CN101911365A - 电极卷绕装置和电极卷绕方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的偏移检测方法检测带状电极(13)与带状隔离物(14)之间的偏移。在此，带状隔离物(14)是半透明的。在该方法中，首先，在重叠了带状电极(13)和带状隔离物(14)的位置，透过带状隔离物(14)拍摄带状电极(13)(拍摄步骤)。然后，基于通过该拍摄步骤拍摄到的图像来检测带状电极(13)与带状隔离物(14)之间的偏移(偏移检测步骤)。另外，测定该偏移量的偏移量测定方法基于通过上述拍摄步骤拍摄到的图像来算出带状电极(13)与带状隔离物(14)之间的偏移量。
Description
技术领域
本发明涉及重叠卷绕带状电极和带状隔离物(separator)的电极卷绕装置和电极卷绕方法。
另外，本国际申请要求基于2008年1月11日提交的日本专利申请第2008-004114号的优先权，该申请的全部内容作为参照而编入到本说明书中。
背景技术
例如在日本专利公报特开2007-161474号公报和特开平11-40144号公报中记载了重叠卷绕带状电极和带状隔离物的电极卷绕装置。
在特开2007-161474号公报中，公开了隔着(夹着)带状隔离物而卷绕正、负电极材料(带状电极)的卷绕装置。在该公报中，公开了在对带状电极的蜿蜒延伸进行校正的装置中检测带状电极的边缘的结构。另外，在特开平11-40144号公报中，关于卷绕带状电极的装置，公开了如下装置：具有检测带状电极的边缘位置的边缘位置检测单元，基于由边缘位置检测单元检测到的边缘位置来校正边缘位置。在这些公报中，关于检测边缘的装置，均图示了以在上下从外缘包围带状电极的宽度方向上的边缘部的方式延伸的检测部。
专利文献1：特开2007-161474号公报(图2)
专利文献2：特开平11-40144号公报(图1～图3)
发明内容
当制造重叠并卷绕带状电极和带状隔离物而成的卷绕电极体时，希望带状电极和带状隔离物尽量不发生偏移地进行卷绕。即，在带状电极具有涂布(coat)了电极材料的涂布部，该涂布部被作为绝缘体的带状隔离物覆盖。当涂布部超出带状隔离物时可能会导致内部短路，因此，带状电极被重叠为不超出带状隔离物。
在上述的专利文献1、2中，检测送出的带状电极和带状隔离物的边缘的边缘检测单元具有检测部，该检测部以在上下从外缘包围带状电极、带状隔离物的宽度方向上的边缘部的方式延伸。但是，该检测部201～204例如如图4所示，以在上下从外缘包围带状电极11、13、带状隔离物12、14的宽度方向上的边缘部的方式延伸，因此必须在带状电极11、13、带状隔离物12、14上下重叠之前配置该检测部201～204。因此，设置边缘检测单元的位置q1实际上离开了带状电极11、13、带状隔离物12、14重叠的位置q2。从检测带状电极、带状隔离物的位置的位置q1到两者重叠的位置q2之间具有不小的距离，在位置q1与位置q2之间进行运送的期间，两者的位置可能会发生偏移。因此，有时两者重叠并被卷绕了时的偏移与检测到的偏移存在差异，即使基于检测到的偏移来校正带状电极、带状隔离物的位置，有时也无法消除带状电极、带状隔离物的偏移。另外，由于检测部201～204的构造，上述的边缘检测装置无法检测两者被重叠卷绕了时的偏移。
本发明提供的电极卷绕装置重叠并卷绕带状电极和带状隔离物的电极卷绕装置。在此，带状隔离物是半透明的，电极卷绕装置包括拍摄装置，该拍摄装置在重叠并卷绕带状电极和带状隔离物的部分，拍摄带状隔离物并透过带状隔离物拍摄带状电极。根据该电极卷绕装置，带状隔离物是半透明的，能够通过拍摄装置在重叠并卷绕带状电极和带状隔离物的部分，拍摄带状隔离物并透过带状隔离物拍摄带状电极。
带状电极可以具有偏向带状片材的宽度方向上的一侧而涂布了电极材料的涂布部，并且在带状片材的宽度方向上的相反侧的边缘部具有未涂布电极材料的未涂布部。在该情况下，拍摄装置可以被配置成拍摄出带状隔离物的边缘和带状电极的涂布部的边缘。通过这样来拍摄带状隔离物的边缘和涂布部的边缘，能够基于该拍摄到的图像来确认涂布部是否未超出隔离物。
另外，电极卷绕装置可以具备校正带状电极与带状隔离物之间的偏移的校正机构；和控制校正机构的控制部。控制部可以构成为基于通过拍摄装置拍摄到的图像来检测带状隔离物与带状电极之间的偏移量，并基于该检测出的偏移量来控制校正机构以校正带状隔离物与带状电极之间的偏移。在该情况下，电极卷绕装置能够校正带状电极与带状隔离物之间的偏移，能够高精度地重叠、卷绕带状电极和带状隔离物。
另外，电极卷绕装置可以构成依次重叠并卷绕第一带状电极、第一带状隔离物、第二带状电极、以及第二带状隔离物的装置。在该情况下，可以包括第一拍摄装置，在重叠并卷绕第一带状电极和第一带状隔离物的部分，拍摄第一带状电极与第一带状隔离物之间的宽度方向上的偏移。另外，可以包括第二拍摄装置，在重叠并卷绕第二带状电极和第二带状隔离物的部分，拍摄第二带状隔离物并透过第二带状隔离物拍摄第二带状电极，第二带状隔离物是半透明的。在该情况下，即使在依次重叠并卷绕第一带状电极、第一带状隔离物、第二带状电极、第二带状隔离物的装置结构中，也能够拍摄第一带状电极和第二带状电极。
第一带状电极和第二带状电极可以分别具有偏向带状片材的宽度方向上的一侧而涂布了电极材料的涂布部，并且分别在带状片材的宽度方向上的相反侧的边缘部具有未涂布电极材料的未涂布部。在该情况下，第一拍摄装置可以被配置成拍摄出第一带状隔离物的边缘和第一带状电极的涂布部的边缘，第二拍摄装置可以被配置成拍摄出第二带状隔离物的边缘和第二带状电极的涂布部的边缘。通过这样来拍摄带状隔离物的边缘和涂布部的边缘，能够基于该拍摄到的图像来确认涂布部是否未超出隔离物。
另外，电极卷绕装置可以包括：校正第一带状电极与第一带状隔离物之间的偏移的第一校正机构；校正第二带状电极与第二带状隔离物之间的偏移的第二校正机构；以及控制第一校正机构和第二校正机构的控制部。在该情况下，控制部可以执行第一控制，所述第一控制是指：基于通过第一拍摄装置拍摄到的图像来检测第一带状电极与第一带状隔离物之间的偏移量，并基于该偏移量来控制第一校正机构以校正第一带状电极与第一带状隔离物之间的偏移。另外，可以执行第二控制，所述第二控制是指：基于通过第二拍摄装置拍摄到的图像来检测第二带状电极与第二带状隔离物之间的偏移量，并基于该偏移量来控制第二校正机构以校正所述第二带状隔离物与所述第二带状电极之间的偏移。
控制部可以构成执行第三控制，所述第三控制是指：基于通过第一拍摄装置和第二拍摄装置拍摄到的图像来检测第一带状电极与第二带状电极之间的偏移量，并基于该检测出的偏移量来控制第一校正机构和第二校正机构以校正第一带状电极与第二带状电极之间的偏移。通过该第三控制，例如能够校正被卷绕的第一带状电极与第二带状电极的相对位置。
检测带状电极与带状隔离物之间的偏移的偏移检测方法，在重叠并卷绕带状电极和带状隔离物时，检测带状电极与带状隔离物之间的偏移。在该方法中，可以包括：拍摄步骤，在重叠了带状电极和带状隔离物的位置，透过带状隔离物拍摄带状电极，带状隔离物是半透明的；以及偏移检测步骤，基于通过拍摄步骤拍摄到的图像来检测带状电极与带状隔离物之间的偏移。
另外，偏移量测定方法测定带状电极与带状隔离物之间的偏移量。在该方法中，可以包括：拍摄步骤，在重叠了带状电极和带状隔离物的位置，透过带状隔离物拍摄带状电极，带状隔离物是半透明的；以及算出步骤，基于通过拍摄步骤拍摄到的图像来算出带状电极与带状隔离物之间的偏移量。
另外，带状电极存在具有偏向带状片材的宽度方向上的一侧而涂布了电极材料的涂布部、并且在带状片材的宽度方向上的相反侧的边缘部具有未涂布电极材料的未涂布部的情况。在该情况下，可以在拍摄步骤中，在重叠了带状电极和带状隔离物的位置，拍摄带状隔离物的边缘和带状电极的涂布部的边缘，在算出步骤中，基于通过拍摄步骤拍摄到的图像来算出带状隔离物的边缘与所述带状电极的涂布部的边缘之间的偏移量。
另外，偏移量校正方法可以包括下述校正步骤，即，基于通过上述的偏移量测定方法算出的偏移量，在重叠并卷绕带状电极和带状隔离物时，校正带状电极与带状隔离物之间的偏移。
另外，电极卷绕方法可以一边通过偏移量校正方法校正带状电极与带状隔离物之间的偏移，一边重叠并卷绕带状电极和带状隔离物。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的卷绕电极体的图。
图2是表示本发明的一个实施方式的电极卷绕装置的立体图。
图3是表示本发明的一个实施方式的卷绕电极体的电极构造的、沿图1的III-III线的截面图。
图4是表示具有边缘检测单元的电极卷绕装置的侧视图。
图5是表示本发明的一个实施方式的电极卷绕装置的重叠了带状正极与带状隔离物的状态的截面图。
图6是表示本发明的一个实施方式的电极卷绕装置的重叠了带状正极与带状隔离物的状态的俯视图。
图7是表示本发明的一个实施方式的电极卷绕装置的侧视图。
图8是表示本发明的一个实施方式的电极卷绕装置的重叠了带状负极与带状隔离物的状态的截面图。
图9是表示本发明的一个实施方式的电极卷绕装置的重叠了带状负极与带状隔离物的状态的俯视图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的一个实施方式的带状电极与带状隔离物的偏移检测方法、该偏移量测定方法、该偏移量校正方法、电极卷绕方法、以及电极卷绕装置。需说明的是，对具有相同功能的构件、部位标注相同的附图标记。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)不反映实际的尺寸关系。
本发明的这些方法和电极卷绕装置100例如用于锂离子二次电池等的卷绕电极体的制造装置。卷绕电极体10如图1所示，依次重叠卷绕有带状正极11、第一带状隔离物12、带状负极13、以及第二带状隔离物14。卷绕正负一对带状电极11、13和一对带状隔离物12、14的电极卷绕装置100如图2所示，卷绕依次被重叠在卷绕轴101上的带状电极11、13和带状隔离物12、14。从分别卷绕了带状电极11、13和带状隔离物12、14的辊21～24供给该带状电极11、13和带状隔离物12、14。
如图1所示，正负的带状电极11、13分别具有偏向带状片材31、41的宽度方向上的一侧而涂布了电极材料32、42的涂布部11a、13a。在本实施方式中，涂布部11a、13a分别涂布在带状片材31、41的两面。另外，正负的带状电极11、13在带状片材31、41的宽度方向上的相反侧的边缘部具有未涂布电极材料32、42的未涂布部11b、13b。在卷绕电极体10的与卷绕方向正交的方向上的两端(卷轴方向上的两端)，带状正极11和带状负极13的未涂布部11b、13b超出带状隔离物12、14。该带状正极11和带状负极13的未涂布部11b、13b分别形成了卷绕电极体10的正极和负极的集电体11b1、13b1。图3是依次重叠了带状正极11、第一带状隔离物12、带状负极13、以及第二带状隔离物14的状态下的宽度方向上的截面图。
在该卷绕电极体10中，如图1和图3所示，带状正极11的涂布部11a和带状负极13的涂布部13a分别夹着带状隔离物12、14而相对。在该卷绕电极体10中，为了防止内部短路，希望带状正极11的涂布部11a不超出带状负极13的涂布部13a。另外，同样为了防止内部短路，希望带状正极11的涂布部11a和带状负极13的涂布部13a各自不超出带状隔离物12、14。但是，带状正极11的涂布部11a的宽度和带状负极13的涂布部13a的宽度在制造上可能存在误差。另外，带状正极11、带状负极13、以及带状隔离物12、14被重叠时可能会在宽度方向上发生偏移。因此，增大带状负极13的涂布部13a的宽度b与带状正极11的涂布部11a的宽度a之间的差(b-a)，并增大第一带状隔离物12和第二带状隔离物14的宽度c1、c2与带状负极13的涂布部13a的宽度b之间的差((c1、c2)-b)，由此使得这些误差和/或偏移能够被允许。
如图4所示，上述专利文献1、2所记载的具有边缘检测单元的电极卷绕装置200具有检测部201～204，该检测部201～204以在上下从外缘包围带状电极11、13以及带状隔离物12、14的宽度方向上的边缘部的方式延伸。该检测部201～204以在上下从外缘包围带状电极11、13、带状隔离物12、14的宽度方向上的边缘部的方式延伸，因此必须配置在带状电极11、13、带状隔离物12、14离开的位置。对带状电极11、13、带状隔离物12、14的位置进行检测的位置q1实际上离开了带状电极11、13以及带状隔离物12、14被重叠的位置q2。从对带状电极11、13以及带状隔离物12、14的位置进行检测的位置q1到两者被重叠的位置q2之间存在着相当大的距离，在位置q1与位置q2之间进行运送的期间，两者的位置可能会发生偏移。因此，即使基于在位置q1检测到的两者之间的偏移来校正带状电极11、13、带状隔离物12、14的位置，有时也无法消除带状电极11、13、带状隔离物12、14的偏移。
另外，在该边缘检测单元中，如图1所示，能够检测带状电极11、13的宽度方向上的两侧的边缘11e、11f、13e、13f和带状隔离物12、14的宽度方向上的两侧的边缘12a、12b、14a、14b。但是，对于带状电极11、13的位置，在具有未涂布部11b、13b的一侧难以直接地检测涂布部11a、13a的边缘11g、13g。即，在该边缘检测单元中，在具有未涂布部11b、13b的一侧，对带状电极11、13的具有未涂布部11b、13b的一侧的边缘11e、13e的位置进行检测。因此，根据该位置考虑未涂布部11b、13b的宽度来检测带状电极11、13的涂布部11a、13a的边缘11g、13g。但是，由于未涂布部11b、13b的宽度存在偏差，因此检测出的涂布部11a和13a的边缘11g、13g存在误差。
考虑该误差或偏移而将上述差(b-a)设定得较大，由此使带状正极11的涂布部11a不超出带状负极13的涂布部13a。另外，同样地，将上述差((c1、c2)-b)设定得较大，使带状正极11的涂布部11a和带状负极13的涂布部13a各自不超出带状隔离物12、14。
本发明的发明者考虑了是否存在以下方法，即，能够直接且高精度地检测重叠的带状电极11、13的涂布部11a、13a的宽度方向上的两侧的边缘11f、11g、13f、13g和带状隔离物12、14的宽度方向上的两侧的边缘12a、12b、14a、14b。即，如果能够直接且高精度地检测上述边缘，则能够更可靠地防止带状电极11、13和带状隔离物12、14的卷绕偏移。由此，能够减小上述差(b-a)、差((c1、c2)-b)。如果能够减小上述差(b-a)、差((c1、c2)-b)，则能够相应地降低制造成本(特别是带状电极和带状隔离物的材料成本)，提高电池的性能。本发明的发明者经过上述考虑而研究了直接且高精度地检测带状电极11、13的涂布部11a、13a的宽度方向上的两侧的边缘11f、11g、13f、13g和带状隔离物12、14的宽度方向上的两侧的边缘12a、12b、14a、14b的各种方法和装置。
在该研究中，本发明的发明者发现：在带状隔离物14为半透明的情况下，如图5、图6所示，在重叠了带状电极13和带状隔离物14的状态下，能够透过带状隔离物14而看到带状电极13的涂布部13a。本发明的发明者着眼于该情况而考虑了直接且高精度地检测该涂布部13a的宽度方向上的两侧的边缘13f、13g和带状隔离物14的宽度方向上的两侧的边缘14a、14b的方法和装置。在图5中图示出重叠了作为带状电极的带状负极13与第二带状隔离物14的状态，但是同样地，在第一带状隔离物12为半透明的情况下，在重叠了带状正极11和第一带状隔离物12的状态下，也能够透过第一带状隔离物12而看到带状正极11的涂布部11a。
首先，检测带状电极13与带状隔离物14之间的偏移的偏移检测方法如下：如图5所示，带状隔离物14是半透明的，在重叠了带状电极13与带状隔离物14的位置透过带状隔离物14对带状电极13进行拍摄(拍摄步骤)。然后，基于通过该拍摄步骤拍摄到的图像来检测带状电极13与带状隔离物14之间的偏移(偏移检测步骤)。另外，测定该偏移量的偏移量测定方法如下：基于通过该拍摄步骤拍摄到的图像来算出带状电极13与带状隔离物14之间的偏移量(算出步骤)。
另外，当如图5所示那样该带状电极13具有偏向带状片材41的宽度方向上的一侧而涂布了电极材料的涂布部13a、在带状片材41的宽度方向上的相反侧的边缘部具有未涂布电极材料的未涂布部13b时，可以为在拍摄步骤中，在重叠了带状电极13和带状隔离物14的位置，拍摄带状隔离物14的边缘14a、14b和带状电极13的涂布部13a的边缘13f、13g。并且，在该情况下，在算出偏移量的算出步骤中可以为：基于通过拍摄步骤拍摄到的图像，算出带状隔离物14的边缘14a、14b与带状电极13的涂布部13a的边缘13f、13g之间的偏移量。另外，带状电极13与带状隔离物14的偏移量校正方法可以为：基于通过上述的偏移量测定方法算出的偏移量，在重叠卷绕带状电极13和带状隔离物14时校正带状电极13与带状隔离物14之间的偏移量。并且，重叠卷绕带状电极13和带状隔离物14的电极卷绕方法可以为：一边通过上述偏移量校正方法校正带状电极13与带状隔离物14之间的偏移、一边重叠卷绕带状电极13和带状隔离物14。
以下，对实现了上述各种方法的电极卷绕装置100进行说明。
如图2和图7所示，该电极卷绕装置100是依次重叠、卷绕带状正极11(第一带状电极)、第一带状隔离物12、带状负极13(第二带状电极)、以及第二带状隔离物14的装置。该电极卷绕装置100包括：第一拍摄装置20，拍摄被重叠卷绕的带状正极11与第一带状隔离物12之间的宽度方向上的偏移；以及第二拍摄装置21，拍摄带状负极13与第二带状隔离物14之间的宽度方向上的偏移。
在此，“拍摄装置”是拍摄目标体的图像的装置。第一拍摄装置20和第二拍摄装置21可以根据该电极卷绕装置100的使用环境而采用适于拍摄带状电极11、13以及带状隔离物12、14并具有所需要的拍摄功能的拍摄装置。在本实施方式中，第一拍摄装置20和第二拍摄装置21采用具有所需要的拍摄功能的相机，更具体地说采用数字照相机或数字摄像机。另外，“拍摄装置”不限于数字照相机或数字摄像机，还包括识别目标体的图像的图像识别装置(例如具有图像传感器等的装置)。
该第一拍摄装置20和第二拍摄装置21与控制部400连接，通过第一拍摄装置20和第二拍摄装置21拍摄获得的信息被传送给控制部400。控制部400包括由CPU等构成的运算部和由非易失性存储器等构成的存储部，该控制部400按照预先设定的程序来进行该电极卷绕装置100的各种电子的运算处理和各部位的控制。
如图2和图7所示，第一拍摄装置20从上方拍摄在第一带状隔离物12上重叠了带状正极11的部位。第一拍摄装置20从上方拍摄在第一带状隔离物12上重叠了带状正极11的部位，能够如图8所示那样拍摄带状正极11与第一带状隔离物12之间的宽度方向上的偏移。
在本实施方式中，如图8所示，第一拍摄装置20包括拍摄宽度方向上的两侧的边缘部的两台拍摄装置20a、20b。如图9所示，宽度方向上的一侧的拍摄装置20a能够拍摄第一带状隔离物12从带状正极11的边缘11f超出(露出)的状态。并且，拍摄获得的信息被传送给控制部400。控制部400能够基于该拍摄获得的信息(图像)并利用现有的图像处理技术，根据带状正极11的涂布部11a的颜色、第一带状隔离物12的颜色、以及背景的颜色之间的差异，检测带状正极11的边缘11f的位置和第一带状隔离物12的边缘12b的位置。并且，能够基于检测到的带状正极11的边缘11f的位置和第一带状隔离物12的边缘12b的位置，检测第一带状隔离物12超出带状正极11的涂布部11a的边缘11f的量s1。
另外，宽度方向上的相反侧的拍摄装置20b能够拍摄带状正极11的边缘11e和带状正极11的涂布部11a的边缘11g。控制部400能够基于由拍摄装置20b拍摄到的图像，检测这些边缘11e和11g的位置。需说明的是，由于第一带状隔离物12的边缘12a成为带状正极11的背侧，因此不会被拍摄在由拍摄装置20b拍摄到的图像上，控制部400无法检测该边缘12a。
其次，如图2和图7所示，第二拍摄装置21从下方拍摄在带状负极13之下重叠了第二带状隔离物14的部位。另外，在本实施方式中，第二带状隔离物14是半透明的。在本实施方式中，如图5所示，第二拍摄装置21包括分别拍摄宽度方向上的两侧的边缘部的两台拍摄装置21a、21b。该两台拍摄装置21a、21b拍摄被重叠卷绕的带状负极13和第二带状隔离物14。此时，由于带状负极13与第二带状隔离物14相重叠，因此该两台拍摄装置21a、21b能够透过第二带状隔离物14拍摄带状电极13。
如图6所示，宽度方向上的一侧的拍摄装置21a能够拍摄第二带状隔离物14的边缘14a。进一步，能够透过第二带状隔离物14拍摄带状负极13的涂布部13a。并且，拍摄获得的信息被传送给控制部400。控制部400能够基于该拍摄获得的信息(图像)并利用现有的图像处理技术，根据第二带状隔离物14的颜色与背景的颜色的差异，检测第二带状隔离物14的边缘14a的位置。进一步，控制部400能够根据第二带状隔离物14的颜色与透过第二带状隔离物14拍摄出的带状负极13的涂布部13a的颜色之间的差异，检测涂布部13a的边缘13f的位置。并且，能够基于检测到的第二带状隔离物14的边缘14a的位置和、检测到的带状负极13的涂布部13a的边缘13f的位置，检测第二带状隔离物14超出带状负极13的涂布部13a的量s2。
另外，宽度方向上的相反侧的拍摄装置21b能够拍摄带状负极13的相反侧的边缘13e和第二带状隔离物14的相反侧的边缘14b。进一步，在本实施方式中，由于第二带状隔离物14是半透明的，因此拍摄到与第二带状隔离物14重叠的带状负极13的涂布部13a的相反侧的边缘13g。控制部400能够根据带状负极13的颜色与背景的颜色之间的差异，检测带状负极13的相反侧的边缘13e的位置。另外，能够根据带状负极13的颜色与第二带状隔离物14的颜色之间的差异，检测第二带状隔离物14的边缘14b的位置。进一步，控制部400能够根据第二带状隔离物14的颜色与透过第二带状隔离物14拍摄到的带状负极13的涂布部13a的颜色的差异，检测带状负极13的涂布部13a的边缘13g的位置。并且，能够根据第二带状隔离物14的边缘14b和带状负极13的涂布部13a的边缘13g的位置，检测第二带状隔离物14超出带状负极13的涂布部13a的量s3。
在本实施方式中，通过图8所示的第一拍摄装置20(在本实施方式中为上述的拍摄装置20a)，能够在宽度方向上的一侧检测第一带状隔离物12超出带状正极11的涂布部11a的边缘11f的量s1。如果基于该检测出的s1进一步考虑第一带状隔离物12的宽度c1和带状正极11的涂布部11a的宽度a的被允许的尺寸误差，则能够检测涂布部11a是否未超出第一带状隔离物12。另外，在本实施方式中，如图5所示，控制部400基于通过第二拍摄装置21(在本实施方式中为上述的两台拍摄装置21a、21b)拍摄到的图像，能够在宽度方向上的两侧检测第二带状隔离物14超出带状负极13的涂布部13a的量s2、s3。如果基于该检测出的s2和s3中的某一个进一步考虑第二带状隔离物14的宽度和带状负极13的涂布部13a的宽度的被允许的尺寸误差，则能够检测涂布部13a是否未从第二带状隔离物14露出。
在本实施方式中，如图7所示，第一拍摄装置20配置成拍摄带状正极11和第一带状隔离物12被重叠卷绕的部分q3。另外，第二拍摄装置21配置成拍摄带状负极13和第二带状隔离物14被重叠卷绕的部分q4。带状正极11与第一带状隔离物12、以及带状负极13与第二带状隔离物14各自基本上不偏离该位置q3、q4而被卷绕。该电极卷绕装置100在该位置q3、q4检测带状正极11和第一带状隔离物12、以及带状负极13和第二带状隔离物14的宽度方向上的位置。即，该电极卷绕装置100实质上能够直接且高精度地检测构成卷绕电极体10的带状正极11和第一带状隔离物12、以及带状负极13和第二带状隔离物14的宽度方向上的位置。该电极卷绕装置100基于该图像检测带状正极11与第一带状隔离物12之间的、以及带状负极13与第二带状隔离物14之间的宽度方向上的偏移量。进一步，电极卷绕装置100基于该检测出的偏移量来校正带状正极11与第一带状隔离物12之间的、以及带状负极13与第二带状隔离物14之间的宽度方向上的偏移。由此，该电极卷绕装置100能够高精度地校正带状正极11与第一带状隔离物12之间的、以及带状负极13与第二带状隔离物14之间的偏移。
即，在本实施方式中，如图7所示，电极卷绕装置100包括第一校正机构301和302、第二校正机构303和304、以及控制部400。
第一校正机构301、302校正带状正极11(第一带状电极)与第一带状隔离物12之间的偏移。第二校正机构303、304校正带状负极13(第一带状电极)与第二带状隔离物14之间的偏移。
控制部400控制第一校正机构302、302和第二校正机构303、304。在本实施方式中，控制部400基于通过第一拍摄装置20拍摄到的图像，检测带状正极11与第一带状隔离物12之间的偏移量。在本实施方式中，如上所述，能够检测第一带状隔离物12超出带状正极11的涂布部11a的边缘11f的量s1。控制部将对该s1预先确定了的预定值作为基准值s10进行存储，算出差(s1-s10)来作为带状正极11与第一带状隔离物12之间的偏移量。并且，基于该偏移量来控制第一校正机构301、302以校正带状正极11与第一带状隔离物12之间的偏移(第一控制)。
另外，控制部400基于通过第二拍摄装置21拍摄到的图像，检测带状负极13与第二带状隔离物14之间的偏移量。在本实施方式中，如上所述，控制部400能够基于通过第二拍摄装置21(在本实施方式中为上述的两台拍摄装置21a、21b)拍摄到的图像，在宽度方向上的两侧检测第二带状隔离物14超出带状负极13的涂布部13a的量s2、s3。并且，控制部400将对该s2和s3中的某一方预先确定了的预定值作为基准值s20、s30预先进行存储，算出差(s2-s20)或(s3-s30)来作为带状负极13与第二带状隔离物14之间的偏移量。并且，基于该偏移量来控制第二校正机构303、304以校正带状负极13与第二带状隔离物14之间的偏移(第二控制)。
通过执行该第一控制和第二控制，能够校正带状正极11与第一带状隔离物12之间的偏移、以及带状负极13与第二带状隔离物14之间的偏移。由此，能够校正带状正极11与第一带状隔离物12之间的偏移、以及带状负极13与第二带状隔离物14之间的偏移，使得带状正极11的涂布部11a和带状负极13的涂布部13a各自不超出带状隔离物12、14。由此，能够防止由带状正极11的涂布部11a和带状负极13的涂布部13a各自超出带状隔离物12、14而导致的内部短路。
另外，在本实施方式中，第一拍摄装置20和第二拍摄装置21被固定在电极卷绕装置100的预定位置。如图6和图9所示，控制部400能够基于通过第一拍摄装置20和第二拍摄装置21拍摄到的图像，检测带状正极11与带状负极13的相对偏移量。如上所述，能够基于通过第一拍摄装置20(拍摄装置20a、20b)拍摄到的图像，检测带状正极11的涂布部11a的边缘11f、11g相对于第一拍摄装置20的相对位置。进一步，能够基于通过第二拍摄装置21(拍摄装置21a、21b)拍摄到的图像，检测带状负极13的涂布部13a的边缘13f、13g相对于第二拍摄装置21的相对位置。并且，由于第一拍摄装置20和第二拍摄装置21被固定在电极卷绕装置100的预定位置，因此如图3所示，能够基于这些边缘11f、11g和边缘13f、13g的相对的位置关系，算出在宽度方向上的两侧带状负极13的涂布部13a超出带状正极11的涂布部11a的s5、s6。
并且，在本实施方式中，控制部400将对该s5和s6中的某一方预先确定了的预定值作为基准值s50、s60预先进行存储，算出差(s5-s50)或(s6-s60)来作为带状正极11与带状负极13之间的偏移量。并且，基于该偏移量来控制第一校正机构301、302和第二校正机构303、304以校正带状正极11与带状负极13之间的偏移(第三控制)。通过执行该第三控制，能够校正带状正极11与带状负极13之间的偏移。由此，能够校正带状正极11与带状负极13之间的偏移，使得带状正极11的涂布部11a不超出带状负极13的涂布部13a。由此，能够防止由于带状正极11的涂布部11a和带状负极13的涂布部13a各自超出带状隔离物12、14而导致的内部短路。
根据该电极卷绕装置100，如图5所示，带状隔离物14是半透明的，在带状电极13和带状隔离物14被重叠并被卷绕的部分具有拍摄装置21，该拍摄装置21拍摄带状隔离物14并透过带状隔离物14拍摄带状电极13。根据该拍摄装置21，由于带状隔离物14是半透明的，因此能够在重叠了带状电极13和带状隔离物14的位置透过带状隔离物14拍摄带状电极13。例如，在该图像上，透过带状隔离物14拍摄出带状电极13的涂布部13a，能够基于该图像直接地检测该涂布部13a的边缘13f、13g的位置。
根据该电极卷绕装置100，如图7所示，依次重叠卷绕第一带状电极11、第一带状隔离物12、第二带状电极13、第二带状隔离物14。在该情况下，第一拍摄装置20可以在第一带状电极11和第一带状隔离物12被重叠卷绕的部分设置在第一带状电极11的上方。并且，第二拍摄装置21可以在第二带状电极13和第二带状隔离物14被重叠卷绕的部分设置在第二带状隔离物14的下方。即，即使在依次重叠卷绕第一带状电极11、第一带状隔离物12、第二带状电极13、第二带状隔离物14的结构中，也可以朝向第一带状电极11和第一带状隔离物12被重叠卷绕的部分q3来设置第一拍摄装置20。另外，可以朝向第二带状电极13和第二带状隔离物14被重叠卷绕的部分q4来设置第二拍摄装置21。这样，能够通过在设备方面也简单的结构来实现该电极卷绕装置100。
另外，根据该电极卷绕装置100，如图2和图7所示，带状隔离物14是半透明的。因此，能够通过拍摄装置21在重叠、卷绕带状电极13和带状隔离物14的部分，拍摄带状隔离物14，并且透过带状隔离物14拍摄带状电极13。另外，根据该电极卷绕装置100，能够在第一带状电极11和第一带状隔离物12被重叠卷绕的部分q3、以及第二带状电极13和第二带状隔离物14被重叠卷绕的部分q4进行检测。这些部分q3、q4处的检测是无法通过边缘检测单元来实现的。另外，根据该电极卷绕装置100，能够直接且高精度地检测如上述那样被重叠的带状电极11、13的涂布部11a、13a的宽度方向上的两侧的边缘11f、11g、13f、13g和带状隔离物12、14的宽度方向上的两侧的边缘12a、12b、14a、14b。因此，该电极卷绕装置100能够更可靠地防止带状电极11、13与带状隔离物12、14的卷绕偏移。由此，如图1所示，能够缩小差(b-a)、差((c1、c2)-b)。进一步，由于能够缩小差(b-a)、差((c1、c2)-b)，因此相应地能够降低制造成本(特别是带状电极和带状隔离物的材料成本)。
以上说明了本发明的一个实施方式的电极卷绕装置、带状电极与带状隔离物之间的偏移检测方法、该偏移量测定方法、该偏移量校正方法、以及电极卷绕方法，但是本发明不限于上述实施方式。
例如，电极卷绕装置不限于如上述实施方式那样依次重叠卷绕第一带状电极、第一带状隔离物、第二带状电极、以及第二带状隔离物的装置。本发明可以适用于重叠卷绕带状电极和带状隔离物的各种电极卷绕装置。在该情况下，可以为：使带状隔离物为半透明，具备在重叠、卷绕带状电极和带状隔离物的部分拍摄带状隔离物并透过带状隔离物来拍摄带状电极的拍摄装置。
另外，在上述实施方式中，例示了依次重叠卷绕第一带状电极11、第一带状隔离物12、第二带状电极13、以及第二带状隔离物14的装置。虽然省略了图示，但是在本实施方式中，可以交换带状正极11和带状负极13。在该情况下，可以为透过带状隔离物拍摄带状正极。
另外，在上述拍摄步骤中，在以能够透过带状隔离物14拍摄到带状电极13的程度使带状隔离物14与带状电极13重叠的状态下进行拍摄。虽然如上所述可以在带状电极13与带状隔离物14完全重叠的状态下进行拍摄，但是只要能够透过带状隔离物14拍摄到带状电极13，也可以在带状电极13与带状隔离物14之间存在间隙的状态下进行拍摄。另外，可以适当地选择所需要的背景、半透明的带状隔离物14的颜色、照明的颜色和/或亮度等，使得在背景、半透明的带状隔离物14的颜色、以及透过带状隔离物14拍摄到的带状电极13的颜色产生差异。以上例示了各种变形例，但是本发明的变形例不限于在此所例示的变形例。
产业上的可利用性
根据本发明的结构，能够提供重叠卷绕带状电极和带状隔离物的电极卷绕装置。
Claims (12)
1.一种电极卷绕装置，该电极卷绕装置重叠并卷绕带状电极和带状隔离物，
所述带状隔离物是半透明的，
所述电极卷绕装置包括拍摄装置，该拍摄装置在重叠并卷绕所述带状电极和所述带状隔离物的部分，拍摄所述带状隔离物并透过所述带状隔离物拍摄所述带状电极。
2.根据权利要求1所述的电极卷绕装置，其中，
所述带状电极具有偏向带状片材的宽度方向上的一侧而涂布了电极材料的涂布部，并且在所述带状片材的宽度方向上的相反侧的边缘部具有未涂布电极材料的未涂布部，
所述拍摄装置被配置成拍摄出所述带状隔离物的边缘和所述带状电极的涂布部的边缘。
3.根据权利要求1或2所述的电极卷绕装置，其中，包括：
校正所述带状电极与所述带状隔离物之间的偏移的校正机构；和
控制所述校正机构的控制部，
所述控制部基于通过所述拍摄装置拍摄到的图像来检测所述带状隔离物与所述带状电极之间的偏移量，并基于该检测出的偏移量来控制所述校正机构以校正所述带状隔离物与所述带状电极之间的偏移。
4.一种电极卷绕装置，该电极卷绕装置依次重叠并卷绕第一带状电极、第一带状隔离物、第二带状电极、以及第二带状隔离物，所述电极卷绕装置包括：
第一拍摄装置，在重叠并卷绕所述第一带状电极和所述第一带状隔离物的部分，拍摄所述第一带状电极与所述第一带状隔离物之间的宽度方向上的偏移；和
第二拍摄装置，在重叠并卷绕所述第二带状电极和所述第二带状隔离物的部分，拍摄所述第二带状隔离物并透过所述第二带状隔离物拍摄所述第二带状电极，所述第二带状隔离物是半透明的。
5.根据权利要求4所述的电极卷绕装置，其中，
所述第一带状电极和第二带状电极分别具有偏向带状片材的宽度方向上的一侧而涂布了电极材料的涂布部，并且分别在所述带状片材的宽度方向上的相反侧的边缘部具有未涂布电极材料的未涂布部，
所述第一拍摄装置被配置成拍摄出所述第一带状隔离物的边缘和所述第一带状电极的涂布部的边缘，
所述第二拍摄装置被配置成拍摄出所述第二带状隔离物的边缘和所述第二带状电极的涂布部的边缘。
6.根据权利要求4或5所述的电极卷绕装置，其中，包括：
校正所述第一带状电极与所述第一带状隔离物之间的偏移的第一校正机构；
校正所述第二带状电极与所述第二带状隔离物之间的偏移的第二校正机构；以及
控制所述第一校正机构和所述第二校正机构的控制部，
所述控制部执行第一控制和第二控制，
所述第一控制是指：基于通过所述第一拍摄装置拍摄到的图像来检测所述第一带状电极与所述第一带状隔离物之间的偏移量，并基于该偏移量来控制所述第一校正机构以校正所述第一带状电极与所述第一带状隔离物之间的偏移，
所述第二控制是指：基于通过所述第二拍摄装置拍摄到的图像来检测所述第二带状电极与所述第二带状隔离物之间的偏移量，并基于该偏移量来控制所述第二校正机构以校正所述第二带状隔离物与所述第二带状电极之间的偏移。
7.根据权利要求4所述的电极卷绕装置，其中，
所述控制部执行第三控制，所述第三控制是指：基于通过所述第一拍摄装置和第二拍摄装置拍摄到的图像来检测所述第一带状电极与第二带状电极之间的偏移量，并基于该检测出的偏移量来控制所述第一校正机构和所述第二校正机构以校正所述第一带状电极与所述第二带状电极之间的偏移。
8.一种偏移检测方法，在重叠并卷绕带状电极和带状隔离物时检测带状电极与带状隔离物之间的偏移，所述偏移检测方法包括：
拍摄步骤，在重叠了所述带状电极和所述带状隔离物的位置，透过所述带状隔离物拍摄所述带状电极，所述带状隔离物是半透明的；以及
偏移检测步骤，基于通过所述拍摄步骤拍摄到的图像来检测带状电极与带状隔离物之间的偏移。
9.一种偏移量测定方法，在重叠并卷绕带状电极和带状隔离物时测定带状电极与带状隔离物之间的偏移量，所述偏移量测定方法包括：
拍摄步骤，在重叠了所述带状电极和所述带状隔离物的位置，透过所述带状隔离物拍摄所述带状电极，所述带状隔离物是半透明的；以及
算出步骤，基于通过所述拍摄步骤拍摄到的图像来算出带状电极与带状隔离物之间的偏移量。
10.根据权利要求9所述的偏移量测定方法，其中，
所述带状电极具有偏向带状片材的宽度方向上的一侧而涂布了电极材料的涂布部，并且在所述带状片材的宽度方向上的相反侧的边缘部具有未涂布电极材料的未涂布部，
在所述拍摄步骤中，在重叠了所述带状电极和所述带状隔离物的位置，拍摄所述带状隔离物的边缘和所述带状电极的涂布部的边缘，
在所述算出步骤中，基于通过所述拍摄步骤拍摄到的图像来算出所述带状隔离物的边缘与所述带状电极的涂布部的边缘之间的偏移量。
11.一种偏移量校正方法，包括下述校正步骤，即，基于通过权利要求9或10所述的偏移量测定方法算出的偏移量，在重叠并卷绕带状电极和带状隔离物时，校正所述带状电极与所述带状隔离物之间的偏移。
12.一种电极卷绕方法，一边通过权利要求11所述的偏移量校正方法校正所述带状电极与所述带状隔离物之间的偏移，一边重叠并卷绕所述带状电极和带状隔离物。
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