非水系二次電池用電極群の製造方法およびその製造装置
【課題】高効率回収が可能な異物除去手段で異物混入の防止が可能な非水系二次電池用電極群の製造方法および装置を提供することを目的とする。
【解決手段】正極集電体に正極活物質を塗布した帯状の正極板２と負極集電体に負極活物質を塗布した帯状の負極板３とそれらの間に帯状のセパレータ４ａ，４ｂを介在させた状態で複数個のガイドローラを経由して渦巻状に巻回してなる非水系二次電池用電極群の製造方法であって、電極群１を構成する正極板２、負極板３あるいはセパレータ４ａ，４ｂの少なくとも一つがガイドローラを通過する前に非接触状態で電極群１の構成シートに付着した異物を連続的に除去しながら巻回する非水系二次電池用電極群の製造方法である。
【解決手段】正極集電体に正極活物質を塗布した帯状の正極板２と負極集電体に負極活物質を塗布した帯状の負極板３とそれらの間に帯状のセパレータ４ａ，４ｂを介在させた状態で複数個のガイドローラを経由して渦巻状に巻回してなる非水系二次電池用電極群の製造方法であって、電極群１を構成する正極板２、負極板３あるいはセパレータ４ａ，４ｂの少なくとも一つがガイドローラを通過する前に非接触状態で電極群１の構成シートに付着した異物を連続的に除去しながら巻回する非水系二次電池用電極群の製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は正極板や負極板、セパレータからなる電極群の構成シートに付着した異物を磁気手段と集塵手段を用いて非接触状態で連続搬送しながら除去する非水系二次電池用電極群の製造方法及びその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウム二次電池は、負極にリチウムの吸蔵および放出が可能な炭素質材料等を用い、正極にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）等の金属とリチウムの複合酸化物を活物質として用いており、これによって高電位で高放電容量のある二次電池を実現している。さらに、電子機器および通信機器の多機能化に伴って、ますます高容量化が進む中で二次電池の安全性に対する要望も高くなっている。
【０００３】
放電可能なリチウム二次電池の内部に金属異物が混入した場合、金属異物（Ｆｅ，ＳＵＳ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，または前記Ｆｅ，ＳＵＳ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎの化合物）がリチウム二次電池内で化学的に溶出し、デントライト形成により正極板および負極板がリチウム二次電池の内部で微小でありながらも内部短絡を起こし、電圧低下が発生するという課題が生じる。
【０００４】
従来の異物の除去には、図８に示されるように、磁気ローラ１０４はガイドローラ１０６とマグネット１０５で構成されており、ガイドローラ１０６に対して外周方向に正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３が搬送され、正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３の各々ガイドローラ１０６と接触する面に付着した磁性金属異物を前記磁気ローラ１０４で吸着し、その後吸着した磁性金属異物は掃き取りブラシ１０７で掃き取られ、ケース１０８内へ堆積させる捕集方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、その他の異物の除去には、図９に示されるように、ガイドローラ１２０ａ，１２０ｂに対して外周方向に正極板１０９が搬送され、磁石１１８，１１９を使用した除去方法やブラシ１１２，１１６とノズル１１１，１１５およびチャンバー１１０，１１４から構成された吸引装置１１３，１１７による除去方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７１８３６号公報
【特許文献２】特開２００４−７３９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の従来技術では、図８に示すように正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３に付着した異物は磁気ローラ１０４と正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３の間に挟まれて、正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３にめり込んでしまうことにより異物の除去が困難となる課題を有していた。
【０００７】
一方特許文献２の従来技術では、図９に示すようにガイドローラ１２０ａ，１２０ｂを通過した後に磁石１１８と吸引１１９で異物を取る構成であるために、正極板１０９に付着している異物はガイドローラ１２０ａ，１２０ｂと前記正極板１０９の間に挟まれて、正極板１０９にめり込んでしまうことにより異物の除去が困難となる課題を有していた。
【０００８】
また、ブラシ１１２，１１６を用いて正極板１０９に付着している異物を掻き取る方法では、正極板１０９にブラシ１１２，１１６が接触して異物を掻き取ってしまうとともに活物質が脱落し易くなるといった課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたもので、正極板、負極板、セパレータからなる電極群の構成シートに付着した異物を構成シートが非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去する非水系二次電池用電極群の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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の非水系二次電池用電極群の製造方法は、正極集電体に正極活物質を塗布した帯状の正極板と負極集電体に負極活物質を塗布した帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させた状態で複数個のガイドローラを経由して渦巻状に巻回してなる非水系二次電池用電極群の製造方法であって、前記電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つが非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去しながら巻回することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電極群の構成シートに付着した異物を非接触除去することにより、構成シートにダメージを与えることなく異物を確実に除去することが可能で、異物が非水系二次電池内で化学的に溶出しデントライト形成により、正極板および負極板が非水系二次電池の内部で微小でありながらも内部短絡を起こし、電圧低下が発生するという課題を解決する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の発明においては、正極集電体に正極活物質を塗布した帯状の正極板と負極集電体に負極活物質を塗布した帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させた状態で複数個のガイドロールを経由して渦巻状に巻回してなる非水系二次電池用電極群の製造方法であって、電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つが非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去しながら巻回することにより、異物の除去が容易となり非水系二次電池の内部短絡による電圧低下が発生するという課題を解決できる。
【００１３】
本発明の第２の発明においては、電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つがガイドローラを通過する前に非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去することにより、電極群の構成シートに付着したが異物がガイドローラと構成シートの間に挟まれ、めり込む前に容易に除去が可能となる。
【００１４】
本発明の第３の発明においては、異物除去として磁気手段と集塵手段により正極板または負極板に付着した異物を連続的に除去することにより、Ｆｅ，ＳＵＳ等の磁性金属異物は磁気手段で除去し、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ等の非磁性金属異物は集塵手段により除去が可能となる。
【００１５】
本発明の第４の発明においては、異物除去として磁気手段、集塵手段および静電気除去手段によりセパレータに付着した異物を連続的に除去することにより、異物を容易に除去することが可能となる。すなわち、セパレータの巻き出し時にセパレータの剥がれ作用で発生した静電気により異物がセパレータに付着し易くなる一方で、異物を除去し難くなる。これらを解消するために静電気除去手段によりセパレータの静電気を除去し、集塵手段で異物を容易に除去することが可能となる。
【００１６】
本発明の第５の発明においては、電極群の構成シートの近傍で磁束密度が２．０テスラ以上の磁気を帯びた磁気手段により電極群の構成シートに付着した異物を連続搬送しながら吸着して除去することにより、Ｆｅ，ＳＵＳ等の磁性金属異物を確実に除去することが可能である。
【００１７】
本発明の第６の発明においては、電極群の構成シートの近傍で風速が１０ｍ／秒以上の集塵手段により電極群の構成シートに付着した異物を集塵して除去することにより、異物を確実に除去することが可能である。
【００１８】
本発明の第７の発明においては、帯状の正極板と帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させて渦巻状に巻回する非水系二次電池用電極群の製造装置であって、電極群を構成している正極板と負極板およびセパレータからなる構成シートをそれぞれ連続して巻き出す巻出し部と、電極群の構成シートの搬送経路にあるガイドローラと、電極群の構成シートを連続して渦巻状に巻回する巻取部からなり、構成シートと非接触状態で異物を除去する除去部を設置したことにより、異物の除去が容易となり、非水系二次電池の内部短絡による電圧低下が発生するという課題を解決できる。
【００１９】
本発明の第８の発明においては、除去部として、磁気手段と集塵手段および静電気除去手段を設置して構成したことにより、磁気手段ではＦｅ，ＳＵＳ等の磁性金属異物を除去し、静電気を帯びて異物が付着し易くなったセパレータを静電気除去することで集塵手段での磁性金属異物以外の異物を容易に除去することが可能である。
【００２０】
本発明の第９の発明においては、電極群の構成シートの近傍に配置する磁束密度が２．０テスラ以上の磁気を帯びた磁気手段として永久磁石または電磁石で構成したことにより、Ｆｅ、ＳＵＳの微小磁性金属異物を確実に除去することが可能である。永久磁石の材質としては、高磁束密度を発生することが可能な希土類磁石を用いることが好ましく、その中でも特に８０℃以下での使用条件であれば、ネオジウム鉄ボロンが好ましい。
【００２１】
本発明の第１０の発明においては、集塵手段を、集塵ノズル、真空源、フィルター、真空系、バルブおよび配管で構成したことにより、異物の除去が可能となる。集塵ノズルは少なくとも群構成シート幅よりも大きく、幅方向に集塵能力が均等に保てる構造にする必要がある。また、集塵ノズルは電極群の構成シートに対して２ｍｍ以下の間隔に設置することが好ましい。
【００２２】
本発明の第１１の発明においては、静電気除去手段を、高圧電源、イオン発生部、イオン検出部、イオン制御部、圧縮エアーおよびバルブで構成したことにより、異物の除去が可能となる。静電気を除去するためのイオン発生部は、正の電荷に帯電したセパレータには負の電荷を与え、負の電荷にセパレータに帯電したセパレータには正の電荷を与えることで、セパレータの静電気を除去するものであることが好ましい。
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照しながら説明する。例えば、図１は本発明の一実施の形態を示す非水系二次電池用電極群の製造装置の模式図１である。正極板２と負極板３およびセパレータ４からなる電極群の構成シートを渦巻状に巻回して電極群１を形成する製造装置である。
【００２４】
ロール状正極板２４は正極板巻出し部２０から自動的に捲き出され、正極板２の表裏に付着した異物を除去するために非接触状態で設置した集塵手段としての集塵ノズル１４ａ，１４ｂおよび非接触状態で設置した磁気手段としての磁石１０ａ，１０ｂを通過後にガイドローラ５ａ，５ｂ，５ｃを経由してニップローラ９ａ，９ｂを経て負極板３、セパレータ４ａおよびセパレータ４ｂと共に巻回される。
【００２５】
ロール状負極板２５は負極板巻出し部２１から自動的に捲き出され、負極板３の表裏に付着した異物を除去するために非接触状態で設置した集塵手段としての集塵ノズル１１ａ，１１ｂおよび非接触状態で設置した磁石手段としての磁石１５ａ，１５ｂを通過後にガイドローラ６ａ，６ｂを経由してニップローラ９ａ，９ｂを経て正極板２、セパレータ４ａおよびセパレータ４ｂと共に巻回される。
【００２６】
また、ロール状セパレータ２６ａはセパレータ巻出し部２２から自動的に捲き出され、セパレータ４ａの表裏に付着した異物を除去するために非接触状態で設置した静電気除去手段１８ａ，１８ｂと非接触状態で設置した集塵ノズル１６ａ，１６ｂおよび非接触状態で設置した磁石１２ａ，１２ｂを通過後にガイドローラ７ａ，７ｂを経由してニップローラ９ａ，９ｂを経て正極板２および負極板３と共に巻回される。
【００２７】
また、ロール状セパレータ２６ｂはセパレータ巻出し部２３から自動的に捲き出され、セパレータ４ｂの表裏に付着した異物を除去するために非接触状態で設置した静電気除去手段１９ａ，１９ｂと非接触状態で設置した集塵ノズル１７ａ，１７ｂおよび非接触状態で設置した磁石１３ａ，１３ｂを通過後にガイドローラ８を経由してニップローラ９ａ，９ｂを経て正極板２および負極板３と共に巻回される。正極板２、負極板３およびセパレータ４ａ，４ｂはニップローラ９ａ，９ｂを通過して、例えば速いものでは５００ｍｍ／秒の走行スピードで搬送され、電極群１を形成する。
【００２８】
セパレータ４ａ，４ｂはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）を素材とした絶縁シートであるため、静電気を帯びて異物が付着しやすいために静電気除去としての静電気除去手段１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを設置する。
【００２９】
図２は本発明の別の実施の形態を示す非水系二次電池用電極群の製造装置の模式図である。正極板２と負極板３およびセパレータ４ａ，４ｂからなる電極群の構成シートを渦巻状に巻回して電極群１を形成する製造装置である。電極群の製造方法は図１と同様であるが、図１で示す製造装置よりも異物除去をより良くするためにガイドローラを通過後に磁石を付けた例を示しており、例えばガイドローラ通過後に、製造装置の部品の磨耗や他から進入して正極板２に新たに付着した磁性金属異物は磁石３６で除去し、負極板３に付着した磁性金属異物は磁石３７で除去し、セパレータ４ａ，４ｂに付着した磁性金属異物は磁石３８ａ，３８ｂで除去し、また、渦巻状に巻回して電極群１を形成する直前に、磁石３９，４０で除去することが可能となる。
【００３０】
図３（ａ）は本発明の一実施の形態を示す正極板の模式図である。図３（ａ）に示すように正極板は、アルミニウム箔材４９に正極活物質５０を塗布した塗工部５１と塗布しない未塗工部５２，５３をもち、未塗工部５２，５３にアルミニウム素材の正極集電端子５４を貼り付け、正極集電端子５４に対して正極絶縁テープ５５を上下から挟み込むように貼り付けたものである。正極活物質５０は、例えばコバルト酸リチウム、結着剤、導電剤、界面活性剤、純水をペースト状にした非水系二次電池の材料である。
【００３１】
図３（ｂ）は本発明の一実施の形態を示す負極板の模式図である。図３（ｂ）に示すように負極板は、銅箔材５６に負極活物質５７を塗布した塗工部５８と塗布しない未塗工部５９をもち、未塗工部５９にニッケル素材の負極集電端子６０を貼り付け、負極集電端子５８に対して負極絶縁テープ６１を上下から挟み込むように貼り付けたものである。負極活物質５７は、例えばカーボン、結着剤、増粘剤、純水をペースト状にした二次電池の材料である。
【００３２】
図４は本発明の実施の形態を示す渦巻状の電極群の概略図である。図３（ａ）に示す正
極板と図３（ｂ）負極板およびセパレータを図１の電極群の製造装置を使用して製作した渦巻状の電極群６２である。
【００３３】
図５は本発明の一実施の形態を示す磁石取付け状態の部分模式図である。例えば、ロール状正極板６５から自動的に捲き出された正極板６４に付着した異物を捕集する部分の模式図である。正極板６４に付着している異物は、ガイドローラ７０を通過する前に、正極板６４の近傍に０．２テスラ以上の磁束密度をもつ正極板外周側磁石６８と正極板内周側磁石６９を設置することにより前記正極板６４に付着した異物を捕集することが可能である。
【００３４】
図６は本発明の実施の形態を示す集塵ノズル取付け状態の部分模式図である。例えば、ロール状正極板６５から自動的に捲き出された正極板６４に付着した異物を捕集する部分の模式図を示す。ガイドローラ７０を通過する前に、正極板６４の近傍に集塵ノズルの吸引口の集塵風速が１０ｍ／秒以上の集塵ノズル６６および集塵ノズル６７で異物を捕集する。
【００３５】
図７は本発明の実施の形態を示す静電気除去手段、および集塵ノズル取付け状態の部分模式図である。例えば、セパレータ７１に付着した異物を捕集する部分の模式図を示す。ガイドローラ７０を通過する前に、ロール状セパレータ７２の捲き出し時にセパレータ７１の剥がれ作用で発生した静電気により異物がセパレータ７１に付着し易くなる一方で、静電気で除去し難くなった異物を静電気除去手段７３，７４によりセパレータ７１の静電気を除去し、その直後にセパレータ７１の近傍に集塵ノズル６６，６７の吸引口の集塵風速が１０ｍ／秒以上の正極板外周側集塵ノズル６６および正極板内周側集塵ノズル６７を設置することによりセパレータ７１に付着した異物を捕集することが可能である。
各の磁石および集塵ノズルで捕集した異物は定期的に清掃除去することにより異物除去能力を確保することが可能である。
【００３６】
以下、具体的な実施の形態を用いて、さらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００３７】
本発明における実施例１として、正極板の走行ライン中に非接触式の磁石を設置し、この磁石の磁束密度による磁性異物の除去能力を検討した。図５に示すようにロール状正極６５から巻出される正極板６４の巻出し部とガイドローラ７０および正極板内外周側磁石６８，６９を設置し、正極板６４を５００ｍｍ／秒の走行スピードで搬送した。ここで、磁束密度を２．０テスラに設定したものを実施例１とした。
【実施例２】
【００３８】
実施例１と同様に搬送し、磁石の磁束密度を０．８テスラに設定したものを実施例２とした。
【００３９】
（比較例１）
実施例との比較のために非接触式の磁石を用い、磁束密度を１．５テラスに設定したものを比較例１とした。
【００４０】
（比較例２）
実施例１と同様に正極板を搬送し、接触式の磁石を用い、磁束密度を０．８テスラに設定したものを比較例２とした。
【００４１】
さらに、正極板内外周側磁石６８，６９を通過する前の正極板６４に４４μｍ以上から１０６μｍ以下の磁性金属異物を一定個数ばら撒き、正極板内外周側磁石６８，６９を通
過する前と通過した後の磁性金属個数の差で除去能力を求めた。（表１）は磁石を使用したときの磁性金属異物の除去能力と活物質脱落の有無を表す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
実施例１は磁石磁束密度２．０テスラで、磁石は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。磁性金属異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％、ガイドローラ７０を通過した後では８５％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。実施例２は磁石磁束密度０．８テスラで、磁石は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。磁性金属異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では６２％、ガイドローラ７０を通過した後では３３％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００４４】
一方、比較例１は磁石磁束密度１．５テスラで、磁石は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。磁性金属異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では９１％、ガイドローラ７０を通過した後では７７％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００４５】
比較例２は磁石磁束密度０．８テスラで、磁石は正極板６４に対して接触状態である場合の結果を示す。磁性金属異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％であったが、ガイドローラ７０を通過した後では３５％であり、前記正極板６４の活物質脱落が発生した。
【００４６】
（表１）より明らかなように、正極板６４に付着している金属異物を完全に除去し、尚且つ正極板６４の活物質脱落を防止するためには、磁束密度は２．０テスラ以上で、非接触状態に設置した磁石手段を使用し、前記磁石手段はガイドローラ７０を通過する前に設置することが好ましい。
【実施例３】
【００４７】
本発明における実施例３として、正極板の走行ライン中に集塵ノズルを設置し、この集塵のノズルの吸引速度による磁性異物の除去能力を検討した。図６に示すように正極板６４の巻出し部とガイドローラ７０および集塵ノズル６６，６７を設置し、正極板６４を５００ｍｍ／秒の走行スピードで搬送した。ここで、吸引速度を１０ｍ／秒に設定したものを実施例３とした。
【実施例４】
【００４８】
実施例３と同様に正極板を搬送し、吸引速度を２０ｍ／秒に設定したものを実施例４とした。
【００４９】
（比較例３）
実施例３および実施例４との比較のために非接触式の集塵ノズルを用い、吸引速度を５ｍ／秒に設定したものを比較例３とした。
【００５０】
（比較例４）
実施例３と同様に正極板を搬送し、接触式の集塵ノズルを用い、吸引速度を２０ｍ／秒に設定したものを比較例４とした。
【００５１】
さらに、集塵ノズル６６，６７を通過する前の正極板６４に４４μｍ以上から１０６μｍ以下の金属異物を一定個数ばら撒き、集塵ノズル６６，６７を通過する前と通過した後の金属異物個数の差で除去能力を求めた。（表２）は集塵を使用したときの金属異物の除去能力と活物質脱落の有無を表す。
【００５２】
【表２】
【００５３】
実施例３は集塵風速１０ｍ／秒で、集塵は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％、ガイドローラ７０を通過した後では３５％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００５４】
実施例４は集塵風速２０ｍ／秒で、集塵は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％、ガイドローラ７０を通過した後では８０％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００５５】
一方、比較例３は集塵風速５ｍ／秒で、集塵は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１０％、ガイドローラ７０を通過した後では０％であり、前期正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００５６】
比較例３は集塵風速２０ｍ／秒で、集塵は正極板６４に対して接触状態である場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％であったが、ガイドローラ７０を通過した後では８０％であり、正極板６４の活物質脱落が発生した。
【００５７】
（表２）より明らかなように、正極板６４に付着している金属異物を完全に除去し、尚且つ正極板６４の活物質脱落を防止するためには、集塵風速は１０ｍ／秒以上で、非接触状態に設置した集塵手段を使用し、集塵手段はガイドローラ７０を通過する前に設置することが好ましい。
【実施例５】
【００５８】
本発明における実施例５として、セパレータの走行ライン中に静電気除去手段を設置し、この静電除去の有無による磁性異物の除去能力を検討した。図７に示すようにセパレータ７１の巻出し部とガイドローラ７０、静電気除去手段７３，７４および集塵ノズル６６，６７を具備しており、セパレータ７１を５００ｍｍ／秒の走行スピードで搬送した。ここで、静電気除去手段７３、７４が有の場合を実施例５とした。
【００５９】
（比較例５）
実施例５との比較のために静電気除去手段７３、７４が無い場合を比較例５とした。
【００６０】
さらに、静電気除去手段７３、７４を通過する前のセパレータ７１に４４μｍ以上から１０６μｍ以下の磁性金属異物を一定個数ばら撒き、静電気除去手段７３、７４を使用した場合と使用しないときの、集塵ノズル６６，６７を通過する前と通過した後の金属個数の差で除去能力を求めた。（表３）はセパレータ４に静電気除去手段７３，７４を有したときの金属異物の除去能力を表す。
【００６１】
【表３】
【００６２】
実施例５は静電気除去手段７３，７４が有る場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％、ガイドローラ７０を通過した後では３０％であった。
【００６３】
一方、比較例５は静電気除去手段７３、７４が有る場合の結果を示す。除去能力はガイドローラ７０を通過する前では６５％であり、ガイドローラ７０を通過した後では２５％であった。
【００６４】
（表３）より明らかなように、セパレータ７１に付着している金属異物を完全に除去するためには、絶縁体であるセパレータ７１の静電気を除去した後に集塵手段を使用し、さらに前記集塵手段はガイドローラ７０を通過する前に設置することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明によれば、電極群の構成シートに付着した異物を非接触状態で保持された磁気手段を用いて吸着して除去することにより非水系二次電池の充電状態での発熱および非水系二次電池内部短絡の課題解決が可能であるので、製造工程中で構成シート状の部材として取り扱われる正極板や負極板、セパレータ、アルミニウム箔や銅箔に付着した磁性金属異物の吸着除去として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施例の形態を示す非水系二次電池用電極群の製造装置の模式図
【図２】本発明の別実施例の形態を示す非水系二次電池用電極群の製造装置の模式図
【図３】（ａ）本発明の一実施形態を示す正極板の模式図、（ｂ）本発明の一実施形態を示す負極板の模式図
【図４】本発明の実施の形態を示す渦巻状の電極群の斜視図
【図５】本発明の実施例の形態を示す磁石取付け状態の部分模式図
【図６】本発明の実施例の形態を示す集塵ノズル取付け状態の模式図
【図７】本発明の実施例の形態を示す静電気除去部および集塵ノズル取付け状態の模式図
【図８】従来例における巻回装置の磁気ローラの模式図
【図９】従来例における電極板表面の異物除去装置の模式図
【符号の説明】
【００６７】
１ 電極群
２ 正極板
３ 負極板
４ａ セパレータ
４ｂ セパレータ
５ａ ガイドローラ
５ｂ ガイドローラ
５ｃ ガイドローラ
６ａ ガイドローラ
６ｂ ガイドローラ
７ａ ガイドローラ
７ｂ ガイドローラ
８ ガイドローラ
９ａ ニップローラ
９ｂ ニップローラ
１０ａ 磁石
１０ｂ 磁石
１１ａ 磁石
１１ｂ 磁石
１２ａ 磁石
１２ｂ 磁石
１３ａ 磁石
１３ｂ 磁石
１４ａ 集塵ノズル
１４ｂ 集塵ノズル
１５ａ 集塵ノズル
１５ｂ 集塵ノズル
１６ａ 集塵ノズル
１６ｂ 集塵ノズル
１７ａ 集塵ノズル
１７ｂ 集塵ノズル
１８ａ 静電気除去手段
１８ｂ 静電気除去手段
１９ａ 静電気除去手段
１９ｂ 静電気除去手段
２０ 正極板巻出し部
２１ 負極板巻出し部
２２ セパレータ巻出し部
２３ セパレータ巻出し部
２４ ロール状正極板
２５ ロール状負極板
２６ａ ロール状セパレータ
２６ｂ ロール状セパレータ
３６ 磁石
３７ 磁石
３８ａ 磁石
３８ｂ 磁石
３９ 磁石
４０ 磁石
４９ アルミニウム箔材
５０ 正極活物質
５１ 塗工部
５２ 未塗工部
５３ 正極未塗工部
５４ 正極集電端子
５５ 正極絶縁テープ
５６ 銅箔材
５７ 負極活物質
５８ 塗工部
５９ 未塗工部
６０ 負極集電端子
６１ 負極絶縁テープ
６２ 渦巻状の電極群
６４ 正極板
６５ ロール状正極板
６６ 集塵ノズル
６７ 集塵ノズル
６８ 正極板外周側磁石
６９ 正極板内周側磁石
７０ ガイドローラ
７１ セパレータ
７２ ロール状セパレータ
７３ 静電気除去手段
７４ 静電気除去手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は正極板や負極板、セパレータからなる電極群の構成シートに付着した異物を磁気手段と集塵手段を用いて非接触状態で連続搬送しながら除去する非水系二次電池用電極群の製造方法及びその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっているリチウム二次電池は、負極にリチウムの吸蔵および放出が可能な炭素質材料等を用い、正極にコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）等の金属とリチウムの複合酸化物を活物質として用いており、これによって高電位で高放電容量のある二次電池を実現している。さらに、電子機器および通信機器の多機能化に伴って、ますます高容量化が進む中で二次電池の安全性に対する要望も高くなっている。
【０００３】
放電可能なリチウム二次電池の内部に金属異物が混入した場合、金属異物（Ｆｅ，ＳＵＳ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，または前記Ｆｅ，ＳＵＳ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎの化合物）がリチウム二次電池内で化学的に溶出し、デントライト形成により正極板および負極板がリチウム二次電池の内部で微小でありながらも内部短絡を起こし、電圧低下が発生するという課題が生じる。
【０００４】
従来の異物の除去には、図８に示されるように、磁気ローラ１０４はガイドローラ１０６とマグネット１０５で構成されており、ガイドローラ１０６に対して外周方向に正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３が搬送され、正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３の各々ガイドローラ１０６と接触する面に付着した磁性金属異物を前記磁気ローラ１０４で吸着し、その後吸着した磁性金属異物は掃き取りブラシ１０７で掃き取られ、ケース１０８内へ堆積させる捕集方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、その他の異物の除去には、図９に示されるように、ガイドローラ１２０ａ，１２０ｂに対して外周方向に正極板１０９が搬送され、磁石１１８，１１９を使用した除去方法やブラシ１１２，１１６とノズル１１１，１１５およびチャンバー１１０，１１４から構成された吸引装置１１３，１１７による除去方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７１８３６号公報
【特許文献２】特開２００４−７３９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の従来技術では、図８に示すように正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３に付着した異物は磁気ローラ１０４と正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３の間に挟まれて、正極板１０１、負極板１０２、セパレータ１０３にめり込んでしまうことにより異物の除去が困難となる課題を有していた。
【０００７】
一方特許文献２の従来技術では、図９に示すようにガイドローラ１２０ａ，１２０ｂを通過した後に磁石１１８と吸引１１９で異物を取る構成であるために、正極板１０９に付着している異物はガイドローラ１２０ａ，１２０ｂと前記正極板１０９の間に挟まれて、正極板１０９にめり込んでしまうことにより異物の除去が困難となる課題を有していた。
【０００８】
また、ブラシ１１２，１１６を用いて正極板１０９に付着している異物を掻き取る方法では、正極板１０９にブラシ１１２，１１６が接触して異物を掻き取ってしまうとともに活物質が脱落し易くなるといった課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたもので、正極板、負極板、セパレータからなる電極群の構成シートに付着した異物を構成シートが非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去する非水系二次電池用電極群の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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の非水系二次電池用電極群の製造方法は、正極集電体に正極活物質を塗布した帯状の正極板と負極集電体に負極活物質を塗布した帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させた状態で複数個のガイドローラを経由して渦巻状に巻回してなる非水系二次電池用電極群の製造方法であって、前記電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つが非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去しながら巻回することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電極群の構成シートに付着した異物を非接触除去することにより、構成シートにダメージを与えることなく異物を確実に除去することが可能で、異物が非水系二次電池内で化学的に溶出しデントライト形成により、正極板および負極板が非水系二次電池の内部で微小でありながらも内部短絡を起こし、電圧低下が発生するという課題を解決する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の発明においては、正極集電体に正極活物質を塗布した帯状の正極板と負極集電体に負極活物質を塗布した帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させた状態で複数個のガイドロールを経由して渦巻状に巻回してなる非水系二次電池用電極群の製造方法であって、電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つが非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去しながら巻回することにより、異物の除去が容易となり非水系二次電池の内部短絡による電圧低下が発生するという課題を解決できる。
【００１３】
本発明の第２の発明においては、電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つがガイドローラを通過する前に非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去することにより、電極群の構成シートに付着したが異物がガイドローラと構成シートの間に挟まれ、めり込む前に容易に除去が可能となる。
【００１４】
本発明の第３の発明においては、異物除去として磁気手段と集塵手段により正極板または負極板に付着した異物を連続的に除去することにより、Ｆｅ，ＳＵＳ等の磁性金属異物は磁気手段で除去し、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ等の非磁性金属異物は集塵手段により除去が可能となる。
【００１５】
本発明の第４の発明においては、異物除去として磁気手段、集塵手段および静電気除去手段によりセパレータに付着した異物を連続的に除去することにより、異物を容易に除去することが可能となる。すなわち、セパレータの巻き出し時にセパレータの剥がれ作用で発生した静電気により異物がセパレータに付着し易くなる一方で、異物を除去し難くなる。これらを解消するために静電気除去手段によりセパレータの静電気を除去し、集塵手段で異物を容易に除去することが可能となる。
【００１６】
本発明の第５の発明においては、電極群の構成シートの近傍で磁束密度が２．０テスラ以上の磁気を帯びた磁気手段により電極群の構成シートに付着した異物を連続搬送しながら吸着して除去することにより、Ｆｅ，ＳＵＳ等の磁性金属異物を確実に除去することが可能である。
【００１７】
本発明の第６の発明においては、電極群の構成シートの近傍で風速が１０ｍ／秒以上の集塵手段により電極群の構成シートに付着した異物を集塵して除去することにより、異物を確実に除去することが可能である。
【００１８】
本発明の第７の発明においては、帯状の正極板と帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させて渦巻状に巻回する非水系二次電池用電極群の製造装置であって、電極群を構成している正極板と負極板およびセパレータからなる構成シートをそれぞれ連続して巻き出す巻出し部と、電極群の構成シートの搬送経路にあるガイドローラと、電極群の構成シートを連続して渦巻状に巻回する巻取部からなり、構成シートと非接触状態で異物を除去する除去部を設置したことにより、異物の除去が容易となり、非水系二次電池の内部短絡による電圧低下が発生するという課題を解決できる。
【００１９】
本発明の第８の発明においては、除去部として、磁気手段と集塵手段および静電気除去手段を設置して構成したことにより、磁気手段ではＦｅ，ＳＵＳ等の磁性金属異物を除去し、静電気を帯びて異物が付着し易くなったセパレータを静電気除去することで集塵手段での磁性金属異物以外の異物を容易に除去することが可能である。
【００２０】
本発明の第９の発明においては、電極群の構成シートの近傍に配置する磁束密度が２．０テスラ以上の磁気を帯びた磁気手段として永久磁石または電磁石で構成したことにより、Ｆｅ、ＳＵＳの微小磁性金属異物を確実に除去することが可能である。永久磁石の材質としては、高磁束密度を発生することが可能な希土類磁石を用いることが好ましく、その中でも特に８０℃以下での使用条件であれば、ネオジウム鉄ボロンが好ましい。
【００２１】
本発明の第１０の発明においては、集塵手段を、集塵ノズル、真空源、フィルター、真空系、バルブおよび配管で構成したことにより、異物の除去が可能となる。集塵ノズルは少なくとも群構成シート幅よりも大きく、幅方向に集塵能力が均等に保てる構造にする必要がある。また、集塵ノズルは電極群の構成シートに対して２ｍｍ以下の間隔に設置することが好ましい。
【００２２】
本発明の第１１の発明においては、静電気除去手段を、高圧電源、イオン発生部、イオン検出部、イオン制御部、圧縮エアーおよびバルブで構成したことにより、異物の除去が可能となる。静電気を除去するためのイオン発生部は、正の電荷に帯電したセパレータには負の電荷を与え、負の電荷にセパレータに帯電したセパレータには正の電荷を与えることで、セパレータの静電気を除去するものであることが好ましい。
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照しながら説明する。例えば、図１は本発明の一実施の形態を示す非水系二次電池用電極群の製造装置の模式図１である。正極板２と負極板３およびセパレータ４からなる電極群の構成シートを渦巻状に巻回して電極群１を形成する製造装置である。
【００２４】
ロール状正極板２４は正極板巻出し部２０から自動的に捲き出され、正極板２の表裏に付着した異物を除去するために非接触状態で設置した集塵手段としての集塵ノズル１４ａ，１４ｂおよび非接触状態で設置した磁気手段としての磁石１０ａ，１０ｂを通過後にガイドローラ５ａ，５ｂ，５ｃを経由してニップローラ９ａ，９ｂを経て負極板３、セパレータ４ａおよびセパレータ４ｂと共に巻回される。
【００２５】
ロール状負極板２５は負極板巻出し部２１から自動的に捲き出され、負極板３の表裏に付着した異物を除去するために非接触状態で設置した集塵手段としての集塵ノズル１１ａ，１１ｂおよび非接触状態で設置した磁石手段としての磁石１５ａ，１５ｂを通過後にガイドローラ６ａ，６ｂを経由してニップローラ９ａ，９ｂを経て正極板２、セパレータ４ａおよびセパレータ４ｂと共に巻回される。
【００２６】
また、ロール状セパレータ２６ａはセパレータ巻出し部２２から自動的に捲き出され、セパレータ４ａの表裏に付着した異物を除去するために非接触状態で設置した静電気除去手段１８ａ，１８ｂと非接触状態で設置した集塵ノズル１６ａ，１６ｂおよび非接触状態で設置した磁石１２ａ，１２ｂを通過後にガイドローラ７ａ，７ｂを経由してニップローラ９ａ，９ｂを経て正極板２および負極板３と共に巻回される。
【００２７】
また、ロール状セパレータ２６ｂはセパレータ巻出し部２３から自動的に捲き出され、セパレータ４ｂの表裏に付着した異物を除去するために非接触状態で設置した静電気除去手段１９ａ，１９ｂと非接触状態で設置した集塵ノズル１７ａ，１７ｂおよび非接触状態で設置した磁石１３ａ，１３ｂを通過後にガイドローラ８を経由してニップローラ９ａ，９ｂを経て正極板２および負極板３と共に巻回される。正極板２、負極板３およびセパレータ４ａ，４ｂはニップローラ９ａ，９ｂを通過して、例えば速いものでは５００ｍｍ／秒の走行スピードで搬送され、電極群１を形成する。
【００２８】
セパレータ４ａ，４ｂはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）を素材とした絶縁シートであるため、静電気を帯びて異物が付着しやすいために静電気除去としての静電気除去手段１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを設置する。
【００２９】
図２は本発明の別の実施の形態を示す非水系二次電池用電極群の製造装置の模式図である。正極板２と負極板３およびセパレータ４ａ，４ｂからなる電極群の構成シートを渦巻状に巻回して電極群１を形成する製造装置である。電極群の製造方法は図１と同様であるが、図１で示す製造装置よりも異物除去をより良くするためにガイドローラを通過後に磁石を付けた例を示しており、例えばガイドローラ通過後に、製造装置の部品の磨耗や他から進入して正極板２に新たに付着した磁性金属異物は磁石３６で除去し、負極板３に付着した磁性金属異物は磁石３７で除去し、セパレータ４ａ，４ｂに付着した磁性金属異物は磁石３８ａ，３８ｂで除去し、また、渦巻状に巻回して電極群１を形成する直前に、磁石３９，４０で除去することが可能となる。
【００３０】
図３（ａ）は本発明の一実施の形態を示す正極板の模式図である。図３（ａ）に示すように正極板は、アルミニウム箔材４９に正極活物質５０を塗布した塗工部５１と塗布しない未塗工部５２，５３をもち、未塗工部５２，５３にアルミニウム素材の正極集電端子５４を貼り付け、正極集電端子５４に対して正極絶縁テープ５５を上下から挟み込むように貼り付けたものである。正極活物質５０は、例えばコバルト酸リチウム、結着剤、導電剤、界面活性剤、純水をペースト状にした非水系二次電池の材料である。
【００３１】
図３（ｂ）は本発明の一実施の形態を示す負極板の模式図である。図３（ｂ）に示すように負極板は、銅箔材５６に負極活物質５７を塗布した塗工部５８と塗布しない未塗工部５９をもち、未塗工部５９にニッケル素材の負極集電端子６０を貼り付け、負極集電端子５８に対して負極絶縁テープ６１を上下から挟み込むように貼り付けたものである。負極活物質５７は、例えばカーボン、結着剤、増粘剤、純水をペースト状にした二次電池の材料である。
【００３２】
図４は本発明の実施の形態を示す渦巻状の電極群の概略図である。図３（ａ）に示す正
極板と図３（ｂ）負極板およびセパレータを図１の電極群の製造装置を使用して製作した渦巻状の電極群６２である。
【００３３】
図５は本発明の一実施の形態を示す磁石取付け状態の部分模式図である。例えば、ロール状正極板６５から自動的に捲き出された正極板６４に付着した異物を捕集する部分の模式図である。正極板６４に付着している異物は、ガイドローラ７０を通過する前に、正極板６４の近傍に０．２テスラ以上の磁束密度をもつ正極板外周側磁石６８と正極板内周側磁石６９を設置することにより前記正極板６４に付着した異物を捕集することが可能である。
【００３４】
図６は本発明の実施の形態を示す集塵ノズル取付け状態の部分模式図である。例えば、ロール状正極板６５から自動的に捲き出された正極板６４に付着した異物を捕集する部分の模式図を示す。ガイドローラ７０を通過する前に、正極板６４の近傍に集塵ノズルの吸引口の集塵風速が１０ｍ／秒以上の集塵ノズル６６および集塵ノズル６７で異物を捕集する。
【００３５】
図７は本発明の実施の形態を示す静電気除去手段、および集塵ノズル取付け状態の部分模式図である。例えば、セパレータ７１に付着した異物を捕集する部分の模式図を示す。ガイドローラ７０を通過する前に、ロール状セパレータ７２の捲き出し時にセパレータ７１の剥がれ作用で発生した静電気により異物がセパレータ７１に付着し易くなる一方で、静電気で除去し難くなった異物を静電気除去手段７３，７４によりセパレータ７１の静電気を除去し、その直後にセパレータ７１の近傍に集塵ノズル６６，６７の吸引口の集塵風速が１０ｍ／秒以上の正極板外周側集塵ノズル６６および正極板内周側集塵ノズル６７を設置することによりセパレータ７１に付着した異物を捕集することが可能である。
各の磁石および集塵ノズルで捕集した異物は定期的に清掃除去することにより異物除去能力を確保することが可能である。
【００３６】
以下、具体的な実施の形態を用いて、さらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００３７】
本発明における実施例１として、正極板の走行ライン中に非接触式の磁石を設置し、この磁石の磁束密度による磁性異物の除去能力を検討した。図５に示すようにロール状正極６５から巻出される正極板６４の巻出し部とガイドローラ７０および正極板内外周側磁石６８，６９を設置し、正極板６４を５００ｍｍ／秒の走行スピードで搬送した。ここで、磁束密度を２．０テスラに設定したものを実施例１とした。
【実施例２】
【００３８】
実施例１と同様に搬送し、磁石の磁束密度を０．８テスラに設定したものを実施例２とした。
【００３９】
（比較例１）
実施例との比較のために非接触式の磁石を用い、磁束密度を１．５テラスに設定したものを比較例１とした。
【００４０】
（比較例２）
実施例１と同様に正極板を搬送し、接触式の磁石を用い、磁束密度を０．８テスラに設定したものを比較例２とした。
【００４１】
さらに、正極板内外周側磁石６８，６９を通過する前の正極板６４に４４μｍ以上から１０６μｍ以下の磁性金属異物を一定個数ばら撒き、正極板内外周側磁石６８，６９を通
過する前と通過した後の磁性金属個数の差で除去能力を求めた。（表１）は磁石を使用したときの磁性金属異物の除去能力と活物質脱落の有無を表す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
実施例１は磁石磁束密度２．０テスラで、磁石は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。磁性金属異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％、ガイドローラ７０を通過した後では８５％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。実施例２は磁石磁束密度０．８テスラで、磁石は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。磁性金属異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では６２％、ガイドローラ７０を通過した後では３３％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００４４】
一方、比較例１は磁石磁束密度１．５テスラで、磁石は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。磁性金属異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では９１％、ガイドローラ７０を通過した後では７７％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００４５】
比較例２は磁石磁束密度０．８テスラで、磁石は正極板６４に対して接触状態である場合の結果を示す。磁性金属異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％であったが、ガイドローラ７０を通過した後では３５％であり、前記正極板６４の活物質脱落が発生した。
【００４６】
（表１）より明らかなように、正極板６４に付着している金属異物を完全に除去し、尚且つ正極板６４の活物質脱落を防止するためには、磁束密度は２．０テスラ以上で、非接触状態に設置した磁石手段を使用し、前記磁石手段はガイドローラ７０を通過する前に設置することが好ましい。
【実施例３】
【００４７】
本発明における実施例３として、正極板の走行ライン中に集塵ノズルを設置し、この集塵のノズルの吸引速度による磁性異物の除去能力を検討した。図６に示すように正極板６４の巻出し部とガイドローラ７０および集塵ノズル６６，６７を設置し、正極板６４を５００ｍｍ／秒の走行スピードで搬送した。ここで、吸引速度を１０ｍ／秒に設定したものを実施例３とした。
【実施例４】
【００４８】
実施例３と同様に正極板を搬送し、吸引速度を２０ｍ／秒に設定したものを実施例４とした。
【００４９】
（比較例３）
実施例３および実施例４との比較のために非接触式の集塵ノズルを用い、吸引速度を５ｍ／秒に設定したものを比較例３とした。
【００５０】
（比較例４）
実施例３と同様に正極板を搬送し、接触式の集塵ノズルを用い、吸引速度を２０ｍ／秒に設定したものを比較例４とした。
【００５１】
さらに、集塵ノズル６６，６７を通過する前の正極板６４に４４μｍ以上から１０６μｍ以下の金属異物を一定個数ばら撒き、集塵ノズル６６，６７を通過する前と通過した後の金属異物個数の差で除去能力を求めた。（表２）は集塵を使用したときの金属異物の除去能力と活物質脱落の有無を表す。
【００５２】
【表２】
【００５３】
実施例３は集塵風速１０ｍ／秒で、集塵は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％、ガイドローラ７０を通過した後では３５％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００５４】
実施例４は集塵風速２０ｍ／秒で、集塵は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％、ガイドローラ７０を通過した後では８０％であり、正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００５５】
一方、比較例３は集塵風速５ｍ／秒で、集塵は正極板６４に対して非接触状態である場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１０％、ガイドローラ７０を通過した後では０％であり、前期正極板６４の活物質脱落発生は無かった。
【００５６】
比較例３は集塵風速２０ｍ／秒で、集塵は正極板６４に対して接触状態である場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％であったが、ガイドローラ７０を通過した後では８０％であり、正極板６４の活物質脱落が発生した。
【００５７】
（表２）より明らかなように、正極板６４に付着している金属異物を完全に除去し、尚且つ正極板６４の活物質脱落を防止するためには、集塵風速は１０ｍ／秒以上で、非接触状態に設置した集塵手段を使用し、集塵手段はガイドローラ７０を通過する前に設置することが好ましい。
【実施例５】
【００５８】
本発明における実施例５として、セパレータの走行ライン中に静電気除去手段を設置し、この静電除去の有無による磁性異物の除去能力を検討した。図７に示すようにセパレータ７１の巻出し部とガイドローラ７０、静電気除去手段７３，７４および集塵ノズル６６，６７を具備しており、セパレータ７１を５００ｍｍ／秒の走行スピードで搬送した。ここで、静電気除去手段７３、７４が有の場合を実施例５とした。
【００５９】
（比較例５）
実施例５との比較のために静電気除去手段７３、７４が無い場合を比較例５とした。
【００６０】
さらに、静電気除去手段７３、７４を通過する前のセパレータ７１に４４μｍ以上から１０６μｍ以下の磁性金属異物を一定個数ばら撒き、静電気除去手段７３、７４を使用した場合と使用しないときの、集塵ノズル６６，６７を通過する前と通過した後の金属個数の差で除去能力を求めた。（表３）はセパレータ４に静電気除去手段７３，７４を有したときの金属異物の除去能力を表す。
【００６１】
【表３】
【００６２】
実施例５は静電気除去手段７３，７４が有る場合の結果を示す。異物除去能力はガイドローラ７０を通過する前では１００％、ガイドローラ７０を通過した後では３０％であった。
【００６３】
一方、比較例５は静電気除去手段７３、７４が有る場合の結果を示す。除去能力はガイドローラ７０を通過する前では６５％であり、ガイドローラ７０を通過した後では２５％であった。
【００６４】
（表３）より明らかなように、セパレータ７１に付着している金属異物を完全に除去するためには、絶縁体であるセパレータ７１の静電気を除去した後に集塵手段を使用し、さらに前記集塵手段はガイドローラ７０を通過する前に設置することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明によれば、電極群の構成シートに付着した異物を非接触状態で保持された磁気手段を用いて吸着して除去することにより非水系二次電池の充電状態での発熱および非水系二次電池内部短絡の課題解決が可能であるので、製造工程中で構成シート状の部材として取り扱われる正極板や負極板、セパレータ、アルミニウム箔や銅箔に付着した磁性金属異物の吸着除去として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施例の形態を示す非水系二次電池用電極群の製造装置の模式図
【図２】本発明の別実施例の形態を示す非水系二次電池用電極群の製造装置の模式図
【図３】（ａ）本発明の一実施形態を示す正極板の模式図、（ｂ）本発明の一実施形態を示す負極板の模式図
【図４】本発明の実施の形態を示す渦巻状の電極群の斜視図
【図５】本発明の実施例の形態を示す磁石取付け状態の部分模式図
【図６】本発明の実施例の形態を示す集塵ノズル取付け状態の模式図
【図７】本発明の実施例の形態を示す静電気除去部および集塵ノズル取付け状態の模式図
【図８】従来例における巻回装置の磁気ローラの模式図
【図９】従来例における電極板表面の異物除去装置の模式図
【符号の説明】
【００６７】
１ 電極群
２ 正極板
３ 負極板
４ａ セパレータ
４ｂ セパレータ
５ａ ガイドローラ
５ｂ ガイドローラ
５ｃ ガイドローラ
６ａ ガイドローラ
６ｂ ガイドローラ
７ａ ガイドローラ
７ｂ ガイドローラ
８ ガイドローラ
９ａ ニップローラ
９ｂ ニップローラ
１０ａ 磁石
１０ｂ 磁石
１１ａ 磁石
１１ｂ 磁石
１２ａ 磁石
１２ｂ 磁石
１３ａ 磁石
１３ｂ 磁石
１４ａ 集塵ノズル
１４ｂ 集塵ノズル
１５ａ 集塵ノズル
１５ｂ 集塵ノズル
１６ａ 集塵ノズル
１６ｂ 集塵ノズル
１７ａ 集塵ノズル
１７ｂ 集塵ノズル
１８ａ 静電気除去手段
１８ｂ 静電気除去手段
１９ａ 静電気除去手段
１９ｂ 静電気除去手段
２０ 正極板巻出し部
２１ 負極板巻出し部
２２ セパレータ巻出し部
２３ セパレータ巻出し部
２４ ロール状正極板
２５ ロール状負極板
２６ａ ロール状セパレータ
２６ｂ ロール状セパレータ
３６ 磁石
３７ 磁石
３８ａ 磁石
３８ｂ 磁石
３９ 磁石
４０ 磁石
４９ アルミニウム箔材
５０ 正極活物質
５１ 塗工部
５２ 未塗工部
５３ 正極未塗工部
５４ 正極集電端子
５５ 正極絶縁テープ
５６ 銅箔材
５７ 負極活物質
５８ 塗工部
５９ 未塗工部
６０ 負極集電端子
６１ 負極絶縁テープ
６２ 渦巻状の電極群
６４ 正極板
６５ ロール状正極板
６６ 集塵ノズル
６７ 集塵ノズル
６８ 正極板外周側磁石
６９ 正極板内周側磁石
７０ ガイドローラ
７１ セパレータ
７２ ロール状セパレータ
７３ 静電気除去手段
７４ 静電気除去手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体に正極活物質を塗布した帯状の正極板と負極集電体に負極活物質を塗布した帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させた状態で複数個のガイドローラを経由して渦巻状に巻回してなる非水系二次電池用電極群の製造方法であって、前記電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つが非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去しながら巻回することを特徴とする非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項２】
前記電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つがガイドローラを通過する前に非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群製造方法。
【請求項３】
前記異物除去として磁気手段と集塵手段により前記正極板または負極板に付着した異物を連続的に除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項４】
前記異物除去として磁気手段、集塵手段および静電気除去手段によりセパレータに付着した異物を連続的に除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項５】
前記電極群の構成シートの近傍で磁束密度が２．０テスラ以上の磁気を帯びた磁気手段により前記電極群の構成シートに付着した異物を連続搬送しながら吸着して除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項６】
前記電極群の構成シートの近傍で風速が１０ｍ／秒以上の集塵手段により前記電極群の構成シートに付着した異物を集塵して除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項７】
帯状の正極板と帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させて渦巻状に巻回する非水系二次電池用電極群の製造装置であって、電極群を構成している正極板と負極板およびセパレータからなる構成シートをそれぞれ連続して巻き出す巻出し部と、前記電極群の構成シートの搬送経路にあるガイドローラと、前記電極群の構成シートを連続して渦巻状に巻回する巻取部からなり、前記少なくとも１つの構成シートと非接触状態で異物を除去する除去部を設置したことを特徴とする非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項８】
前記除去部を、磁気手段と集塵手段および静電気除去手段で構成したことを特徴とする請求項７に記載の非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項９】
前記電極群の構成シートの近傍に配置する磁気手段を磁束密度が２．０テスラ以上の磁気を帯びた磁気手段として永久磁石または電磁石で構成したことを特徴とする請求項７に記載の非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項１０】
前記集塵手段を、集塵ノズル、真空源、フィルター、真空系、バルブおよび配管で構成したことを特徴とする請求項６に記載の非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項１１】
前記静電気除去手段を、高圧電源、イオン発生部、イオン検出部、イオン制御部、圧縮エアーおよびバルブで構成したことを特徴とする請求項６に記載の非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項１】
正極集電体に正極活物質を塗布した帯状の正極板と負極集電体に負極活物質を塗布した帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させた状態で複数個のガイドローラを経由して渦巻状に巻回してなる非水系二次電池用電極群の製造方法であって、前記電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つが非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去しながら巻回することを特徴とする非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項２】
前記電極群を構成する正極板、負極板あるいはセパレータからなる構成シートの少なくとも一つがガイドローラを通過する前に非接触状態で構成シートに付着した異物を連続的に除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群製造方法。
【請求項３】
前記異物除去として磁気手段と集塵手段により前記正極板または負極板に付着した異物を連続的に除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項４】
前記異物除去として磁気手段、集塵手段および静電気除去手段によりセパレータに付着した異物を連続的に除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項５】
前記電極群の構成シートの近傍で磁束密度が２．０テスラ以上の磁気を帯びた磁気手段により前記電極群の構成シートに付着した異物を連続搬送しながら吸着して除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項６】
前記電極群の構成シートの近傍で風速が１０ｍ／秒以上の集塵手段により前記電極群の構成シートに付着した異物を集塵して除去することを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池用電極群の製造方法。
【請求項７】
帯状の正極板と帯状の負極板とそれらの間に帯状のセパレータを介在させて渦巻状に巻回する非水系二次電池用電極群の製造装置であって、電極群を構成している正極板と負極板およびセパレータからなる構成シートをそれぞれ連続して巻き出す巻出し部と、前記電極群の構成シートの搬送経路にあるガイドローラと、前記電極群の構成シートを連続して渦巻状に巻回する巻取部からなり、前記少なくとも１つの構成シートと非接触状態で異物を除去する除去部を設置したことを特徴とする非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項８】
前記除去部を、磁気手段と集塵手段および静電気除去手段で構成したことを特徴とする請求項７に記載の非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項９】
前記電極群の構成シートの近傍に配置する磁気手段を磁束密度が２．０テスラ以上の磁気を帯びた磁気手段として永久磁石または電磁石で構成したことを特徴とする請求項７に記載の非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項１０】
前記集塵手段を、集塵ノズル、真空源、フィルター、真空系、バルブおよび配管で構成したことを特徴とする請求項６に記載の非水系二次電池用電極群の製造装置。
【請求項１１】
前記静電気除去手段を、高圧電源、イオン発生部、イオン検出部、イオン制御部、圧縮エアーおよびバルブで構成したことを特徴とする請求項６に記載の非水系二次電池用電極群の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１５２９４６（Ｐ２００８−１５２９４６Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３６８３５（Ｐ２００６−３３６８３５）
【出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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