全性、品質および耐久性に優れている観点から、積層型二次電池が注目されている。
[0004]
 そして、積層型二次電池の製造方法としては、例えば、セパレータで包み込まれた第1の電極と、第2の電極とを交互に積層する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、特許文献1では、第1の帯状電極原反を、短手方向に形成されている複数の山折部を有する帯状セパレータ原反で両面から挟み込んで第一の帯状電極原反と帯状セパレータ原反との接触部を接着した後、山折部の位置で第一の帯状電極原反および帯状セパレータ原反を切断し、更に、第1の帯状電極原反の切断片(第1の電極)をセパレータの山折部を構成していた部分で封止し、得られた第1の電極のセパレータ封止物と第2の電極とを交互に積層することにより、積層型二次電池を製造している。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開2017-63002号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 しかし、特許文献1に記載の積層型二次電池の製造方法では、予め準備しておいた、長手方向の長さが略等しい第1の帯状電極原反および山折部を有する帯状セパレータ原反を接着並びに切断して第1の電極とセパレータとの積層体を作製している。そのため、特許文献1に記載の技術では、積層型二次電池を連続的に製造するために多数の積層体が必要な場合には、各部材(原反)の準備と、接着および切断とを交互に繰り返す必要があり、積層型二次電池を連続的かつ効率的に製造することができなかった。
[0007]
 このような問題に対し、ロール状に巻かれた長尺の電極原反と、ロール状に巻かれた長尺のセパレータ原反とを使用し、ロール・トゥ・ロールで電極とセパレータとの積層体を製造することも考えられる。しかし、通常、積層型二次電池においては、短絡防止等の安全性の観点からセパレータのサイズが電極よりも大きい積層体が求められているところ、ロール・トゥ・ロールで積層体を製造する際には、重ね合わせた電極原反とセパレータ原反とを切断することになるため、切断位置間において電極とセパレータとの寸法が同一になってしまうという問題があった。
[0008]
 そこで、本発明は、積層型二次電池の連続的かつ効率的な製造を可能にする、セパレータと電極とを備える二次電池用積層体の効率的な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

[0009]
 この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の二次電池用積層体の製造方法は、長尺の集電体の少なくとも一方の表面の幅方向一部に電極合材層を形成してなる長尺の電極原反と、長尺のセパレータ原反とを、前記電極合材層と前記セパレータ原反との間に配設した接着層を介して貼り合わせて貼り合わせ体を得る工程(A)と、前記工程(A)で得た前記貼り合わせ体を切断して電極原反片とセパレータ原反片とを有する切断片を得る工程(B)とを含む二次電池用積層体の製造方法であって、前記貼り合わせ体は、全幅に亘って前記接着層が配設されておらず、且つ、前記工程(B)において切断される切断位置を含む接着層非配設領域を複数有し、前記接着層は、前記接着層非配設領域間の、前記セパレータ原反の幅方向両端よりも幅方向内側かつ前記電極合材層の幅方向両端間に位置する接着層配設領域内に配設され、前記工程(B)の後に、前記切断片の、少なくとも前記接着層非配設領域に対応する位置において、前記セパレータ原反片の前記電極原反片と貼り合わされていない部分を前記電極原反片から離隔させ、前記電極原反片の前記部分に対向していた領域の少なくとも一部を切断して、電極合材層の平面視寸法がセパレータの平面視寸法よりも小さい二次電池用積層体を得る工程(C)を更に含むことを特徴とする。このように、所定の位置に接着層非配設領域および接着層を有する貼り合わせ体を所定の切断位置で切断した後に工程(C)を実施すれば、電極合材層の平面視寸法がセパレータの平面視寸法よりも小さい二次電池用積層体を効率的に製造することができる。
[0010]
 ここで、本発明の二次電池用積層体の製造方法は、前記工程(C)において、前記離隔および前記切断を、前記切断片の一方の表面の中央部を吸着により把持した状態で行うことが好ましい。切断片の一方の表面の中央部を吸着により把持すれば、工程(C)における離隔および切断を容易に実施することができる。
[0011]
 また、本発明の二次電池用積層体の製造方法は、前記接着層配設領域の一部のみに接着層が配設されていることが好ましい。接着層配設領域の一部のみに接着層を配設すれば、電解液の含浸速度に優れ、且つ、電気抵抗の小さい二次電池用積層体を得ることができる。
[0012]
 更に、本発明の二次電池用積層体の製造方法は、前記工程(C)において、前記部分を、前記セパレータ原反片と前記電極原反片との間に離隔部材を挿入して前記電極原反片から離隔させることが好ましい。離隔部材を使用すれば、セパレータ原反片の電極原反片と貼り合わされていない部分の電極原反片からの離隔を簡素な構造で実現することができる。
[0013]
 また、本発明の二次電池用積層体の製造方法は、前記工程(C)において、前記部分を、前記セパレータ原反片側から吸着部材で吸着して前記電極原反片から離隔させ、前記領域の全部を切断し、前記接着層を、前記吸着部材が配置される場所に対向する部分の少なくとも一部に配設することが好ましい。このようにすれば、電極合材層の端部がセパレータと良好に接着された二次電池用積層体を得ることができる。
[0014]
 そして、本発明の二次電池用積層体の製造方法は、前記吸着部材が、前記切断片の一方の表面の中央部も吸着により把持することが好ましい。切断片の把持と、セパレータ原反片の電極原反片と貼り合わされていない部分の電極原反片からの離隔とを吸着部材により行えば、工程(C)における離隔および切断を更に容易に実施することができる。

発明の効果

[0015]
 本発明によれば、積層型二次電池の連続的かつ効率的な製造を可能にする、セパレータと電極とを備える二次電池用積層体を効率的に製造することができる。

図面の簡単な説明

[0016]
[図1] (a)は、二次電池用積層体の一例の構成を示す断面図であり、(b)は、二次電池用積層体を用いて形成した電極構造体の一例の構造を示す説明図である。
[図2] 本発明の二次電池用積層体の製造方法の一例を用いて二次電池用積層体を製造する過程を概略的に示す説明図である。
[図3] (a)~(d)は、二次電池用積層体の製造に使用し得る電極原反の構成を示す平面図である。
[図4] (a)~(c)は、図3(a)に示す電極原反を用いた貼り合わせ体の構成例を示す平面図である。
[図5] (a)および(b)は、図3(b)に示す電極原反を用いた貼り合わせ体の構成例を示す平面図である。
[図6] (a)~(c)は、図3(c)に示す電極原反を用いた貼り合わせ体の構成例を示す平面図である。
[図7] (a)~(c)は、図3(d)に示す電極原反を用いた貼り合わせ体の構成例を示す平面図である。
[図8] (a)~(c)は、それぞれ、図4(a)~(c)に示す貼り合わせ体を切断して得られる切断片の構成例を示す平面図である。
[図9] (a)および(b)は、それぞれ、図5(a)および(b)に示す貼り合わせ体を切断して得られる切断片の構成例を示す平面図である。
[図10] (a)~(c)は、それぞれ、図6(a)~(c)に示す貼り合わせ体を切断して得られる切断片の構成例を示す平面図である。
[図11] (a)~(c)は、それぞれ、図7(a)~(c)に示す貼り合わせ体を切断して得られる切断片の構成例を示す平面図である。
[図12] (a)および(b)は、二次電池用積層体の構成例を示す平面図である。
[図13] (a)~(e)は、接着層の配設形状の例を示す説明図である。
[図14] (a)~(c)は、切断片の把持方法の例を示す説明図である。
[図15] (a)および(b)は、切断片のセパレータ原反片の一部を電極原反片から離隔する方法の例を示す説明図である。
[図16] 切断片のセパレータ原反片の一部を電極原反片から離隔する方法の他の例を示す説明図である。

発明を実施するための形態

[0017]
 以下、図面を参照しつつ、本発明の二次電池用積層体の製造方法について説明する。なお、各図面においては、理解を容易にするため、一部の部材の寸法を拡大または縮小して示している。
[0018]
 本発明の二次電池用積層体の製造方法は、二次電池用積層体を製造する際に用いることができる。そして、本発明の二次電池用積層体の製造方法を用いて製造した二次電池用積層体は、積層型二次電池等の製造に用いることができる。
[0019]
 具体的には、本発明の二次電池用積層体の製造方法を用いて製造した二次電池用積層体は、例えば図1(a)に積層方向に沿う断面図を示すような構造を有している。そして、二次電池用積層体は、例えば図1(b)に示すように重ね合わせて電極構造体とし、積層型二次電池等に用いることができる。
[0020]
 ここで、図1(a)に示す二次電池用積層体1は、集電体11bの両面に電極合材層12bが設けられている電極10bと、電極10bよりも大きな寸法を有して電極10bの一方(図1(a)では上側)の表面に貼り合わされているセパレータ20bとを有している。
[0021]
 また、図1(b)に積層方向に沿う断面を示す電極構造体は、負極積層体1と正極積層体1'とを重ね合わせて形成されており、二次電池の安全性を高める観点から、正極10b’の寸法を負極10bの寸法よりも小さくしたものである。そして、図1(b)において、符号1は負極積層体、10bは負極、11bは負極集電体、12bは負極合材層、1’は正極積層体、10b’は正極、11b’は正極集電体、12b’は正極合材層、20bはセパレータを示している。また、11cは、積層方向下端に位置する負極集電体であり、11dは、積層方向上端に位置する正極集電体である。
[0022]
 そして、本発明の二次電池用積層体の製造方法は、図2に二次電池用積層体を製造する過程の一例を概略的に示すように、長尺の集電体11の表面に電極合材層12を形成してなる長尺の電極原反10と、長尺のセパレータ原反20とを、接着層30を介して例えば貼り合わせロール50で貼り合わせて貼り合わせ体40を得る工程(A)と、工程(A)で得た貼り合わせ体40を例えばレーザーカッター60を用いて切断して電極原反片10aとセパレータ原反片20aとを有する切断片40aを得る工程(B)と、切断片40aのセパレータ原反片20aの一部を電極原反片10aから離隔させ(図示例では捲り上げ)、電極原反片10aの一部を切断して、電極合材層の平面視寸法がセパレータの平面視寸法よりも小さい二次電池用積層体1を得る工程(C)とを含んでいる。
 積層型二次電池においては、短絡防止等の安全性の観点からセパレータのサイズが電極よりも大きい積層体が求められているところ、このように、貼り合わせ体を切断した後に工程(C)においてセパレータ原反片20aの一部を電極原反片10aから離隔させて電極原反片10aの一部を切断すれば、平面視においてセパレータの外周縁よりも電極合材層の外周縁が内側に位置しており、電極合材層の平面視寸法がセパレータの平面視寸法よりも小さい二次電池用積層体1を連続的かつ効率的に製造することができる。従って、安全性に優れる積層型二次電池を連続的かつ効率的に製造することができる。なお、二次電池用積層体1を連続的に製造する場合には、製造効率を高める観点から、長尺の電極原反10および長尺のセパレータ原反20をロール状に巻いた状態から繰り出し、上記工程(A)~工程(C)を繰り返し実施することが好ましい。
[0023]
 以下、本発明の二次電池用積層体の製造方法の工程(A)~工程(C)について、具体例を挙げつつ、より詳細に説明する。
[0024]
(工程(A))
 工程(A)では、長尺の集電体の少なくとも一方の表面の幅方向一部に電極合材層を形成してなる長尺の電極原反と、長尺のセパレータ原反とを、電極合材層とセパレータ原反との間の所定の範囲内に配設した接着層を介して貼り合わせて貼り合わせ体を得る。
[0025]
 ここで、長尺の集電体としては、特に限定されることなく、例えば、図3(a),(b)に平面図を示すような帯状の集電体11を用いてもよいし、図3(c),(d)に平面図を示すような、幅方向一方側(図示例では上側)に所定の間隔でタブTが形成された略帯状の集電体11を用いてもよい。
[0026]
 また、電極合材層を形成する面は、集電体の片面であってもよいし、両面であってもよい。中でも、積層型二次電池を効率的に製造し得るようにする観点からは、電極合材層は、集電体の両面に形成されていることが好ましい。
[0027]
 更に、電極合材層を形成する範囲は、長尺の集電体の表面の幅方向一部であれば特に限定されないが、例えば図3(a)~(d)に示すように、電極原反10の少なくとも幅方向一方側(図示例では上側)に電極合材層12が形成されていない集電体部分が存在し得る範囲とすることができる。
[0028]
 具体的には、図3(a)に示すように、電極原反10は、幅方向一方側(図示例では上側)に電極合材層12が形成されていない集電体部分が存在するように、帯状の集電体11の幅方向他端(図示例では下端)から幅方向一端側まで集電体11の幅よりも狭い幅で電極合材層12が形成されたものとすることができる。
 また、図3(b)に示すように、電極原反10は、幅方向両方に電極合材層12が形成されていない集電体部分が存在するように、帯状の集電体11の幅方向中央部に集電体11の幅よりも狭い幅で電極合材層12が形成されたものとすることができる。
 更に、図3(c)に示すように、電極原反10は、幅方向一方側(図示例では上側)に電極合材層12が形成されていない集電体部分が存在するように、幅方向一方側に所定の間隔でタブTが形成された略帯状の集電体11のタブT以外の部分に集電体11の幅(最大幅)よりも狭い幅で電極合材層12が形成されたものとすることができる。
 また、図3(d)に示すように、電極原反10は、幅方向一方側(図示例では上側)に電極合材層12が形成されていない集電体部分が存在するように、幅方向一方側に所定の間隔でタブTが形成された略帯状の集電体11の幅方向他端(図示例では下端)から幅方向一端側まで集電体11のタブTを除く部分(帯状部分)の幅よりも狭い幅で電極合材層12が形成されたものとすることができる。
[0029]
 上述した中でも、後に詳細に説明する工程(C)において切断片から切断して除去する範囲を狭くし得るようにする観点から、電極原反は、図3(a),(c),(d)に示すような、電極原反10の幅方向一方側のみに電極合材層12が形成されていない集電体部分が存在するものであることが好ましい。更に、工程(C)において切断片から切断して除去する範囲を狭くしつつ集電体11の準備および搬送の容易性を高める観点からは、電極原反は、図3(a)に示すような構造を有することがより好ましい。
[0030]
 長尺のセパレータ原反としては、特に限定されることなく、例えば帯状のセパレータ原反を用いることができる。
 なお、工程(C)において切断片から切断して除去する範囲を狭くし得るようにする観点からは、セパレータ原反の幅は、貼り合わされる電極原反の電極合材層よりも広幅であることが好ましい。
[0031]
 接着層としては、電池反応を阻害することなく電極合材層とセパレータ原反とを接着することができれば、特に限定されることなく、二次電池の分野において使用されている任意の接着材料を用いて形成した接着層を使用し得る。ここで、接着材料としては、重合体からなる接着材料を用いることが好ましい。なお、接着材料を構成する重合体は、1種類のみであってもよいし、2種類以上であってもよい。また、接着材料を用いた接着層の形成は、特に限定されることなく、インクジェット法、スプレー法、ディスペンサー法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法等の既知の塗工方法を用いて行うことができる。中でも、接着材料を塗工する量および範囲を容易に調節し得る観点からは、接着材料はインクジェット法を用いて塗工することが好ましい。
[0032]
 また、接着層を配設する対象は、電極原反の電極合材層のみであってもよいし、セパレータ原反のみであってもよいし、電極原反の電極合材層とセパレータ原反との双方であってもよい。
[0033]
 更に、接着層を配設する範囲は、所定の接着層配設領域内であることを必要とする。ここで、接着層配設領域は、貼り合わせ体とした際に、所定の接着層非配設領域の間であって、セパレータ原反の幅方向両端よりも幅方向内側かつ電極合材層の幅方向両端間に位置する領域である。また、接着層非配設領域は、貼り合わせ体とした際に、貼り合わせ体の長手方向に離隔して複数存在する領域であり、工程(B)において切断される切断位置を含み、且つ、全幅に亘って接着層が配設されていない領域である。
 ここで、「接着層非配設領域間」には、接着層非配設領域との境界線上も含まれるものとし、「幅方向両端間」には、幅方向両端も含まれるものとし、「幅方向両端よりも幅方向内側」には幅方向両端は含まれないものとする。
[0034]
 なお、接着層は、接着層配設領域内であれば、接着層配設領域の全体に設けられていてもよいし、接着層配設領域の一部のみに設けられていてもよい。中でも、電解液の含浸速度に優れ、且つ、電気抵抗の小さい二次電池用積層体を得る観点からは、接着層は、接着層配設領域の一部のみに設けられていることが好ましい。
[0035]
 具体的には、接着層配設領域内における接着層の配設位置および配設形状は、特に限定されず、例えば図13(a)~(e)に示すような位置および形状とすることができる。なお、図13(a)~(e)において、接着層配設領域は、電極原反片10aの電極合材層12a上の、領域NB'間に位置する領域である。
 ここで、図13(a)では、接着層配設領域の全体に亘って、矩形状の接着層が所定のピッチでドット状に複数配設されている。
 また、図13(b)では、接着層配設領域の四隅に、矩形状の接着層が配設されている。
 更に、図13(c)では、接着層配設領域の全体に接着層が配設されている。
 また、図13(d)では、接着層配設領域内の領域NB'に隣接する部分に接着層が配設されている。
 そして、図13(e)では、領域NB'の延在方向(図示例では上下方向)にみて接着層配設領域内の両端部に接着層が配設されている。
 上述した中でも、電解液の含浸速度の向上および電気抵抗の低減の観点からは、接着層配設領域内における接着層の配設位置および配設形状は、図13(b)に示すような接着層配設領域の四隅であることが好ましい。一方、電解液の含浸速度の向上および電気抵抗の低減と、接着力の確保とを両立する観点からは、接着層配設領域内における接着層の配設位置および配設形状は、図13(a)に示すような、接着層配設領域の全体に亘るドット状であることが好ましい。
[0036]
 そして、貼り合わせ体は、接着層配設領域の少なくとも一部に配設した接着層を介して電極原反とセパレータ原反とを貼り合わせたものであれば特に限定されることなく、例えば、図4~図7に示す構造を有している。
 なお、以下では、電極原反の片面のみにセパレータ原反を貼り合わせた場合について説明するが、セパレータ原反は電極原反の両面に貼り合わせてもよい。
[0037]
 ここで、図4(a)~(c)に示す貼り合わせ体40は、図3(a)に示す電極原反10と、セパレータ原反20とを貼り合わせたものである。
 具体的には、図4(a)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端(図示例では上端)が集電体11の幅方向一端(図示例では上端)と電極合材層12の幅方向一端(図示例では上端)との間に位置し、且つ、セパレータ原反20の幅方向両端よりも幅方向内側に電極合材層12が位置するように(即ち、セパレータ原反20の幅方向他端が電極合材層12の幅方向他端よりも幅方向外側に位置するように)貼り合わせてなる。
 また、図4(b)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が電極合材層12の幅方向一端上に位置するように貼り合わせてなる。
 更に、図4(c)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が集電体11の幅方向一端と電極合材層12の幅方向一端(図示例では上端)との間に位置し、セパレータ原反20の幅方向他端が電極合材層12の幅方向他端上に位置するように貼り合わせてなる。
 そして、図4(a)~(c)に示す貼り合わせ体40には、工程(B)において切断される切断位置Cを含む接着層非配設領域NBが、長手方向に間隔をあけて複数形成されている。また、貼り合わせ体40における接着層配設領域は、長手方向に隣り合う接着層非配設領域NBの間であって、セパレータ原反20の幅方向両端よりも幅方向内側かつ電極合材層12の幅方向両端間に位置する領域となる。
[0038]
 また、図5(a)および(b)に示す貼り合わせ体40は、図3(b)に示す電極原反10と、セパレータ原反20とを貼り合わせたものである。
 具体的には、図5(a)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向両端よりも幅方向内側に電極合材層12が位置するように(即ち、セパレータ原反20の幅方向一端が集電体11の幅方向一端と電極合材層12の幅方向一端との間に位置し、セパレータ原反20の幅方向他端が集電体11の幅方向他端と電極合材層12の幅方向他端との間に位置するように)貼り合わせてなる。
 また、図5(b)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が集電体11の幅方向一端と電極合材層12の幅方向一端との間に位置し、セパレータ原反20の幅方向他端が電極合材層12の幅方向他端上に位置するように貼り合わせてなる。
 そして、図5(a)および(b)に示す貼り合わせ体40には、工程(B)において切断される切断位置Cを含む接着層非配設領域NBが、長手方向に間隔をあけて複数形成されている。また、貼り合わせ体40における接着層配設領域は、長手方向に隣り合う接着層非配設領域NBの間であって、セパレータ原反20の幅方向両端よりも幅方向内側かつ電極合材層12の幅方向両端間に位置する領域となる。
[0039]
 更に、図6(a)~(c)に示す貼り合わせ体40は、図3(c)に示す電極原反10と、セパレータ原反20とを貼り合わせたものである。
 具体的には、図6(a)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が集電体11の幅方向一端(図示例ではタブTの上端)と電極合材層12の幅方向一端との間に位置し、且つ、セパレータ原反20の幅方向両端よりも幅方向内側に電極合材層12が位置するように(即ち、セパレータ原反20の幅方向他端が電極合材層12の幅方向他端よりも幅方向外側に位置するように)貼り合わせてなる。
 また、図6(b)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が集電体11の幅方向一端(図示例ではタブTの上端)と電極合材層12の幅方向一端との間に位置し、セパレータ原反20の幅方向他端が電極合材層12の幅方向他端上に位置するように貼り合わせてなる。
 更に、図6(c)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が電極合材層12の幅方向一端上に位置するように貼り合わせてなる。
 そして、図6(a)~(c)に示す貼り合わせ体40には、工程(B)において切断される切断位置Cを含む接着層非配設領域NBが、長手方向に間隔をあけて複数形成されている。また、貼り合わせ体40における接着層配設領域は、長手方向に隣り合う接着層非配設領域NBの間であって、セパレータ原反20の幅方向両端よりも幅方向内側かつ電極合材層12の幅方向両端間に位置する領域となる。
[0040]
 そして、図7(a)~(c)に示す貼り合わせ体40は、図3(d)に示す電極原反10と、セパレータ原反20とを貼り合わせたものである。
 具体的には、図7(a)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が集電体11の幅方向一端と電極合材層12の幅方向一端との間(図示例では集電体11のタブT上)に位置し、且つ、セパレータ原反20の幅方向両端よりも幅方向内側に電極合材層12が位置するように(即ち、セパレータ原反20の幅方向他端が電極合材層12の幅方向他端よりも幅方向外側に位置するように)貼り合わせてなる。
 また、図7(b)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が集電体11の幅方向一端と電極合材層12の幅方向一端との間(図示例では集電体11のタブT上)に位置し、セパレータ原反20の幅方向他端が電極合材層12の幅方向他端上に位置するように貼り合わせてなる。
 更に、図7(c)に示す貼り合わせ体40は、電極原反10と、電極原反10の電極合材層12よりも広幅のセパレータ原反20とを、セパレータ原反20の幅方向一端が電極合材層12の幅方向一端上に位置するように貼り合わせてなる。
 そして、図7(a)~(c)に示す貼り合わせ体40には、工程(B)において切断される切断位置Cを含む接着層非配設領域NBが、長手方向に間隔をあけて複数形成されている。また、貼り合わせ体40における接着層配設領域は、長手方向に隣り合う接着層非配設領域NBの間であって、セパレータ原反20の幅方向両端よりも幅方向内側かつ電極合材層12の幅方向両端間に位置する領域となる。
[0041]
 上述した中でも、工程(C)において切断片から切断して除去する範囲を狭くし得るようにする観点から、貼り合わせ体40は、図4,6,7に示すような構造であることが好ましく、図4(a),図6(a),図7(a)に示すような構造であることがより好ましい。更に、工程(C)において切断片から切断して除去する範囲を狭くしつつ集電体11の準備および搬送の容易性を高める観点からは、貼り合わせ体40は、図4(a)に示すような構造を有することがより好ましい。
 なお、図4~7に示す貼り合わせ体では、工程(C)において切断片から切断して除去する範囲を狭くし得るようにする観点から、電極合材層がセパレータ原反の幅方向両端間に位置するように長尺の集電体と長尺の電極原反とを貼り合わせたが、貼り合わせ体の構造は図4~7に示す構造に限定されるものではない。
[0042]
(工程(B))
 工程(B)では、工程(A)で得た貼り合わせ体を切断して、電極原反の切断片よりなる電極原反片と、セパレータ原反の切断片よりなるセパレータ原反片とを有する切断片を得る。
[0043]
 ここで、貼り合わせ体は、特に限定されることなく、例えば、レーザーや切断刃を用いて切断することができ、容易かつ効率的に切断を行う観点からはレーザーを用いて切断することが好ましい。なお、切断は、切断片となる部分(貼り合わせ体の長手方向端部)を把持した状態で行うことができる。そして、把持方法としては、特に限定されることなく、例えば、図14(a)に示すような一方の表面を吸着部材71で吸着する方法、図14(b)に示すような棒72で挟む方法、または、図14(c)に示すような板73で挟む方法を用いることができる。中でも、工程(B)の後に工程(C)を容易に実施し得る観点から、把持方法としては、図14(a)に示すような、一方の表面の中央部を吸着部材71で吸着する方法が好ましい。
[0044]
 そして、工程(B)で得られる切断片は、接着層が配設された位置においてセパレータ原反片と電極原反片とが貼り合わされた構造を有している。換言すれば、切断片は、セパレータ原反片と電極原反片とが対向する部分のうち、少なくとも接着層配設領域に対応する部分以外の位置(接着層非配設領域に対応する位置を含む)において、セパレータ原反片と電極原反片とが貼り合わされていない。
[0045]
 なお、図4~7に示す貼り合わせ体40を切断位置Cで切断して得られる切断片は、図8~11に示すような構造となる。
[0046]
 具体的には、図4(a)~(c)に示す貼り合わせ体40を切断位置Cで切断して得られる切断片40aは、それぞれ、図8(a)~(c)に示すような構造となる。
 また、図5(a)および(b)に示す貼り合わせ体40を切断位置Cで切断して得られる切断片40aは、それぞれ、図9(a)および(b)に示すような構造となる。
 更に、図6(a)~(c)に示す貼り合わせ体40を切断位置Cで切断して得られる切断片40aは、それぞれ、図10(a)~(c)に示すような構造となる。
 また、図7(a)~(c)に示す貼り合わせ体40を切断位置Cで切断して得られる切断片40aは、それぞれ、図11(a)~(c)に示すような構造となる。
 ここで、図8~11中、符号40aは切断片を示し、10aは電極原反片を示し、11aは集電体片を示し、12aは電極合材層を示し、20aはセパレータ原反片を示し、NB’は接着層非配設領域NBに対応する位置を示す。
[0047]
(工程(C))
 工程(C)では、工程(B)で得られた切断片について、電極原反片の一部を切断することにより、平面視においてセパレータの外周縁よりも電極合材層の外周縁が内側に位置しており、電極合材層の平面視寸法がセパレータの平面視寸法よりも小さい二次電池用積層体を得る。
[0048]
 具体的には、工程(B)で得られる切断片は、例えば図8~11に示すように、切断位置間において電極原反片とセパレータ原反片との寸法が同一であり、各切断位置側(図示例では左側および右側)において、セパレータ原反片の端縁と、電極合材層の端縁とが同じ位置にある。また、工程(B)で得られる切断片は、例えば図8(b),図8(c),図9(b),図10(b),図10(c),図11(b),図11(c)に示すように、セパレータ原反片の切断位置側の端縁と直交する端縁の少なくとも一方(図示例では上端縁および下端縁の少なくとも一方)と、電極合材層の切断位置側の端縁と直交する端縁の少なくとも一方(図示例では上端縁および下端縁の少なくとも一方)とが同じ位置にあったり、例えば図8,9に示すようにタブTを有していなかったりする。
 そこで、工程(C)では、切断片の、少なくとも接着層非配設領域に対応する位置において、セパレータ原反片の電極原反片と貼り合わされていない部分を電極原反片から離隔させ、セパレータ原反片の離隔により露出した領域(セパレータ原反片の電極原反片と貼り合わされていない部分に対向していた領域)の少なくとも一部を切断する。また、工程(C)では、必要に応じて、切断片の切断位置側の端縁の延在方向(図8~11では上下方向)両端部のうちの少なくとも一方において、セパレータ原反片の電極原反片と貼り合わされていない部分を電極原反片から離隔させ、セパレータ原反片の離隔により露出した領域(セパレータ原反片の電極原反片と貼り合わされていない部分に対向していた領域)の少なくとも一部を切断する。これにより、工程(C)では、例えば図12(a),(b)に示すような、電極10bと、電極10bの一方の表面に貼り合わされたセパレータ20bとを備え、平面視においてセパレータ20bの外周縁よりも電極合材層12bの外周縁が内側に位置しており、且つ、集電体11bの一部からなるタブがセパレータ20の上端から外側に突出している二次電池用積層体1が効率的に得られる。
[0049]
 より具体的には、例えば図8(a)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、更に、上部において電極合材層12aの上端よりも上側に位置するセパレータ原反片20aを集電体片11aから離隔させて露出した集電体片11aをタブが形成されるように切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
 また、図8(b)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、更に、上部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極合材層12aおよび集電体片11aをタブが形成されるように切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
 更に、図8(c)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、上部において電極合材層12aの上端よりも上側に位置するセパレータ原反片20aを集電体片11aから離隔させて露出した集電体片11aをタブが形成されるように切断し、更に、下部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
[0050]
 また、図9(a)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、上部において電極合材層12aの上端よりも上側に位置するセパレータ原反片20aを集電体片11aから離隔させて露出した集電体片11aをタブが形成されるように切断し、更に、下部においてセパレータ原反片20aを集電体片11aから離隔させて露出した集電体片11aを切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
 更に、図9(b)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、上部において電極合材層12aの上端よりも上側に位置するセパレータ原反片20aを集電体片11aから離隔させて露出した集電体片11aをタブが形成されるように切断し、更に、下部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
[0051]
 図10(a)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
 また、図10(b)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、更に、下部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
 更に、図10(c)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、更に、上部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aをタブが残るように切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
[0052]
 図11(a)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断することにより、図12(b)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
 また、図11(b)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、更に、下部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断することにより、図12(b)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
 更に、図11(c)に示す切断片40aは、領域NB’が位置する左右方向両端部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aを切断し、更に、上部においてセパレータ原反片20aを電極原反片10aから離隔させて露出した電極原反片10aをタブが残るように切断することにより、図12(a)に示すような二次電池用積層体1とすることができる。
[0053]
 そして、工程(C)において、セパレータ原反片の離隔および電極原反片の一部の切断は、特に限定されることなく、切断片を任意の把持方法で把持した状態で行うことができる。そして、把持方法としては、特に限定されることなく、例えば、図14(a)に示すような一方の表面を吸着部材71で吸着する方法、図14(b)に示すような棒72で挟む方法、または、図14(c)に示すような板73で挟む方法を用いることができる。中でも、把持方法としては、図14(a)に示すような、一方の表面の中央部を吸着部材71で吸着する方法が好ましい。棒72や板73を使用した場合には棒72や板73が延在している部分においてセパレータ原反片の離隔および電極原反片の切断を行うことができないが、切断片の表面の中央部を吸着して把持すれば、切断片の持ち替え等の作業負担なしに、切断片の端部において任意の方向にセパレータ原反片の離隔および電極原反片の一部の切断を行うことができる。
[0054]
 また、工程(C)において、セパレータ原反片の離隔は、特に限定されることなく、例えば図15(a)に示すようにセパレータ原反片20a上に離隔部材81を配置し、離隔部材81に沿わせてセパレータ原反片20aを捲り上げるまたは垂れさがらせることにより行ってもよいし、図15(b)に示すようにセパレータ原反片20aと電極原反片10aとの間に離隔部材82を挿入することにより行ってもよいし、例えば図16に示すように吸着部材83(図示例では吸着部材83の側部)でセパレータ原反片20aを吸着することにより行ってもよい。
 なお、図15および図16において、符号20a’はセパレータ原反片20aの電極原反片10aから離隔された部分を指している。
[0055]
 ここで、図15(a)や図16に示すようにしてセパレータ原反片20aを離隔させる場合、離隔部材81や吸着部材83が配置される場所に対向する部分の少なくとも一部に接着層を配置し、露出した部分の全部を切断することが好ましい。図15(b)に示すような方法では、離隔部材82を挿入する部分に接着層を配設することができず、得られる二次電池用積層体では電極合材層の端部をセパレータと接着することができないが、図15(a)や図16に示すような方法において離隔部材81や吸着部材83が配置される場所に対向する部分の少なくとも一部に接着層を配置し、セパレータ原反片20aの離隔により露出した部分を全て切断すれば、電極合材層の端部がセパレータと良好に接着した二次電池用積層体を得ることができる。
[0056]
 そして、工程(C)において、図15(a)や図15(b)に示すようにして離隔部材81,82を使用すれば、簡素な構造でセパレータ原反片20aを離隔させることができる。
[0057]
 また、工程(C)において、図16に示すようにして吸着部材83を使用すれば、セパレータ原反片20aを効率的に離隔させることができる。なお、吸着部材83を使用する場合、吸着部材83で切断片の一方の表面の中央部も吸着により把持すれば、セパレータ原反片の離隔および電極原反片の切断を更に容易に実施することができる。
[0058]
 以上、例を挙げて本発明の二次電池用積層体の製造方法について説明したが、本発明の二次電池用積層体の製造方法は上述した内容に限定されるものではない。

産業上の利用可能性

[0059]
 本発明によれば、積層型二次電池の連続的かつ効率的な製造を可能にする、セパレータと電極とを備える二次電池用積層体を効率的に製造することができる。

符号の説明

[0060]
1 二次電池用積層体(負極積層体)
1' 正極積層体
10 電極原反
10a 電極原反片
10b 電極(負極)
10b’ 正極
11 集電体
11a 集電体片
11b 集電体(負極集電体)
11b’ 正極集電体
11c 負極集電体
11d 正極集電体
12 電極合材層
12a 電極合材層
12b 電極合材層(負極合材層)
12b’ 正極合材層
20 セパレータ原反
20a セパレータ原反片
20a’ 離隔された部分
20b セパレータ
30 接着層
40 貼り合わせ体
40a 切断片
50 貼り合わせロール
60 レーザーカッター
71 吸着部材
72 棒
73 板
81 離隔部材
82 離隔部材
83 吸着部材
T タブ
NB' 領域
NB 接着層非配設領域

請求の範囲

[請求項1]
 長尺の集電体の少なくとも一方の表面の幅方向一部に電極合材層を形成してなる長尺の電極原反と、長尺のセパレータ原反とを、前記電極合材層と前記セパレータ原反との間に配設した接着層を介して貼り合わせて貼り合わせ体を得る工程(A)と、前記工程(A)で得た前記貼り合わせ体を切断して電極原反片とセパレータ原反片とを有する切断片を得る工程(B)とを含む二次電池用積層体の製造方法であって、
 前記貼り合わせ体は、全幅に亘って前記接着層が配設されておらず、且つ、前記工程(B)において切断される切断位置を含む接着層非配設領域を複数有し、
 前記接着層は、前記接着層非配設領域間の、前記セパレータ原反の幅方向両端よりも幅方向内側かつ前記電極合材層の幅方向両端間に位置する接着層配設領域内に配設され、
 前記工程(B)の後に、前記切断片の、少なくとも前記接着層非配設領域に対応する位置において、前記セパレータ原反片の前記電極原反片と貼り合わされていない部分を前記電極原反片から離隔させ、前記電極原反片の前記部分に対向していた領域の少なくとも一部を切断して、電極合材層の平面視寸法がセパレータの平面視寸法よりも小さい二次電池用積層体を得る工程(C)を更に含む、二次電池用積層体の製造方法。
[請求項2]
 前記工程(C)において、前記離隔および前記切断を、前記切断片の一方の表面の中央部を吸着により把持した状態で行う、請求項1に記載の二次電池用積層体の製造方法。
[請求項3]
 前記接着層配設領域の一部のみに接着層が配設されている、請求項1または2に記載の二次電池用積層体の製造方法。
[請求項4]
 前記工程(C)において、前記部分を、前記セパレータ原反片と前記電極原反片との間に離隔部材を挿入して前記電極原反片から離隔させる、請求項1~3の何れかに記載の二次電池用積層体の製造方法。
[請求項5]
 前記工程(C)において、前記部分を、前記セパレータ原反片側から吸着部材で吸着して前記電極原反片から離隔させ、前記領域の全部を切断し、
 前記接着層を、前記吸着部材が配置される場所に対向する部分の少なくとも一部に配設する、請求項1~3の何れかに記載の二次電池用積層体の製造方法。
[請求項6]
 前記吸着部材は、前記切断片の一方の表面の中央部も吸着により把持する、請求項5に記載の二次電池用積層体の製造方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]