JP2012074178A - 電極板型抜装置、電極板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極活物質の剥離や脱離を防止する。
【解決手段】本発明の電極板型抜装置は、電極板の原板を支持可能な原板支持部と、原板支持部に刃先を向けて配置された抜き刃３６と、原板支持部に支持された状態の原板に刃先を接触させることが可能な駆動系と、を備える。抜き刃３６は、第１の方向に延在する第１の延在部３６１と、第１の方向と交差する第２の方向に延在する第２の延在部３６３と、第１の延在部３６１と第２の延在部３６３とを接続する角部３６７と、を有する。原板に接触する刃先の抜き刃における位置が、第１の延在部３６１から角部３６７を経て第２の延在部３６３まで時間順次で変化するようになっている。
【選択図】図７

Description

本発明は、電極板型抜装置、電極板の製造方法に関する。

従来から、各種電気装置の電力源として電池セルが用いられている。繰返し充放電することが可能な電池セルである二次電池は、電力源の他に発電装置等の電力バッファとして用いられることもある。電池セルの構成例として、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された積層体を有する構成が挙げられる。電極板（正極板または負極板）は、集電材の表面に電極活物質が設けられたものである。電極板の製造方法の一例として、特許文献１に開示されている方法が挙げられる。

特許文献１では、集電材の母材の表面に電極活物質を塗布して電極板の原板を形成した後に、抜き型（トムソン型）を用いて原板を型抜きすることにより電極板を製造している。抜き型は、支持基板に帯状の抜き刃（トムソン刃）を垂直に固定し、抜き刃の近傍に弾性材料からなる押さえ部材を取付けたものである。抜き型を原板に押し付けていない状態で、押さえ部材が抜き刃よりも支持基板から突出している。

支持台に支持されている原板に抜き型を押し付けると、押さえ部材が圧縮変形して、抜き刃が押さえ部材よりも支持基板から突出するようになる。原板が、押さえ部材の弾性反発力により支持台に向かって押圧されるとともに、抜き刃により切断される。原板を支持台に押圧しつつ切断するので、切断面が抜き刃の側面に追従することによる切断部の変位が軽減され、切断部の変位によるバリの発生や電極活物質の脱離が低減される。

特開２００３−１００２８８号公報

特許文献１の技術にあっては、次に説明するように、原板が切断部の近傍で集中的に圧縮され、電極板の周縁部、特に角部で電極活物質が集電材から剥離して脱離することがある。

抜き刃は有限の板厚をもっており、刃先に向かうにつれて板厚が薄くなっている。抜き刃が原板に侵入するにつれて、切断部は、抜き刃の板厚方向すなわち原板の主面に沿う方向に押し広げられ、切断部の周縁部の原板は主面に沿う方向に圧縮される。

切断部の近傍が押さえ部材により押圧されているので、切断部の周縁部で変位可能な範囲が切断部の近傍に限定され、切断部の近傍で原板が集中的に圧縮される。通常は、抜き刃を原板に垂直に押し当てて、抜き刃の全周でほぼ同時に原板を切断して型抜している。したがって、原板の圧縮による歪が抜き刃の周方向で緩和されにくくなり、切断部の近傍で原板が集中的に圧縮される。特に、電極板の角部になる部分では、角部に連続する２辺から同時に原板が圧縮される。

原板が集中的に圧縮されると、電極活物質と集電材とで材質の違いにより機械特性が異なるので、電極活物質の変形が集電材の変形に追従できなくなる。すると、電極活物質と集電材との密着力が低下し、型抜の過程や型抜後に電極活物質が集電材から剥離して脱離してしまう。

本発明は、上述の事情に鑑み成されたものであって、電極活物質の剥離や脱離を生じにくい電極板型抜装置および電極板の製造方法を提供することを目的の１つとする。

本発明では、前記目的を達成するために以下の手段を採用している。
本発明の電極板型抜装置は、電極板の原板を支持可能な原板支持部と、前記原板支持部に刃先を向けて配置される抜き刃と、前記原板支持部に支持された状態の前記原板に前記刃先を接触させることが可能な駆動系と、を備え、前記抜き刃は、第１の方向に延在する第１の延在部と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する第２の延在部と、前記第１の延在部と前記第２の延在部とを接続する角部と、を有し、前記原板に接触する前記刃先の前記抜き刃における位置が、前記第１の延在部から前記角部を経て前記第２の延在部まで時間順次で変化するようになっていることを特徴とする。

このようにすれば、原板に接触する刃先の抜き刃における位置が時間順次で変化するので、刃先が侵入して押し広げられる部位が原板内で時間順次で変化する。したがって、原板の圧縮される部位が時間順次で変化し、切断が進行する方向（以下、切断方向という）の前方や後方に圧縮による歪を逃がすことができるので圧縮力が緩和される。また、原板に接触する刃先の抜き刃における位置が、第１の延在部から角部を経て第２の延在部まで時間順次で変化するので、角部が２方向から圧縮力を同時に受けることが回避される。

このように、切断部の近傍、特に角部で電極活物質の剥離が回避されるので、電極活物質の脱離を減らすことができる。抜き刃が複数の角部を有している場合には、原板に接触する刃先の位置が、少なくとも１つの角部に対して、第１の延在部から角部を経て第２の延在部まで時間順次で変化するようになっていれば、上述の効果が得られる。また、原板に接触する刃先の位置が、第１の延在部から角部を経て第２の延在部まで、時間的に連続して変化してもよいし、断続的に変化してもよい。

本発明に係る電極板型抜装置は、代表的な態様として以下のような態様をとりえる。
前記抜き刃を支持する支持基板を備え、前記駆動系は、前記支持基板と前記原板支持部との相対位置を変化させるとよい。
このようにすれば、抜き刃が支持基板に支持されるので、支持基板に対する刃先の位置が規定される。原板支持部に原板が支持された状態で、駆動系が支持基板と原板支持部との距離を変化させるので、原板と刃先との相対位置を高精度に制御することができる。

前記駆動系は、前記支持基板と前記原板支持部との相対的な姿勢を変化させるとよい。
このようにすれば、抜き刃が支持基板に支持されているので、原板に対する刃先の姿勢を高精度に制御することができる。支持基板と原板支持部との相対的な姿勢を変化させると、原板支持部に支持された原板に対して抜き刃が接触する部位が時間的に変化する。このように、抜き刃の所望の部位の刃先を原板に接触させることが可能になる。

前記刃先が前記支持基板の主面と交差する向きに前記支持基板から突出しており、前記主面と前記刃先との距離が該抜き刃の部位で変化しているとよい。
このようにすれば、支持基板の主面と刃先との距離（以下、刃高という）が抜き刃の部位で変化しているので、例えば支持基板と原板支持部との間隔を変化させるだけでも、原板に接触する刃先の抜き刃における位置を変化させることができる。したがって、駆動系の構成をシンプルにすることが可能になり、電極板型抜装置の装置コストを低減することが可能になる。

記抜き刃が、前記原板支持部と向かい合う平面に沿う方向に閉じた形状に形成されており、該抜き刃の内周面の前記刃先に向かう部分が前記平面の法線方向となす角度は、該抜き刃の外周面の前記刃先に向かう部分が前記法線方向となす角度よりも小さいとよい。

このようにすれば、抜き刃が閉じた形状に形成されており、抜き刃の内周面に囲まれる部分が電極板として型抜される。また、抜き刃に向かう部分の傾斜は、外周面よりも内周面において緩やかであるので、抜き刃の侵入により切断部が押し広げられる量は、抜き刃の内周面側で外周面側よりも小さくなる。したがって、刃先の侵入により生じる電極活物質と集電材との間の圧縮力が内周面側で小さくなり、電極板になる部分で電極活物質の剥離を生じにくくなる。

本発明の電極板の製造方法は、集電材の表面に電極活物質が設けられてなる電極板の原板を準備する原板準備工程と、第１の方向に延在する第１の延在部、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する第２の延在部、および前記第１の延在部と前記第２の延在部とを接続する角部を有する抜き刃を準備する抜き刃準備工程と、前記原板に抜き刃の刃先を接触させ、前記原板に接触する前記刃先の前記抜き刃における位置を前記第１の延在部から前記角部を経て前記第２の延在部まで時間順次で変化させる処理を含んで前記原板を型抜きする型抜工程と、を有することを特徴とする。

このようにすれば、上述のように、原板への刃先の侵入により圧縮力を生じる部位が原板内で時間順次で変化するので、圧縮力が集中的に作用することが回避される。原板に接触する刃先の位置が、第１の延在部から角部を経て第２の延在部まで時間順次で変化するので、角部が２方向から圧縮力を同時に受けることが回避される。このように、切断部の近傍、特に角部で電極活物質の剥離が回避されるので、電極活物質の脱離を減らすことができる。抜き刃が複数の角部を有している場合には、少なくとも１つの角部に対して上記の条件を満たすことにより上述の効果が得られる。

前記原板準備工程では、前記電極活物質が設けられている形成領域と、前記電極活物質が設けられていない非形成領域と、を有する前記原板を準備し、前記型抜工程では、前記原板において前記刃先が接触する経路の始点と終点との少なくとも一方を前記非形成領域の内側に設定するとよい。

刃先が接触する経路の始点では、原板の各点の相対位置が固定されているので、刃先の侵入による圧縮力を逃がすことが難しい。原板の切断に伴う歪は切断方向の前方に蓄積されやすいので、刃先が接触する経路の終点では原板の変形が大きくなりやすい。刃先が接触する経路の始点と終点との少なくとも一方を非形成領域の内側に設定すれば、非形成領域に電極活物質が設けられていないので、始点における圧縮力の集中や終点における原板の変形による電極活物質の剥離を生じなくなる。

本発明によれば、原板に接触する刃先の抜き刃における位置が、第１の延在部から角部を経て第２の延在部まで時間順次で変化するので、切断部の近傍の圧縮力が緩和され、また角部が２方向から圧縮力を同時に受けることが回避される。したがって、電極活物質が圧縮力により集電材から剥離して脱離すること低減され、例えば電極活物質の量が減ることによる性能低下や集電材が露出することによる短絡の発生が回避される。

電池セルの構成例を模式的に示す斜視図である。 （ａ）は電極板を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。 電池セルの製造方法を概略して示すフローチャートである。 第１実施形態の電極板型抜装置の概略構成を示す斜視図である。 駆動系を下方から、原板支持部を透かして見た斜視図である。 （ａ）は電極板型抜装置の上面図、（ｂ）は電極板型抜装置の側面図である。 （ａ）は抜き型の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、抜き型の動きを示す説明図である。 第１実施形態の電極板型抜装置の動作例のタイミングチャートである。 （ａ）は原板が切断される切断方向を示す模式図、（ｂ）は原板の切断部の近傍を拡大して示す断面図、（ｃ）は切断部の近傍に働く力を示す説明図である。 は変形例１における駆動系を示す模式図である。 第２実施形態の電極板型抜装置の概略構成を示す模式図である。 （ａ）は抜き刃を拡大して示す斜視図、（ｂ）は抜き刃の展開図である。 第３実施形態の電極板型抜装置の概略構成を示す斜視図である。 （ａ）は、抜き刃を周方向に展開した平面図、（ｂ）は電極板型抜装置の動作例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。実施形態で説明する内容の全てが本発明に必須であるとは限らない。実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。本発明に係る電極板型抜装置および電池セルの製造方法の説明に先立ち、まず、電池セルの構成例について説明する。

図１は、電池セルの構成例を示す分解斜視図、図２（ａ）は電極板の一例を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線矢視断面図である。

図１に示すように電池セル１は、内部に電解液を貯留する電池容器１０を備える。電池セル１は、例えばリチウムイオン二次電池である。本発明の適用範囲は電池容器の形状や材質に限定されない。本例の電池容器１０は、アルミニウム製の中空容器であり、外形が略角柱状（略直方体状）である。電池容器１０は、開口を有する容器本体１１と、この開口を塞いで容器本体１１に接合された蓋１２とを有している。

蓋１２には、電極端子１３、１４が設けられている。例えば、電極端子１３が正極端子であり、電極端子１４が負極端子である。電池容器１０の内部に、複数の電極板１５、１６および複数のセパレータ１７が収容されている。例えば、電極板１５が正極板であり、電極板１６が負極板である。複数の電極板１５、１６は、正極板と負極板とが交互に並ぶように繰り返し配置されている。

セパレータ１７は、一対の電極板１５、１６に挟まれて配置されており、電極板１５、１６が互いに直接接触しないようになっている。セパレータ１７は、多孔質の絶縁材料等からなり、リチウムイオン等の電解成分を通すようになっている。実際には、複数の正極板、複数の負極板および複数のセパレータが積層されて積層体が構成されている。電池セル１は、電池容器１０に前記積層体が収容された構造になっている。電解液は、電池容器１０の内部で電極板１５、１６と接触するように貯留される。

図２（ａ）に示すように電極板１５は、母部１５０および電極タブ１５１を有している。母部１５０の平面形状は、例えば矩形の角部を丸めた略矩形状である。電極タブ１５１は、母部１５０の一辺を基端として母部１５０の外側に突出するように形成されている。電極タブ１５１が突出する方向は、例えば、前記基端を有する一辺（以下、タブ設置辺という）に略直交し、かつ母部１５０の主面に沿う方向である。電極タブ１５１は、タブ設置辺の片方に偏らせて形成されている。複数の電極板１５の電極タブ１５１が一括して、電極端子１３と電気的に接続されている。

図２（ｂ）に示すように電極板１５は、集電材１５２および電極活物質１５３を有している。集電材１５２は、例えばアルミニウムや銅などからなり、厚みが例えば数十μｍ程度のシート状のものである。電極活物質１５３は、電解液の種類に応じた形成材料からなり、集電材１５２の両面に設けられている。電極活物質１５３の厚みは、例えば数十μｍ〜数百μｍ程度である。

本例の電極板１５は、電極活物質１５３が設けられている形成領域１５４と、電極活物質１５３が設けられていない非形成領域１５５とを有している。形成領域１５４は、母部１５０の略全体と、電極タブ１５１において母部１５０と連続する側の一部とにまたがっている。電極タブ１５１の先端側は、非形成領域１５５になっている。電極板１５は、非形成領域１５５にて導電部材と接続され、この導電部材を介して電極端子１３と電気的に接続される

電極板１６は、電極活物質の形成材料や、母部あるいは電極タブの寸法等が電極板１５と異なり、構造や形状については電極板１５と同様である。図１に示したように電極板１６の電極タブ１６１は、電極板１５の電極タブ１５１と重ならないように配置されている。複数の電極板１６の電極タブ１６１が一括して、電極端子１４と電気的に接続されている。

図３は、電池セルの製造方法を概略して示すフローチャートである。
電池セル１を製造するには、ステップＳ１で集電材の母材に電極活物質を塗工する。母材は、例えば、ロール状に巻き取られた帯状の導電箔である。次いでステップＳ２で、電極活物質を母材に圧着し、また電極活物質を乾燥させる。必要に応じて後処理を行うこと等により、ステップＳ３で電極板の原板を完成させる。原板は、母材の両面に電極活物質が設けられたものである。このように、ステップＳ１〜Ｓ３で原板を準備する。本発明の適用範囲は、原板の準備方法に限定されない。例えば、製品化された原板を購入等により入手して準備してもよい。

そして、予め抜き刃を準備しておき、ステップＳ４で原板から電極板を型抜すること等により、所望の形状の電極板を完成させる。例えば、本発明に係る電極板型抜装置を用いて電極板を型抜することができる。次いで、ステップＳ５で、正極板と負極板とをセパレータを介して積層することにより、積層体を形成する。次いで、ステップＳ６で、電池容器の内部に積層体を収容して封止する。例えば、容器本体に積層体を挿入する。そして、正極板を正極端子と電気的に接続し、また負極板を負極端子と接続する。そして、容器本体に蓋を溶接等により接合する。次いで、ステップＳ７で、電池容器の内部に電解液を注入して封止すること等により、電池セルが得られる。

［第１実施形態］
次に、第１実施形態の電極板型抜装置について説明する。また、本発明に係る電極板の製造方法の一実施形態について、電極板型抜装置の使用方法とあわせて説明する。

図４は、第１実施形態の電極板型抜装置の概略構成を示す斜視図、図５は、駆動系を下方から、原板支持部を透かして見た分解斜視図、図６（ａ）は電極板型抜装置の上面図、図６（ｂ）は電極板型抜装置の側面図、図７（ａ）は抜き型の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。

図４、図５に示すように第１実施形態の電極板型抜装置２は、原板支持部２０、搬送ローラー２１〜２４、駆動系３、および抜き型３４、３５を備える。抜き型３４、３５は、例えばトムソン型であり抜き刃３６、３７としてのトムソン刃を有する。本実施形態の駆動系３は、制御部３０、駆動部３１および保持部３２、３３により構成されている。

電極板型抜装置２の構成要素は、概ね下記のように配置されている。駆動部３１は、原板支持部２０の上方に設けられている。保持部３２、３３は、駆動部３１の下方に配置されており、駆動部３１に接続されている。抜き型３４は、保持部３２の下方に取付けられている。抜き型３５は、保持部３３の下方に取付けられている。

保護シートの搬送用である搬送ローラー２１、２２は、原板支持部２０の上面２０ａに沿う一方向（Ｙ方向）に原板支持部２０を挟んで設けられている。原板の搬送用である搬送ローラー２３、２４は、原板支持部２０の上面２０ａに沿う一方向（Ｙ方向）に保護シート用の搬送ローラー２１、２２を挟んで設けられている。前記一方向が、搬送ローラー２１〜２４による搬送方向になっている。

電極板型抜装置２は、概略すると以下のように動作する。制御部３０は、搬送ローラー２１〜２４および駆動部３１を制御する。原板支持部２０の上面２０ａに、原板９１が搬送ローラー２１〜２４により搬送される。また、原板支持部２０の上面２０ａに、保護シート９０が搬送ローラー２１、２２により搬送される。原板９１と上面２０ａとの間に保護シート９０が配置されるように、原板９１は保護シート９０の上に重ね合わされて搬送される。制御部３０は、所定の送り幅で原板９１を搬送した後に搬送ローラー２１〜２４を停止させる。

搬送ローラー２１〜２４が停止した後に、制御部３０が駆動部３１を制御し、駆動部３１が保持部３２、３３を上下方向に移動させる。保持部３２、３３が下方に移動すると、抜き型３４、３５が原板支持部２０の上面２０ａに向かって移動し、上面２０ａに搬送された原板９１に抜き型３４、３５が押し当てられる。すると、抜き刃３６、３７が原板９１を貫通して切断し、抜き刃３６に囲まれる部分と抜き刃３７に囲まれる部分とが、それぞれ電極板として原板９１から型抜される。

電極板が型抜された後に、保持部３２、３３が上方に移動し、抜き型３４、３５が原板９１から上方に退避する。そして、搬送ローラー２１〜２４が、保護シート９０および原板９１を所定の送り幅で搬送する。これにより、型抜された部分の原板９１が抜き型３４，３５の下方から搬送されてゆき、型抜されていない部分の原板９１が抜き型３４，３５の下方に搬送されてくる。電極板型抜装置２は、上記の動作を繰り返して、原板９１を繰返し型抜する。

次に、電極板型抜装置２の構成要素について詳しく説明する。
原板支持部２０は、原板９１に抜き型３４、３５が押し当てられた状態で、原板９１を下方から支持することが可能なものである。原板支持部２０は、例えばワークテーブルであり、略平坦な上面２０ａを有している。

保護シート９０の搬送用である搬送ローラー２１、２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて駆動され、回転あるいは停止する。保護シート９０は、搬送ローラー２１、２２に懸架され、搬送ローラー２１、２２の回転により搬送される。原板９１を型抜するときに刃先が上面２０ａと直接接触しないように、保護シート９０の厚みが設定されている。これにより、上面２０ａと刃先とが、互いの接触による損傷から保護される。

原板９１の搬送用である搬送ローラー２３、２４は、搬送ローラー２１、２２よりも下方に配置されている。原板９１は、搬送ローラー２３、２４に懸架されて搬送される。原板９１は、搬送ローラー２３、２４の間で搬送ローラー２１、２２に懸架されることにより、保護シート９０と重ね合わされる。搬送ローラー２３、２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて駆動され、搬送ローラー２１、２２と同期して回転あるいは停止する。原板９１は、搬送ローラー２１〜２４が停止した状態で、保護シート９０と重ね合わされたまま抜き型３４、３５により型抜される。

原板９１は、集電材の母材の両面に電極活物質が設けられたものである。ここでは、原板９１に部分的に電極活物質が設けられている。原板９１の幅方向（Ｘ方向）の両端部は、電極活物質が設けられていない非形成領域９３になっている。原板９１の幅方向の中央部は、電極活物質が設けられている形成領域９２になっている。

駆動部３１から下方に突出させて、主軸３１０、３１５および副軸３１１〜３１４、３１６〜３１９（以下、可動軸と総称する）が設けられている。駆動部３１は、複数のアクチュエータを内包している。アクチュエータは、可動軸ごとに設けられている。複数のアクチュエータは、制御部３０により互いに独立して制御される。複数のアクチュエータの各々は、対応する可動軸の下端が上下方向に移動するように、可動軸を動作させる。

図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、主軸３１０の下端は、保持部３２の上面の中央部と接続されている。主軸３１０と保持部３２との接続部は、回転支持により構成されている。この接続部により、主軸３１０の先端部と保持部３２との相対位置が固定されており、主軸３１０と保持部３２の主面とがなす角度を変化可能になっている。

副軸３１１〜３１４の下端は、角が丸められており、保持部３２の上面に滑り移動可能に当接している。保持部３２の搬送方向（Ｙ方向）の下流側の部分において、原板９１の端部側の位置に第１の副軸３１１が当接しており、原板９１の中央部側の位置に第２の副軸３１２が当接している。保持部３２の搬送方向（Ｙ方向）の上流側の部分において、原板９１の中央部側の位置に第３の副軸３１３が当接しており、原板９１の端部側の位置に第４の副軸３１４が当接している。第１の副軸３１１は、主軸３１０に対して第３の副軸３１３と対称的な位置に配置されている。第２の副軸３１２は、主軸３１０に対して第４の副軸３１４と対称的な位置に配置されている。

主軸３１０および第１〜第４の副軸３１１〜３１４をいずれも同じ変位で上下方向に移動させると、保持部３２が上下方向に移動する。すると、保持部３２に取付けられている抜き型３４が原板支持部２０の上面２０ａに向かって移動し、上面２０ａに対する抜き型３４の相対位置が変化する。主軸３１０を停止させた状態で、第１〜第４の副軸３１１〜３１４を互いに異なる変位で上下方向に移動させると、保持部３２の姿勢が変化し、上面２０ａに対する抜き型３４の相対的な姿勢が変化する。

抜き型３５は、原板９１の幅方向（Ｘ方向）の中心線に対して抜き型３４と対称的に設けられている。すなわち、主軸３１５は、回転支持により保持部３３と接続されている。副軸３１６〜３１９の下端は、角が丸められており、保持部３３の上面に滑り移動可能に当接している。保持部３３の搬送方向の下流側の部分で、原板９１の端部側の位置に第１の副軸３１６が当接しており、原板９１の中央部側の位置に第２の副軸３１７が当接している。保持部３３の搬送方向の上流側の部分で、原板９１の中央部側の位置に第３の副軸３１８が当接しており、原板９１の端部側の位置に第４の副軸３１９が当接している。主軸３１５および第１〜第４の副軸３１６〜３１９を上下方向に移動させると、上面２０ａに対する抜き型３４の位置が変化する。主軸３１５を停止させた状態で、第１〜第４の副軸３１６〜３１９を互いに異なる変位で上下方向に移動させると、抜き型３５の姿勢が変化する。

図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように抜き型３４は、支持基板３４ａ、抜き刃３６、および弾性部材３８を備える。支持基板３４ａは、第１〜第４の角部ａ〜ｄを有している。第１の角部ａは、第１の副軸３１１の概ね下方に位置しており、第１の副軸３１１と対応している。同様に、第２の角部ｂは第２の副軸３１２と、第３の角部ｃは第３の副軸３１３と、第４の角部ｄは第４の副軸３１４と、それぞれ対応している。

支持基板３４ａの保持部３２と反対側の主面３４ｂには、この主面３４ｂと交差する方向に刃先３６ｃが向くように抜き刃３６が設けられている。本実施形態の抜き刃３６は、帯状のものであり、支持基板３４ａの主面３４ｂに略垂直に取付けられている。支持基板３４ａの主面を平面視すると、抜き刃３６は閉じた形状になっており、刃先３６ｃは閉じた形状の内周に沿って連続している。抜き刃３６の平面形状は、型抜の対象となる電極板の輪郭と略一致している。

抜き刃３６は、第１の延在部３６１、３６２、第２の延在部３６３、３６４、タブ形成部３６５、および第１〜第４の角部３６６〜３６９を有している。第１の延在部３６１、３６２は、第１の方向（ここではＸ方向）に延在している。第１の延在部３６１、３６２は、図２（ａ）に示した電極板１５の母部１５０の一方の対辺（ここでは長辺）に対応している。第２の延在部３６３、３６４は、第１の方向に交差する第２の方向（ここでＹ方向）に延在している。第２の延在部３６３、３６４は、電極板１５の母部１５０の他方の対辺（ここでは短辺）に対応している。

タブ形成部３６５の一端は、第１の角部３６６と連続しており、他端は第２の延在部３６４と連続している。タブ形成部３６５は、電極板１５の電極タブ１５１に対応している。原板９１において電極活物質が設けられていない非形成領域９３（図６（ａ）参照）にタブ形成部３６５が重なるように、抜き型３４が配置されている。

第１の角部３６６は、タブ形成部３６５の一端（Ｙ正方向側）と連続し、かつ第１の延在部３６１の一端（Ｘ正方向側）と連続している。
第２の角部３６７は、第１の延在部３６１の他端（Ｘ負方向側）と連続し、かつ第２の延在部３６３の一端（Ｙ正方向側）と連続している。
第３の角部３６８は、第２の延在部３６３の他端（Ｙ負方向側）と連続し、かつ第１の延在部３６２の一端（Ｘ負方向側）と連続している。
第４の角部３６９は、第１の延在部３６２の他端（Ｘ正方向側）と連続し、かつ第２の延在部３６４の一端（Ｙ負方向側）と連続している。

本実施形態では、刃先３６ｃの近傍で抜き刃３６の内周面３６ｂが支持基板３４ａの主面３４ｂの法線方向となす角度が、外周面３６ａが主面３４ｂの法線方向となす角度よりも小さくなっている。ここでは、抜き刃３６の内周面３６ｂが、主面３４ｂに対して略垂直（前記角度が略０°）になっており、抜き刃３６が片刃により構成されている。ここでは、主面３４ｂと刃先３６ｃとの距離（刃高）が、抜き刃３６の周方向で略均一になっている。

弾性部材３８は、主面３４ｂにおいて抜き刃３６を除いた部分、すなわち抜き刃３６の内側および外側に設けられている。弾性部材３８は、抜き刃３６よりも圧縮変形しやすい材質、例えばスポンジやゴム等からなる。弾性部材３８は、その表面３８ａが刃先３６ｃと略面一あるいは刃先３６ｃよりも主面３４ｂから突出するように設けられている。

抜き型３５（図５参照）は、支持基板３５ａ、抜き刃３７、および弾性部材３９を有している。支持基板３５ａは支持基板３４ａと同様のものであり、抜き刃３７は抜き刃３６と、弾性部材３９は弾性部材３８と、それぞれ同様のものである。

次に、電極板型抜装置２の動作について説明する。図８（ａ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ’線矢視断面にて抜き型の動作例を示す説明図、図８（ｂ）は図７（ａ）のＥ−Ｅ’線矢視断面にて抜き型の他の動作例を示す説明図、図８（ｃ）は抜き型の姿勢変化の例を示す斜視図、図９は電極板型抜装置の動作の一例を示すタイミングチャート、図１０（ａ）は抜き刃による切断方向を示す平面図、図１０（ｂ）は原板を切断しているときの抜き刃を拡大して示す断面図、図１０（ｃ）は原板に働く力を模式的に示す説明図である。図８（ａ）、図８（ｂ）には、抜き型の傾きを誇張して図示している。

図８（ａ）に示す動作例は、図６（ａ）に示した第２、第４の副軸３１２、３１４を移動させないで、第１の副軸３１１を所定の変位だけ下方に移動させ、かつ第３の副軸３１３を前記所定の変位だけ上方に移動させた例である。保持部３２が主軸３１０に回転支持されているので、保持部３２が第１の副軸３１１に押し下げられて回動軸Ｆ１周りに回動する。これにより、抜き型３４の第１の角部ａが原板支持部２０に近づくとともに、第３の角部ｃが原板支持部２０から遠ざかる。

原理的に回動軸Ｆ１は、第２の副軸３１２と保持部３２とが当接する位置および主軸３１０と保持部３２との接続部の位置を結ぶ線、または第４の副軸３１４と保持部３２とが当接する位置および主軸３１０と保持部３２との接続部の位置を結ぶ線に略平行になる。この例では、回動軸Ｆ１が、第２の角部ｂと第４の角部ｄとに対応する対角線に略平行になる。第２、第４の副軸３１２、３１４を移動させないで、第１の副軸３１１を上方に移動させ、かつ第３の副軸３１３を下方に移動させると、回動軸Ｆ１は変化せずに保持部３２が回動する向きが反転する。

第１、第３の副軸３１１、３１３を移動させないで、第２の副軸３１２を上方に移動させ、かつ第４の副軸３１４を下方に移動させると、図８（ｃ）に示すように第１の角部ａと第３の角部ｃとに対応する対角線に略平行な回動軸Ｆ２周りに、抜き型３４が回動する。これにより、第４の角部ｄが原板支持部２０に近づくとともに、第２の角部ｂが原板支持部２０から遠ざかる。

図８（ｂ）に示す動作例は、第１、第４の副軸３１１、３１４を所定の変位だけ下方に移動させ、かつ第２、第３の副軸３１２、３１３を前記所定の変位だけ上方に移動させた例である。保持部３２が第１、第４の副軸３１１、３１４に押し下げられて回動軸Ｇ１周りに回動する。これにより、第１、第４の角部ａ、ｄが原板支持部２０に近づくとともに、第２、第３の角部ｂ、ｃが原板支持部２０から遠ざかる。

原理的に回動軸Ｇ１は、第１の副軸３１１と保持部３２とが当接する位置、および第４の副軸３１４と保持部３２とが当接する位置を結ぶ線に略平行になる。この例では、回動軸Ｇ１が、第１の角部ａと第４の角部ｄとの間の辺に略平行になる。第１、第４の副軸３１１、３１４を上方に移動させ、かつ第２、第３の副軸３１２、３１３を下方に移動させると、回動軸Ｇ１は変化せずに保持部３２が回動する向きが反転する。

第１、第２の副軸３１１、３１２を上方に移動させ、かつ第３、第４の副軸３１３、３１４を下方に移動させると、図８（ｃ）に示すように第１の角部ａと第２の角部ｂとの間の辺に略平行な回動軸Ｇ２周りに、抜き型３４が回動する。これにより、第３、第４の角部ｃ、ｄが原板支持部２０に近づくとともに、第１、第２の角部ａ、ｂが原板支持部２０から遠ざかる。

主軸３１０および第１〜第４の副軸３１１〜３１４を所定の変位だけ下方に移動させると、抜き型３４の全体が下方に平行移動して原板支持部２０に近づく。主軸３１０および第１〜第４の副軸３１１〜３１４を所定の変位だけ上方に移動させると、抜き型３４の全体が上方に平行移動して原板支持部２０から遠ざかる。
以上のように、抜き型３４を３次元的に変位させることができ、抜き型３４の位置および姿勢を制御することが可能になっている。

図９に示すように、ｔ_０よりも前に制御部３０は、搬送ローラー２１〜２４を回転させて、所定の送り幅で保護シート９０および原板９１を搬送し、ｔ_０に搬送ローラー２１〜２４を停止させる。保護シート９０および原板９１の搬送過程で、抜き型３４は原板９１に接触しない程度のマージンをとって原板支持部２０から離れた初期位置に保持されている。ｔ_０よりも前の時間では、抜き型３４を初期位置に保持するように、主軸３１０および第１〜第４の副軸３１１〜３１４が所定の位置（退避位置、図９では退避と略記している）に保持されている。

制御部３０は、ｔ_０からｔ_１の間に主軸３１０および第１〜第４の副軸３１１〜３１４を所定の変位だけ下方に移動させて近接位置（図９では近接と略記している）に向かわせる。近接位置は、例えば弾性部材３８の表面３８ａが原板９１の表面に接触する程度に設定される。

制御部３０は、ｔ_１からｔ_７の間に主軸３１０を近接位置に待機させる。制御部３０は、ｔ_１からｔ_２の間に第１の副軸３１１を下位置（図９では下と略記している）まで移動させ、第３の副軸３１３を上位置（図９では上と略記している）まで移動させるとともに、第２、第４の副軸３１２、３１４を近接位置に待機させる。

第１の副軸３１１を近接位置から下方に押し下げると、抜き型３４が接触位置よりも下方に押し下げられる。すると、弾性部材３８が圧縮変形し、その反発力により原板９１が原板支持部２０の上面２０ａ側に押し付けられる。第１の副軸３１１を押し下げていくと、図１０（ｂ）に示すように、抜き刃３６が弾性部材３８の表面よりも下方に突出して原板９１に接触し、やがて抜き刃３６の刃先３６ｃが原板９１に侵入し、原板９１を貫通して切断する。

第１の副軸３１１を下位置まで移動させた状態で抜き刃３６において最も下方に位置する部位が、原板９１を貫通しつつ保護シート９０を貫通しないように、近接位置から下位置までの変位が設定されている。本例では、近接位置から上位置までの変位は、近接位置から下位置までの変位と略一致している。

ｔ_２で第１の角部ａが最も下方に位置している。第１の角部ａの付近に配置されている部位であるタブ形成部３６５の少なくとも一部は、ｔ_１からｔ_２の間に原板９１を貫通し、電極タブ１５１の少なくとも一部を形成する。

制御部３０は、ｔ_２からｔ_３の間に第１、第３の副軸３１１、３１３を待機させ、第２の副軸３１２を下位置まで移動させるとともに、第４の副軸３１４を上位置まで移動させる。ｔ_２からｔ_３の間に第２の角部ｂが押し下げられ、第１の延在部３６１の刃先３６ｃが、第１の角部ａから第２の角部ｂに向かう切断方向Ｈ１に沿って時間順次で原板９１に接触し、原板９１を貫通して切断する。そして、抜き刃３６の第２の角部３６７が原板９１を切断した後、第２の角部３６７と連続する第２の延在部３６３が原板９１を切断する。

制御部３０は、ｔ_３からｔ_４の間に第２、第４の副軸３１２、３１４を待機させ、第１の副軸３１１を上位置まで移動させるとともに、第３の副軸３１３を下位置まで移動させる。ｔ_３からｔ_４の間に第３の角部ｃが押し下げられ、第２の延在部３６３が、第２の角部ｂから第３の角部ｃに向かう切断方向Ｈ２に沿って時間順次で原板９１に接触し、原板９１を切断する。そして、抜き刃３６の第３の角部３６８が原板９１を切断した後、第３の角部３６８と連続する第１の延在部３６２原板９１を切断する。

制御部３０は、ｔ_４からｔ_５の間に第１、第３の副軸３１１、３１３を待機させ、第２の副軸３１２を上位置まで移動させるとともに、第４の副軸３１４を下位置まで移動させる。ｔ_４からｔ_５の間に第４の角部ｄが押し下げられ、第１の延在部３６２が、第３の角部ｃから第４の角部ｄに向かう切断方向Ｈ３に沿って時間順次で原板９１に接触し、原板９１を切断する。そして、抜き刃３６の第４の角部３６９が原板９１を切断した後、第４の角部３６９と連続する第１の延在部３６２が原板９１を切断する。

制御部３０は、ｔ_５からｔ_６の間に第２、第４の副軸３１２、３１４を待機させ、第３の副軸３１３を上位置まで移動させるとともに、第１の副軸３１１を下位置まで移動させる。ｔ_５からｔ_６の間に第１の角部ａが押し下げられ、第２の延在部３６４が、第４の角部ｄからタブ形成部３６５に向かう切断方向Ｈ４に沿って時間順次で原板９１に接触し、原板９１を切断する。

以上のように、ｔ_１からｔ_６の間に、抜き刃３６のうちで原板９１と接触する部位は、抜き刃３６における位置が時間的に変化する。ここでは、原板９１と接触する部位が、抜き刃３６の周方向の一方（図１０では時計回り）に概ね沿って時間順次で変化する。これにより、原板９１が抜き刃３６のパターンに切断され、抜き刃３６に囲まれる部分が原板９１から電極板として型抜される。型抜された電極板は、図示略の分離手段により原板９１から分離される。

制御部３０は、ｔ_６からｔ_７の間に第１〜第４の副軸３１１〜３１４を近接位置まで移動させる。そして、制御部３０は、ｔ_７からｔ_８の間に、主軸３１０および第１〜第４の副軸３１１〜３１４を退避位置まで移動させる。そして、制御部３０は、ｔ_８に搬送ローラー２１〜２４の回転を開始させて、所定の送り幅で保護シート９０および原板９１を搬送する。

制御部３０は、抜き型３５についても抜き型３４と同様に動作させる。このように電極板型抜装置２は、原板９１の幅方向の両側でほぼ同時に電極板を型抜する。また、制御部３０は、以下同様にして、ｔ_０からｔ_８までの動作を繰り返し実行させ、電極板型抜装置２は、繰り返し原板９１を型抜する。

図１０（ｂ）に示すように、原板９１に抜き刃３６が侵入すると、抜き刃３６の両側の切断部は、侵入した部分の抜き刃３６の厚み分だけ互いに離れる方向に押し広げられる。原板９１は、切断部が押し広げられた分だけ、原板９１の主面に沿う方向に圧縮される。切断部の近傍の原板９１は、原板９１の主面に沿う方向の圧縮力Ｊ１、Ｊ２を受ける。電極活物質と集電材とで材質が異なり機械特性が異なる。したがって、圧縮力の大きさがある程度以上になると、集電材と電極活物質とが互いに追従して変形することができなくなり、集電材と電極活物質との間の密着力が低下し、型抜の過程や型抜後の電極板において集電材から電極活物質が剥離しやすくなる。

通常の電極板型抜装置では、抜き刃の全周でほぼ同時に原板を切断している。したがって、切断部の歪が抜き刃の周方向に逃げにくくなり、圧縮力が緩和され難くなるので、電極活物質が剥離しやすくなる。特に、抜き刃の角部に切断される部分の原板は、角部に連続する一辺と他辺に沿って２方向からせん断力を受けるので、電極活物質の剥離を生じやすくなる。このように、通常の電極板型抜装置では、切断部の近傍、特に電極板の角部になる部分で、電極活物質の剥離を生じやすくなっている。

第１実施形態の電極板型抜装置２にあっては、抜き刃３６において原板９１に接触する部位が時間的に変化する。したがって、図１０（ｃ）に示すように切断部９４の先端位置が時間的に変化し、圧縮力Ｊ１、Ｊ２が切断方向の前方や後方等に分散される。切断方向の後方における切断部９４は自由端になっているので、切断方向の後方に向かって原板の変形が許容され、圧縮による歪が緩和されて圧縮力Ｊ１、Ｊ２が小さくなる。また、抜き刃３６が片刃により構成されており、抜き刃３６の内周面が原板９１の主面に略垂直であるので、抜き刃３６の内周面側の圧縮力Ｊ１が小さくなる。このように、圧縮力Ｊ１、Ｊ２を小さくすることや分散させることができるので、圧縮力Ｊ１、Ｊ２に起因する電極活物質の剥離が低減される。

また、抜き刃３６の第２の角部３６７において、第１の延在部３６１に連続する部分と、第２の延在部３６３に連続する部分とで原板９１に接触するタイミングがずれている。したがって、電極板の角部になる部分に２方向からせん断が働くことが回避され、電極活物質の剥離が格段に低減される。第１、第３、第４の角部３６６、３６８、３６９においても同様に、電極活物質の剥離が格段に低減される。

ところで、原板９１において、１回の型抜工程で最初に切断された部分（起点）や最後に切断された部分（終点）は、他の部分と比較して、原板９１の変形や電極活物質が剥離しやすいと考えられる。最初に切断される部分は、抜き刃３６の侵入による衝撃力を受けやすく、また抜き刃３６の侵入による圧縮力の逃げ場がないからである。また、最後に切断される部分は、切断の進行に伴って原板９１の歪が蓄積しやすいからである。

第１実施形態では、タブ形成部３６５が原板９１に対して最初に接触するように抜き型３４が動作する。すなわち、最初に切断される部分は、電極タブ１５１に対応する部分であり、この部分に電極活物質の剥離を生じたとしても電池性能の低下を生じにくい。そもそも、タブ形成部３６５が非形成領域９３に重なるように抜き型３４が配置されているので、最初に切断される部分が非形成領域９３に位置しており、この部分に電極活物質の剥離を生じることがない。また、タブ形成部３６５が、原板９１に対して最後に接触するように抜き型３４が動作するので、電極板１５の母部１５０の歪を電極タブ１５１に吸収させることができる。

このように、原板９１の変形や電極活物質の剥離による悪影響を受けにくい部分が起点あるいは終点になるように、抜き型３４の配置や動作が設定されているので、高品質な電極板を製造することができる。

抜き刃３６が支持基板３４ａに支持されており、駆動部３１が支持基板３４ａと原板支持部２０との相対位置を変化させるので、刃先３６ｃと原板９１との相対位置を高精度に制御することができる。

抜き刃３６において原板９１に向かって最も突出する部位が時間的に変化するように、駆動部３１が制御されている。これにより、抜き刃３６の所望の部位の刃先３６ｃを原板９１に接触させ、所望の刃高まで原板９１に侵入させることが可能になる。したがって、原板９１に抜き刃３６が侵入する量（以下、侵入量という）を抜き刃３６の部位ごとに高精度に制御することができ、抜き刃３６の周方向で侵入量を揃えることができる。切断部の近傍で原板が圧縮される量（変位）は、抜き刃３６の侵入量に応じて定まるので、原板の変位を抜き刃３６の周方向で揃えることができ、変位の不均一性に起因する電極活物質の剥離や脱離を減らすことができる。また、抜き刃３６の周方向で侵入量を揃えることができるので、侵入量を電極板の切断に必要な最小限の値にすることができる。これにより、原板が圧縮される量を最小限にすることができ、電極活物質の剥離や脱離を減らすことができる。

制御部３０が、駆動部３１と搬送ローラー２１〜２４とを同期させて制御するので、型抜工程を自動化することができ、効率よく電極板を製造することができる。主軸３１０により保持部３２の位置を規制しつつ保持部３２の姿勢を変化させるので、抜き刃３６が原板９１を切断している過程で、抜き刃３６と原板９１とが抜き型３４の主面に沿う方向に位置ずれを生じにくくなる。したがって、抜き刃３６の形状を正確に原板９１に転写して電極板を型抜することができ、高精度な形状の電極板を製造することができる。第１〜第４の副軸３１１〜３１４の上下移動のみでも抜き型３４の姿勢を高い自由度で制御可能であるので、制御部３０による制御の方法や駆動部３１の機構が複雑になることが回避される。

以上のように第１実施形態の電極板型抜装置２によれば、電極活物質からなる電極活物質の剥離を低減することができる。したがって、電極板あたりの電極活物質の量が減少することによる電池性能の低下が回避され、高性能な電池セルを構成することが可能になる。また、電極活物質に剥離による集電材の露出が回避され、集電材の露出による短絡が回避されるので、不具合を生じにくい電池セルを構成することが可能になる。
また、本発明の電極板の製造方法によれば、上述の理由により、電極活物質からなる電極活物質の剥離を低減することができ、高性能な電池セルを構成することが可能な電極板を製造することができる。

なお、駆動系３については、抜き型３４、３５の位置および姿勢を制御可能なものであれば、その構成に限定されない。例えば、下記の変形例１の駆動系を採用してもよい。

図１１は、変形例１の駆動系の概略構成を模式的に示す斜視図である。図１１に示すように、変形例１における駆動系３Ｂは、制御部３０Ｂ、駆動部３１Ｂ、および保持部３２Ｂを備える。駆動部３１Ｂは、回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂ、および接続ロッド３１４Ｂ〜３１６Ｂを有する。

回転部３１１Ｂは、例えば略円板状のものであり、回転軸からずれた位置に接続ロッド３１４Ｂの一端が回転支持により接続されている。接続ロッド３１４Ｂの他端は、保持部３２Ｂと回転支持により接続されている。回転部３１２Ｂ、３１３Ｂは、回転部３１１Ｂと同様のものであり、接続ロッド３１５Ｂ、３１６Ｂは接続ロッド３１４Ｂと同様のものである。回転部３１２Ｂは、接続ロッド３１５Ｂを介して保持部３２Ｂと接続されている。回転部３１３Ｂは、接続ロッド３１６Ｂを介して保持部３２Ｂと接続されている。保持部３２Ｂが接続ロッド３１４Ｂ〜３１６Ｂの各々に支持される支点は、同一直線上に並ばないように設定されている。３つの支点により１つの平面が定まり、回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂの回転角に応じて保持部３２Ｂの位置および姿勢が制御される。

保持部３２Ｂには、例えば第１実施形態と同様の抜き型３４が、抜き刃３６を原板支持部２０に向けて取付けられる。制御部３０Ｂは、回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂの各々の回転角を示す制御信号を駆動部３１Ｂに供給する。駆動部３１Ｂは、制御信号に基づいて回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂを互いに独立に回転させる。例えば、回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂの回転角を揃えて制御することや、回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂの回転角を互いに異なる値で制御することが可能になっている。

回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂの回転角を揃えて変化させると、保持部３２Ｂが上下方向に平行移動し、原板９１に対する抜き刃３６の位置が変化する。回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂの回転角を互いに異ならせて制御すると、保持部３２Ｂの姿勢し、原板９１に対する抜き刃３６の姿勢が変化する。

変形例１の駆動系３Ｂにあっては、第１実施形態の駆動系３と比較して、駆動対象（変形例１では回転部３１１Ｂ〜３１３Ｂ）の数を減らすことができ、駆動系３Ｂの構成をシンプルにすることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電極板型抜装置について説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、２つの抜き刃が１つの抜き型に設けられている点、支持基板から抜き刃の刃先までの高さが抜き刃の周方向で変化している点、および原板を切断するときに駆動系が抜き型を上下方向のみに移動させる点である。

図１２は、第２実施形態の電極板型抜装置の概略構成を示す斜視図、図１３（ａ）は抜き刃を拡大して示す斜視図、図１３（ｂ）は抜き刃を周方向に沿って展開した平面図である。図１２では、第１実施形態と共通の構成要素についてはその一部の図示を省略している。図１３（ａ）、図１３（ｂ）では、刃高を誇張して図示している。

図１２に示すように、第２実施形態の電極板型抜装置４は、制御部４０、駆動部４１、保持部４２、および抜き型４３を備える。また、電極板型抜装置４は、図４に示した原板支持部２０および搬送ローラー２１〜２４を備えている。

駆動部４１は、下方すなわち原板９１に向かう方向に延びる支柱４１０を有している。制御部４０は、駆動部４１に制御信号を供給し、駆動部４１は制御信号に基づいて支柱４１０を上下移動させる。保持部４２は、駆動部４１の下方に設けられており、支柱４１０の下端と固定されている。支柱４１０の上下移動に伴って、保持部４２は上下方向に平行移動する。保持部４２の下方に抜き型４３が取付けられている。

抜き型４３は、支持基板４４、抜き刃４５、４６、および弾性部材４７を有する。抜き刃４６は、抜き刃４５と同様のものであり、搬送方向に平行な対称軸に対して抜き刃４５と対称的に設けられている。抜き刃４５、４６は、共通の支持基板４４に設けられている。弾性部材４７は、第１実施形態の弾性部材３８、３９が一体化されたものであり、抜き刃４５、４６に共通して設けられている。

図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すように抜き刃４５は、原板９１と向かい合わされる支持基板４４の主面４４ａから刃先４５０を突出させて設けられている。型抜工程を行うときに、主面４４ａは原板９１の主面と略平行に配置される。主面４４ａを平面視した状態で、刃先４５０は閉じた形状に沿って連続しており、この閉じた形状は、型抜の対象となる電極板の輪郭と略一致している。

抜き刃４５は、第１の延在部４５１、４５２、第２の延在部４５３、４５４、タブ形成部４５５、および第１〜第８の角部４５ａ〜４５ｈを備える。第１の延在部４５１、４５２は、例えば図２に示した電極板１５の母部１５０の長辺を形成する部分である。第２の延在部４５３、４５４は、例えば母部１５０の短辺を形成する部分である。タブ形成部４５５は、例えば電極タブ１５１を形成する部分である。

第１〜第８の角部４５ａ〜４５ｈは、抜き刃４５の周方向に順に並んでいる。
第１、第８の角部４５ａ、４５ｈは、電極タブ１５１の先端に対応する部分である。
第２、第７の角部４５ｂ、４５ｇは、電極タブ１５１の基端に対応する部分である。
第３の角部４５ｃは、第１の延在部４５１とタブ形成部４５５との接続部分である。
第４の角部４５ｄは、第１の延在部４５１と第２の延在部４５３との接続部分である。
第５の角部４５ｅは、第２の延在部４５３と第１の延在部４５２との接続部分である。
第６の角部４５ｆは、第１の延在部４５２と第２の延在部４５４との接続部分である。
第７の角部４５ｇは、第２の延在部４５４とタブ形成部４５５との接続部分である。

本実施形態では、主面４４ａから刃先４５０までの距離（刃高）は、第１の角部４５ａで最も高くなっており、第８の角部４５ｈで最も低くなっている。刃高は、第１の角部４５ａから第２の角部４５ｂを経て第８の角部４５ｈに至るまで、単調に減少している。刃高は、第１の角部４５ａから第２の角部４５ｂと反対の周方向に沿って第８の角部４５ｇに至るまで、単調に減少している。

以上のような構成の電極板型抜装置４において、保持部４２が下方に移動すると抜き刃４５が原板９１に接触する。抜き刃４５において刃高が高い部位であるほど、原板９１に接触するタイミングが早くなる。

詳しくは、まず第１の角部４５ａが原板９１を貫通して切断し、第１の角部４５ａから第２の角部４５ｂに向かう方向と、第１の角部４５ａから第８の角部４５ｈに向かう方向に原板９１の切断が進行する。すなわち、第１の角部４５ａと接触する部分の原板９１が、原板９１に刃先４５０が接触する経路の始点になる。

次に、第２の角部４５ｂから第３の角部４５ｃまでが時間順次で原板９１を切断する。次に、第１の延在部４５１から第４の角部４５ｄを経て第２の延在部４５３までが時間順次で原板９１を切断する。次に、第２の延在部４５３から第５の角部４５ｅを経て第１の延在部４５２までが時間順次で原板９１を切断する。次に、第１の延在部４５２から第６の角部４５ｆを経て第２の延在部４５４までが時間順次で原板９１を切断する。次に、第２の延在部４５４から第７の角部４５ｇを経て第８の角部４５ｈまでが時間順次で原板９１を切断する。また、第１の角部４５ａから第２の角部４５ｂを経て第８の角部４５ｇまでが原板９１を切断する期間に、第１の角部４５ａから第２の角部４５ｂと反対の周方向に沿って第８の角部４５ｈまでが原板９１を時間順次で切断する。すなわち、第８の角部４５ｈと接触する部分の原板９１が、原板９１に刃先４５０が接触する経路の終点になる。このように、電極タブ１５１の先端に対応する第１、第８の角部６５ａ、６５ｈが、それぞれ、切断経路の始点、終点になっている。

第２実施形態の電極板型抜装置４にあっては、抜き刃４５において原板９１に接触する部位が、抜き刃４５の周方向に時間順次で変化する。したがって、原板９１の切断部の位置が時間的に変化し、電極活物質の剥離や脱離が低減される。抜き刃４５の第４の角部４５ｄにおいて、第１の延在部４５１に連続する部分と、第２の延在部４５３に連続する部分とで原板９１に接触するタイミングがずれるので、電極板の角部になる部分に２方向からせん断が働くことが回避される。第２、第３、第５〜第７の角部４５ｂ、４５ｃ、４５ｅ〜４５ｈにおいても同様の理由により２方向からせん断が働くことが回避される。このように、電極活物質と集電材との間に作用するせん断力が、電極板の周縁部、特に角部になる部分で低減されるので、電極活物質の剥離や脱離を低減することができる。

また、刃先４５０の刃高が抜き刃４５の周方向で変化しているので、抜き型４３の姿勢を変化させなくとも、抜き刃４５において原板９１に接触する部位を時間順次で変化させることができる。したがって、制御部４０による制御の方法や駆動部４１の機構を簡略化することができ、電極板型抜装置の装置コストを下げることができる。

［第３実施形態］

次に、第３実施形態の電極板型抜装置について説明する。第３実施形態が第１、第２実施形態と異なる点は、平板状の抜き型に代えて円柱状の抜き型（ロータリーダイカッター）を備えている点である。

図１４は、電極板型抜装置の概略構成を示す斜視図、図１５（ａ）は回転体の外周面に沿って展開した抜き刃の平面図、図１５（ｂ）は電極板型抜装置の動作タイミングを示すタイミングチャートである。

図１４に示すように、電極板型抜装置５は、原板支持部２０、搬送ローラー２１〜２４、駆動系６、および回転体６４を備える。駆動系６は、制御部６０、駆動部６１、および支柱６２、６３を有している。回転体６４は、円柱状の回転体本体６５、回転軸６５ａ、６５ｂ、および回転体本体６５の外周面に設けられた抜き刃６６、６７を有している。

駆動部６１は、原板支持部２０の上方に設けられている。駆動部６１から下方に突出させて、支柱６２、６３が設けられている。支柱６２、６３は、搬送ローラー２１〜２４による搬送方向に並んでいる。回転軸６５ａは、支柱６２に回転可能に取り付けられている。回転軸６５ｂは、支柱６３に回転可能に取付けられている。

駆動部６１は、制御部６０から供給される制御信号に基づいて、支柱６２、６３を移動させ、また回転体６４を回転させる。詳しくは、駆動部６１は、支柱６２、６３を互いに独立して上下方向に移動させる。支柱６２、６３を同じ変位で上下方向に移動させると、回転体６４が上下方向に平行移動し、回転体６４が原板支持部２０に向かって進退制御される。支柱６２、６３を異なる変位で上下方向に移動させると、回転軸６５ａ、６５ｂの軸方向が変化し、回転体６４の姿勢が変化する。また、駆動部６１は、回転体６４の回転と同期させて、支柱６２、６３を搬送方向と交差する方向に移動させ、回転体６４が原板９１に対して滑らずに回転するように、回転体６４を移動させる。

図１４、図１５（ａ）に示す基準線Ｋは、回転体本体６５の外周面に位置し、回転軸と平行な線分である。図１５（ａ）に示すように、抜き刃６６、６７の平面形状は、第１実施形態の抜き刃３６、３７と同様である。抜き刃６７は、回転体本体６５の外周面を平面に展開した状態で、回転体本体６５の軸方向に平行かつ周方向に直交する対称線に対して、対称的に設けられている。

抜き刃６６は、第１の延在部６６１、６６２、第２の延在部６６３、６６４、タブ形成部６６５、および第１〜第４の角部６６ａ〜６６ｄを有している。第１の延在部６６１、６６２は、回転体本体６５の周方向（第１の方向）に延在している。第２の延在部６６３、６６４は、回転体本体６５の軸方向（第２の方向）に延在している。

第１の角部６６ａで、第１の延在部６６１の一端と、タブ形成部６６５の一端とが接続されている。第２の角部６６ｂで、第１の延在部６６１の他端と、第２の延在部６６３の一端とが接続されている。第３の角部６６ｃで、第２の延在部６６３の他端と、第１の延在部６６２の一端とが接続されている。第４の角部６６ｄで、第１の延在部６６２の他端と、第２の延在部６６４の一端とが接続されている。第２の延在部６６４の他端は、タブ形成部６６５の他端と接続されている。

抜き刃６７は、第１の延在部６７１、６７２、第２の延在部６７３、６６４、タブ形成部６７５、および第１〜第４の角部６７ａ〜６７ｄを有している。第１の延在部６７１、６７２は、回転体本体６５の周方向に延在している。第２の延在部６７３、６７４は、回転体本体６５の軸方向に延在している。

第１の角部６７ａで、第１の延在部６７１の一端と、タブ形成部６７５の一端とが接続されている。第２の角部６７ｂで、第１の延在部６７１の他端と、第２の延在部６７３の一端とが接続されている。第３の角部６７ｃで、第２の延在部６７３の他端と、第１の延在部６７２の一端とが接続されている。第４の角部６７ｄで、第１の延在部６７２の他端と、第２の延在部６７４の一端とが接続されている。第２の延在部６７４の他端は、タブ形成部６７５の他端と接続されている。

本実施形態では、型抜工程の開始直前に、タブ形成部６６５が原板９１の一方の非形成領域９３の直上に位置するように、回転体６４の初期的な位置および回転角が設定されている。回転体６４が概ね一回転すると、タブ形成部６７５が原板９１の他方の非形成領域９３と重なるようになっている。

図１５（ｂ）に示すように、ｔ_２０よりも前に制御部６０は、搬送ローラー２１〜２４を回転させて、所定の送り幅で保護シート９０および原板９１を搬送し、ｔ_２０に搬送ローラー２１〜２４を停止させる。ｔ_２０よりも前に支柱（以下、第１の支柱という）６２および支柱６３（以下、第２の支柱という）は、上位置に保持されている。第１、第２の支柱６２、６３が上位置に保持されているときに、回転体６４が原板９１に接触しないようになっている。

制御部６０は、ｔ_２０からｔ_２１の間に第１の支柱６２および第２の支柱６３を下位置に移動させる。これにより、抜き刃６６のうちで最も原板支持部２０に向かって突出している部分（タブ形成部６６５の一部）が、原板９１を貫通して切断する。制御部６０は、ｔ_２１からｔ_２２の間に回転体６４を正回転させる。正回転は、抜き刃６６において原板支持部２０に向かい合う部位が、タブ形成部６６５から第１の延在部６６１、６６２を経て第２の延在部６６３に変化するような回転方向である。ｔ_２０からｔ_２２の間にタブ形成部６６５、次いで第２の延在部６６４が原板９１と接触し、切断方向Ｍ１に沿って原板９１が切断される。

制御部６０は、ｔ_２２からｔ_２３の間に第１の支柱６２を下位置に待機させ、第２の支柱６３を上位置に移動させる。制御部６０は、ｔ_２３からｔ_２４の間に回転体６４を正回転させる。これにより、第１の延在部６６１が、第１の角部６６ａから第２の角部６６ｂに向かう切断方向Ｍ２に沿って、時間順次で原板９１を切断する。

制御部６０は、ｔ_２４からｔ_２５の間に第１の支柱６２を上位置に移動させ、第２の支柱６３を下位置に移動させる。これにより、第２の延在部６６３が、第２の角部６６ｂから第３の角部６６ｃに向かう切断方向Ｍ３に沿って、時間順次で原板９１を切断する。

制御部６０は、ｔ_２５からｔ_２６の間に第１の支柱６２を上位置に待機させ、第２の支柱６３を下位置に待機させるとともに、抜き刃６７のうちで第３の角部６７ｃが最も原板支持部２０に接近するまで回転体６４を正回転させる。

制御部６０は、ｔ_２６からｔ_２７の間に第１の支柱６２を下位置に移動させ、第２の支柱６３を上位置に移動させる。これにより、第２の延在部６７３が、第３の角部６７ｃから第２の角部６７ｂに向かう切断方向Ｍ４に沿って、時間順次で原板９１を切断する。

制御部６０は、ｔ_２７からｔ_２８の間に回転体を正回転させる。これにより、第１の延在部６７１が、第２の角部６７ｂから第１の角部６７ａに向かう切断方向Ｍ５に沿って、時間順次で原板９１を切断する。

制御部６０は、ｔ_２８からｔ_２９の間に第１の支柱６２を下位置に待機させ、第２の支柱６３を下位置に移動させる。これにより、第２の延在部６７４が、タブ形成部６７５から第４の角部６７ｄに向かう切断方向Ｍ６に沿って、時間順次で原板９１を切断する。
制御部６０は、ｔ_２９からｔ_３０の間に回転体６４を正回転させる。これにより、タブ形成部６７５が原板９１と接触して、切断方向Ｍ７に沿って原板９１が切断される。

制御部６０は、ｔ_３０からｔ_３１の間に第１の支柱６２を上位置に移動させ、第２の支柱６３を下位置に待機させる。制御部６０は、ｔ_３１からｔ_３２の間に回転体６４を逆回転させる。逆回転は、抜き刃６７において原板支持部２０に向かい合う部位が、タブ形成部６７５から第１の延在部６７１、６７２を経て第２の延在部６７３に変化するような回転方向である。ｔ_３１からｔ_３２の間に、抜き刃６７の第１の延在部６７２、次いで抜き刃６６の第１の延在部６６２が原板９１と接触して、第４の角部６７ｄから第４の角部６６ｄに向かう切断方向Ｍ８に沿って原板９１が切断される。

制御部６０は、ｔ_３２からｔ_３３の間に第１の支柱６２を上位置に待機させ、第２の支柱６３を上位置に移動させる。制御部６０は、ｔ_３３から後の時間に搬送ローラー２１〜２４を回転させて、所定の送り幅で保護シート９０および原板９１を搬送する。電極板型抜装置５は、以下同様にｔ_２０からｔ_３３までの動作を繰り返すことにより、原板９１を繰り返し型抜する。

以上のような第３実施形態の電極板型抜装置５にあっては、抜き刃６６、６７において原板９１に接触する部位は、回転体６４の回転により回転体６４の周方向に変化し、支柱６２、６３の上下移動により回転体６４の軸方向に変化する。したがって、原板９１の切断部の位置が時間的に変化し、第１、第２実施形態と同様の理由により、電極活物質の剥離や脱離が低減される。

抜き刃６６、６７が、円柱状の回転体本体６５の外周面に設けられているので、次に説明するように、抜き刃６６、６７のうちで原板９１に接触する部位を高精細な空間分解能で制御可能になる。理論的に、円柱の外周面は平面と線で接する。つまり、抜き刃６６、６７のうちで原板支持部２０の上面２０ａに最も接近する部位は、回転体本体６５の軸方向に延在する第２の延在部で線状になり、回転体本体６５の周方向に延在する第１の延在部で点状になる。したがって、回転体本体６５の中心軸と上面２０ａとがなす角度を制御すれば、抜き刃６６、６７が最も上面２０ａに接近する部位が小面積（理論上は１点）になる。抜き刃が平面的に設けられている場合と比較すると、抜き刃６６、６７で原板９１と接触する部位を高精細な位置精度で設定することが可能になる。

なお、本発明の技術範囲は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。例えば、原板に刃先が接触する経路の始点あるいは終点は、電極活物質が設けられている形成領域に設定されていてもよい。この場合にも、原板に接触する刃先の抜き刃における位置が時間順次で変化するようになっていれば、電極活物質の剥離や脱離を低減する効果は得られる。
上述の実施形態では、原板支持部に対して抜き型を進退させて抜き刃を原板に接触させているが、抜き型に対して原板支持部を進退させて抜き型を原板に接触させてもよい。

１・・・電池セル、２・・・電極板型抜装置、３、３Ｂ・・・駆動系、
４・・・電極板型抜装置、５・・・電極板型抜装置、６・・・駆動系、
１０・・・電池容器、１１・・・容器本体、１２・・・蓋、１３、１４・・・電極端子、
１５、１６・・・電極板、１７・・・セパレータ、２０・・・原板支持部、
２０ａ・・・上面、２１〜２４・・・搬送ローラー、３０、３０Ｂ・・・制御部、
３１、３１Ｂ・・・駆動部、３２、３２Ｂ・・・保持部、３３・・・保持部、
３４・・・抜き型、３４ａ・・・支持基板、３４ｂ・・・主面、３５・・・抜き型、
３５ａ・・・支持基板、３６・・・抜き刃、３６ａ・・・外周面、３６ｂ・・・内周面、
３６ｃ・・・刃先、３７・・・抜き刃、３８・・・弾性部材、３８ａ・・・表面、
３９・・・弾性部材、４０・・・制御部、４１・・・駆動部、４２・・・保持部、
４３・・・抜き型、４４・・・支持基板、４４ａ・・・主面、４５・・・抜き刃、
４５ａ〜４５ｈ・・・第１〜第８の角部、４６・・・抜き刃、４７・・・弾性部材、
６０・・・制御部、６１・・・駆動部、６２・・・第１の支柱、６３・・・第２の支柱、６４・・・回転体、６５・・・回転体本体、６５ａ、６５ｂ・・・回転軸、
６６・・・抜き刃、６６ａ〜６６ｄ・・・第１〜第４の角部、６７・・・抜き刃、
６７ａ〜６７ｄ・・・第１〜第４の角部、９０・・・保護シート、９１・・・原板、
９２・・・形成領域、９３・・・非形成領域、９４・・・切断部、１５０・・・母部、
１５１・・・電極タブ、１５２・・・集電材、１５３・・・電極活物質、
１５４・・・形成領域、１５５・・・非形成領域、１６１・・・電極タブ、
３１０・・・主軸、３１１〜３１４・・・第１〜第４の副軸、
３１１Ｂ〜３１３Ｂ・・・回転部、３１４Ｂ〜３１６Ｂ・・・接続ロッド、
３１５・・・主軸、３１６〜３１９・・・第１〜第４の副軸、
３６１、３６２・・・第１の延在部、３６３、３６４・・・第２の延在部、
３６５・・・タブ形成部、３６６〜３６９・・・第１〜第４の角部、４１０・・・主軸、
４５０・・・刃先、４５１、４５２・・・第１の延在部、
４５３、４５４・・・第２の延在部、４５５・・・タブ形成部、
６６１、６６２・・・第１の延在部、６６３、６６４・・・第２の延在部、
６６５・・・タブ形成部、６７１、６７２・・・第１の延在部、
６７３・・・第２の延在部、６７４・・・第２の延在部、６７５・・・タブ形成部、
ａ〜ｄ・・・第１〜第４の角部、Ｆ１、Ｆ２、Ｇ１、Ｇ２・・・回動軸、
Ｈ１〜Ｈ４・・・切断方向、Ｊ１、Ｊ２・・・圧縮力、Ｋ・・・基準線、
Ｍ１〜Ｍ８・・・切断方向、Ｓ１〜Ｓ７・・・ステップ、

Claims (7)

1. 電極板の原板を支持可能な原板支持部と、
   前記原板支持部に刃先を向けて配置される抜き刃と、
   前記原板支持部に支持された状態の前記原板に前記刃先を接触させることが可能な駆動系と、を備え、
   前記抜き刃は、
   第１の方向に延在する第１の延在部と、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する第２の延在部と、
   前記第１の延在部と前記第２の延在部とを接続する角部と、
   を有し、
   前記原板に接触する前記刃先の前記抜き刃における位置が、前記第１の延在部から前記角部を経て前記第２の延在部まで時間順次で変化するようになっていることを特徴とする電極板型抜装置。
2. 前記抜き刃を支持する支持基板を備え、
   前記駆動系は、前記支持基板と前記原板支持部との相対位置を変化させることを特徴とする請求項１に記載の電極板型抜装置。
3. 前記駆動系は、前記支持基板と前記原板支持部との相対的な姿勢を変化させることを特徴とする請求項２に記載の電極板型抜装置。
4. 前記刃先が前記支持基板の主面と交差する向きに前記支持基板から突出しており、前記主面と前記刃先との距離が該抜き刃の部位で変化していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電極板型抜装置。
5. 前記抜き刃が、前記原板支持部と向かい合う平面に沿う方向に閉じた形状に形成されており、該抜き刃の内周面の前記刃先に向かう部分が前記平面の法線方向となす角度は、該抜き刃の外周面の前記刃先に向かう部分が前記法線方向となす角度よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電極板型抜装置。
6. 集電材の表面に電極活物質が設けられてなる電極板の原板を準備する原板準備工程と、
   第１の方向に延在する第１の延在部、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する第２の延在部、および前記第１の延在部と前記第２の延在部とを接続する角部を有する抜き刃を準備する抜き刃準備工程と、
   前記原板に抜き刃の刃先を接触させ、前記原板に接触する前記刃先の前記抜き刃における位置を前記第１の延在部から前記角部を経て前記第２の延在部まで時間順次で変化させる処理を含んで前記原板を型抜きする型抜工程と、
   を有することを特徴とする電極板の製造方法。
7. 前記原板準備工程では、前記電極活物質が設けられている形成領域と、前記電極活物質が設けられていない非形成領域と、を有する前記原板を準備し、
   前記型抜工程では、前記原板において前記刃先が接触する経路の始点と終点との少なくとも一方を前記非形成領域の内側に設定することを特徴とする請求項６に記載の電極板の製造方法。

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