CN102148403B

CN102148403B - 电池制造装置

Info

Publication number: CN102148403B
Application number: CN201010250846.2A
Authority: CN
Inventors: 加藤丈博
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-08-06
Also published as: JP2011165336A; JP5468407B2; CN102148403A

Abstract

本发明涉及一种电池制造装置。本发明的课题在于提供可谋求提高电池生产性的电池制造装置。电池制造装置包括：将耳片(Tb)焊接于电极片(1)上的耳片焊接装置(6)；将保护带(Tp)粘贴于电极片(1)上的带粘贴装置(7、8)。该带粘贴装置(7、8)包括与耳片(Tb)焊接后的电极片(1)的运送同步驱动且保持保护带(Tp)的从动辊(7a、8a)。另外，通过该从动辊(7a、8a)伴随耳片(Tb)焊接后的电极片(1)的运送而旋转，由此在耳片(Tb)焊接后对电极片(1)再次检测，不停止定位而可以对运送中的电极片(1)粘贴保护带(Tp)。

Description

电池制造装置

技术领域

本发明涉及在制造锂离子电池等蓄电池时所采用的电池制造装置。

背景技术

比如按照下述方式制造锂离子电池等蓄电池，该方式为：涂敷正极活性物质的正极片和涂敷负极活性物质的负极片以重合的状态，通过绝缘材料形成的分隔片卷绕。

在正负两电极片分别卷绕前的运送过程中，在活性物质未涂敷部上焊接耳片，并且粘贴保护该耳片的保护带(比如，参照专利文献1)。

已有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-110148号公报

发明内容

但是，由于在电极片上的活性物质的涂敷间隔中产生少许偏差，故在过去通过传感器检测电极片上的活性物质涂敷部和未涂敷部的边界部位，以该边界部位为基准，将焊接耳片的位置定位于焊接装置的位置。其结果是，由于已焊接的耳片的间隔也有偏差，故必须在对应于该耳片的位置粘贴保护带时，再次检测该耳片或上述边界部位的位置，以该位置为基准将粘贴保护带的位置定位于粘贴装置的位置。

即，在过去不但要求耳片焊接时的定位工序，而且必须要求保护带粘贴时再次定位工序，阻碍制造装置的高速化，进而成为阻碍电池生产性的提高的阻碍因素。

另外，作为在耳片焊接后对电极片再次检测，不停止定位而粘贴保护带的方法，人们考虑比如，在耳片焊接后不运送电极片，而在该焊接位置接着进行粘贴保护带的方法，或者在规定位置的耳片焊接中，在耳片焊接完的其它的位置，同时进行粘贴保护带的方法等。

但是，在前者方法中，必须要求与正在停止的电极片上的耳片焊接位置对应，交替地移动耳片焊接装置和带粘贴装置的机构，与使电极片运动而定位的机构比较，有装置复杂或尺寸增大的危险。

另外，电极片上的活性物质涂敷部的涂敷间隔一般在500～900mm的范围内，根据电池种类不同而有较大不同。由此，在采用后者方法的场合，因为确保可对应各种产品的通用性，故在前者的基础上，要求使带粘贴装置沿片运送方向较大地移动(比如，400mm)的机构。

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的一个主要目的在于提供可谋求提高电池生产性的电池制造装置。

下面分项对适合于解决上述课题的各方案进行说明。另外，根据需要，针对相应的方案，附加特有的作用效果。

技术方案1：一种电池制造装置，其中，在卷绕按照规定间隔涂敷有电极材料的电极片而制造电池时，对该电极片焊接耳片，并且粘贴保护该耳片的保护带，其特征在于该装置包括：

运送机构，其运送上述电极片；

检测机构，其可检测通过上述运送机构运送的电极片中的电极材料涂敷部和电极材料未涂敷部的边界部位；

片定位机构，其根据上述检测机构的检测结果，将上述电极片的规定位置定位停止于片运送方向第一位置；

耳片焊接机构，其在上述片运送方向第一位置，将上述耳片焊接于上述电极片上；

带粘贴机构，其在位于距上述片运送方向第一位置规定长度的下游侧的片运送方向第二位置，与上述耳片焊接后的电极片的运送同步驱动，可将上述保护带粘贴于运送中的该电极片上。

按照上述技术方案1，通过设置与电极片的运送同步驱动的带粘贴机构，在耳片焊接后对电极片再次检测，不停止定位而可以对运送中的电极片粘贴保护带。其结果是，可谋求制造装置的高速化，进而谋求提高电池生产性。

此外，按照该方案，可省略在耳片焊接后，进行电极片的定位用的检测机构和定位机构，并且也不必设置使耳片焊接机构和带粘贴机构移动的较大机构。其结果是，可谋求制造装置的简化，整体尺寸的减小，进而谋求成本的降低。

另外，在本方案中，从耳片焊接位置(片运送方向第一位置)到带粘贴位置(片运送方向第二位置)的距离，不依赖于所制造的品种(电极材料涂敷部的涂敷间隔)，通常是恒定的。由此，不用使带粘贴机构沿片运送方向移动，可对应于电极片上的电极材料涂敷部的涂敷间隔差异很大的各种制品，通用性高。

技术方案2：涉及技术方案1所述的电池制造装置，其特征在于上述带粘贴机构包括旋转体，其按照可保持上述保护带的方式构成，并且按照与上述电极片的运送同步的方式可旋转地构成。

按照上述技术方案2，通过比较简单的结构，可以实现与电极片的运送同步驱动，对运送中的电极片粘贴保护带的方案。其结果是，可谋求制造装备的进一步简化。作为旋转体的一个例子，列举有辊或皮带等。

技术方案3：涉及技术方案2所述的电池制造装置，其特征在于上述旋转体从动于上述电极片而旋转。

在这里所说的“从动”指通过与电极片的接触(摩擦)，与该电极片的运送同步运动的动作。

按照上述技术方案3，不必要求使旋转体与电极片的运送同步旋转驱动用的复杂的机构，可谋求制造装置的进一步简化等。

技术方案4：涉及上述技术方案2或3所述的电池制造装置，其特征在于从在上述耳片的焊接中(电极片的停止中)上述旋转体保持上述保护带的旋转方向第一位置到上述旋转体与上述电极片接触的旋转方向第二位置的上述旋转体的外周面上的距离，与从上述片运送方向第一位置到上述片运送方向第二位置的距离相同(上述规定长度)。

按照上述技术方案4，在焊接于片运送方向第一位置的耳片通过此后的电极片的运送，运送到片运送方向第二位置(与旋转体的接触位置)的同时，通过与耳片焊接后的电极片的运送同步的旋转体的旋转，运送到保持在旋转方向第一位置的保护带运送到旋转方向第二位置(与电极片的接触位置)，在与耳片相对应的位置，粘贴保护带。

技术方案5：涉及技术方案2～4中的任何一项所述的电池制造装置，其特征在于在上述耳片的焊接中，在停止的上述旋转体上保持上述保护带。

按照上述方案5，由于仅将保护带保持在旋转体上，故也可不减缓或停止该旋转体的旋转(电极片的运送)速度等，这样可谋求进一步提高电池生产性。另外，与在旋转体的旋转动作中将保护带保持在该旋转体上的方案相比较，可在更适合的状态下，将保护带保持在旋转体上，于是可抑制电池品质的降低。

技术方案6：涉及技术方案1～5中的任何一项所述的电池制造装置，其特征在于对应于上述电极片的内外两面，设置两个上述带粘贴机构。

按照上述方案6，由于可按照从电极片的内外两面夹持耳片的方式粘贴保护带，故可制造耐久性更优良的电池。

附图说明

图1为表示电池制造装置的结构的外观结构图；

图2(a)为表示电极片的结构的平面示意图，图2(b)为仅仅在外面上粘贴保护带的场合的电极片的结构的侧面示意图，图2(c)为在内外两个面上粘贴保护带的场合的电极片的结构的侧面示意图；

图3为表示耳片焊接时的电极片运送机构的主要部分的示意图；

图4为表示耳片焊接后的片运送过程中的电极片运送机构的主要部分的示意图；

图5为表示耳片焊接后的片运送过程中的电极片运送机构的主要部分的示意图；

图6为表示耳片焊接后的片运送过程中的电极片运送机构的主要部分的示意图；

图7为表示另一个实施方式的电极片运送机构的主要部分的图。

具体实施方式

下面参照附图对一个实施方式进行说明。首先，参照图1对电池制造装置30的外观结构进行说明。

电池制造装置30包括：运送负极片的电极片运送机构31、运送正极片的电极片运送机构32和运送分隔片的分隔片运送机构33、34。通过各片运送机构31～34运送的各片按照各片重合的方式卷取于片卷取部35上，由此制造比如锂蓄电池等。

如图2(a)～(c)所示的那样，通过各电极片运送机构31、32运送的电极片1(正极片和负极片)采用按照预定的间隔而涂敷作为电极材料的活性物质21的金属片20。具体来说，正极片采用比如铝箔片，在其内外两面上按照一定的间隔而涂敷正极活性物质。负极片采用比如铜箔片，在其内外两面上按照一定的间隔涂敷负极活性物质。另外，在活性物质未涂敷部22的规定位置上焊接耳片Tb，并且按照从内外两面夹持该耳片的方式粘贴保护带Tp。

接着，对电极片运送机构31、32进行具体说明。另外，由于两个电极片运送机构31、32为相同的结构，因此在这里以负极片的电极片运送机构31为例进行说明。在下面，关于负极片适当称为电极片1。

在电极片运送机构31中，通过设置于片卷取部35的上游侧的一对夹送辊11，将电极片1每次按照规定量送向下游侧。另外，追随该情况，每次按照规定量将新的电极片1从电极片辊2供给。

夹送辊11构成本实施方式的运送机构和片定位机构，还具有适当调整电极片1的运送量，并且将电极片1定位于规定位置的功能。

从电极片辊2拉出的电极片1，首先经由行驶用辊3a和张力辊3b，送给作为检测机构的检测传感器4的下方位置。检测传感器4检测电极片1上的活性物质涂敷部(电极材料涂敷部)21和活性物质未涂敷部(电极材料未涂敷部)22的边界部位D。

在检测传感器4的下游侧，设置作为耳片焊接机构的耳片焊接装置6。耳片焊接装置6将耳片Tb焊接于电极片1上的活性物质未涂敷部22上。

另外，在耳片焊接装置6的下游侧，对应于电极片1的内面设置第1带粘贴装置7，在其更下游侧，对应于电极片1的外面设置第2带粘贴装置8。带粘贴装置7、8构成本实施方式的带粘贴机构，具有粘贴用于保护已焊接的耳片Tb的保护带Tp的功能。

带粘贴装置7、8包括分别从动于电极片1而旋转的旋转体的从动辊7a、8a；与该从动辊7a、8a压接的按压辊7b、8b。

如图3所示的那样，从动辊7a、8a和按压辊7b、8b分别从耳片焊接位置F3沿片运送方向S1(参照图4等)，仅按照规定长度L1、L2，在下游侧离开的带粘贴位置F4、F5，按照可与电极片1接触的方式设置。在本实施方式中，耳片焊接位置F3相当于片运送方向第一位置，带粘贴位置F4、F5相当于片运送方向第二位置。

通常，从动辊7a、8a和按压辊7b、8b处于与电极片1不接触的状态。

按压辊7b、8b按照可沿上下方向升降的方式构成，该按压辊7b、8b经由电极片1，与从动辊7a、8a压接，由此从动辊7a、8a可从动于电极片1而旋转。

在从动辊7a、8a的外周面规定位置，设置用于保持保护带Tp的带保持部(图示省略)。在该带保持部中，形成与规定的吸引装置连通的吸引孔。在该吸引孔中吸附保护带Tp，由此即使在旋转中的从动辊7a、8a中，仍可通过其外周面保持保护带Tp。

此外，从动辊7a、8a通过图中未表示出的弹簧机构等，沿与旋转方向S2、S3(参照图4)相反的方向偏置，按照在与电极片1非接触的通常时，以基准姿势的方式构成。在从动辊7a、8a为基准姿势的场合，相对旋转方向S2、S3，上述带保持部位于处在相对与电极片1共面的片接触位置A1、B1相差180°的相反侧的基准位置A2、B2。在本实施方式中，上述带保持部的基准位置A2、B2相当于旋转方向第一位置，片接触位置A1、B1相当于旋转方向第二位置。

在这里，从动辊7a、8a的半周长(从上述带保持部的基准位置A2、B2到片接触位置A1、B1的从动辊7a、8a的外周面上的距离)K1、K2按照分别等于从耳片焊接位置F 3到带粘贴位置F4、F5的距离L1、L2的方式设定。

接着，对通过电池制造装置30而进行的、向电极片1的耳片Tb的焊接工序和保护带Tp的粘贴工序进行具体说明。

首先，通过检测传感器4，进行电极片1上的活性物质涂敷部21和活性物质未涂敷部22的边界部位D的位置检测。

接着，仅按照与检测传感器4的检测结果相对应的规定量，夹持辊11运送电极片1使其停止。由此，处于活性物质未涂敷部22上的规定位置对位于耳片焊接位置F3的状态。

在耳片焊接位置F3上，通过耳片焊接装置6，在活性物质未涂敷部22上的规定位置焊接耳片Tb(参照图3)。

在耳片Tb的焊接中，后续工序所采用的保护带Tp的准备也同时地进行。更具体地说，相对以基准姿势停止的从动辊7a、8a的带保持部，通过图中表未示出的带供给机构供给保护带Tp。在这里，保护带Tp在其粘接面朝向外侧的状态，吸附保持于从动辊7a、8a的外周面上。

此外，在耳片Tb的焊接中，按压辊7b、8b分别驱动，经由电极片1压接于从动辊7a、8a上。

如果耳片Tb的焊接结束，则通过夹持辊11进行运送动作，运送电极片1。从动于该动作，从动辊7a、8a也旋转(参照图4)。另外，如果焊接于耳片焊接位置F3的耳片Tb运送到带粘贴位置F4，则从动辊7a也仅按照半周长K1(180°)而旋转，在基准位置A2而保持于带保持部上的保护带Tp运送到片接触位置A1(参照图5)。其结果是，不用停止电极片1的运送，在与焊接耳片Tb的位置相对应的电极片1的内面上粘贴保护带Tp。

在这里，由于保护带Tp的粘接力大于上述吸引装置的吸引力，在进行保护带Tp的粘贴时，即使不用暂时停止吸引装置的吸引这一复杂的控制，在电极片1上也顺利地粘贴保护带Tp。

在耳片Tb通过带粘贴位置F4之后，按压辊7b与电极片1离开。其结果是，从动辊7a通过弹簧机构等偏置力返回到基准姿势。

另外，如果进行电极片1的运送，已焊接的耳片Tb运送到带粘贴位置F5，则从动辊8a也仅按照半周长K2((180°)而旋转，保护带Tp运送到片接触位置B1(参照图6)。其结果是，与上述带粘贴位置F4的粘贴的场合相同，不用停止电极片1的运送，而在电极片1的外面侧的耳片Tb上粘贴保护带Tp。

在耳片Tb通过带粘贴位置F5后，按压辊8b与电极片1离开。其结果是，从动辊8a通过弹簧机构等偏置力返回到基准姿势。

如果经过上述各过程，耳片Tb的焊接步骤和保护带Tp的粘贴工序完成，则最终安装了耳片Tb和保护带Tp的电极片1，经由行驶用辊10和夹持辊11运送到片卷取部35。在夹持辊11和片卷取部35之间，设置按照制造一个电池所必需的规定的长度切断电极片1的切割器12，通过切割器12切断的电极片1卷取到片卷取部35上。

如以上具体描述的那样，按照本实施方式，设置与电极片1的运送同步驱动的从动辊7a、8a，由此，在耳片Tb的焊接后对电极片1再次检测，不停止定位而可以对运送中的电极片1粘贴保护带Tp。其结果是，可谋求电池制造装置30的高速化，进而谋求提高电池的生产性。

另外，可省略在耳片Tb的焊接后，进行电极片1的定位用的检测传感器和定位机构，进而也不必设置使耳片焊接装置6和带粘贴装置7、8移动的大型机构。其结果是，可简化电池制造装置30，使其整体尺寸减小，进而可谋求成本的降低。

此外，在本实施方式中，从耳片焊接位置F3到带粘贴位置F4、F5的距离L1、L2不依赖于所制造的电池品种(活性物质涂敷部21的涂敷间隔)，通常是恒定的。由此，不用使带粘贴装置7、8沿片运送方向S1移动，可应对电极片1上的活性物质涂敷部21的涂敷间隔差异很大的各种制品，通用性高。

还有，在本实施方式中形成下述的结构，其中在耳片Tb的焊接中，将保护带Tp保持于停止的从动辊7a、8a上。由此，为了将保护带Tp保持于从动辊7a、8a上，也可不减缓或停止该从动辊7a、8a的旋转(电极片1的运送)速度等，这样，可谋求进一步提高电池生产性等效果。另外，与在从动辊7a、8a的旋转动作中，将保护带Tp保持在该从动辊7a、8a上的方案相比较，可在更适合的状态，将保护带Tp保持在从动辊7a、8a上，这样可抑制电池品质的降低。

再有，并不限于上述实施方式的记载内容，比如也可以如下述这样实施。

(a)在上述实施方式中，带粘贴机构采用从动辊7a、8a，但是，并不限于此，也可采用其它的方案。

比如，也可如图7所示的那样构成，采用皮带机构17、18代替从动辊7a、8a。皮带机构17、18分别由一对辊17a、18a和皮带17b、18b构成，该皮带17b、18b挂装于该对辊17a、18a之间作为旋转体。并且，皮带17b、18b伴随所运送的电极片1进行保护带Tp的粘贴。

在采用皮带机构17、18的场合，即使在从耳片焊接位置F3到带粘贴位置F4、F5的距离L1、L2增大的情况下，仍不必增加片运送方向S1的宽度，这样可抑制制造装置尺寸的增加。

显然，带粘贴机构并不限于从动的类型，如果可与电极片1的运送同步驱动，也可采用其它的方案。

比如，也可采用下述的方案，其中针对上述实施方式，省略按压辊7b、8b，从动辊7a、8a不与电极片1接触，与夹持辊11等的、电极片1的运送机构联动地运动。

(b)在上述实施方式中，形成对应于电极片1的内外两面(参照图2(c))，具有两个带粘贴装置7、8的结构，但是并不限于此，也可为比如，仅仅对应于电极片1的外面侧(参照图2(b))，只具有一个带粘贴装置7的方案。

(c)在上述实施方式中，两个带粘贴装置7、8分别设置于片运送方向S1的不同位置F4、F5，但是并不限于此，也可为比如，在带粘贴位置F4的上下分别设置带粘贴装置，内外同时地在电极片1上粘贴保护带Tp的方案。

(d)将从动辊7a、8a维持在基准姿势的方案并不限于上述实施方式的弹簧机构。比如，采用在保护带Tp的粘贴后，通过电动机等驱动机构返回到基准姿势的方案，或者通过磁铁等停止惰性地运动的从动辊7a、8a的方案等。

(e)在上述实施方式中，形成下述的方案，其中在耳片Tb的焊接中，在停止的从动辊7a、8a上保持保护带Tp。并不限于此，也可将保护带Tp保持在旋转动作中的从动辊7a、8a上的方案。比如，形成相对在耳片Tb的焊接后，伴随所运送的电极片1而运动的从动辊7a、8a，对应于耳片Tb到达带粘贴位置F4、F5的时刻，转接保护带Tp的方案。

(f)也可形成下述的方案，其中针对上述实施方式，从动辊7a、8a的半周长(从上述带保持部的基准位置A2、B2到片接触位置A1、B1的从动辊7a、8a的外周面上的距离)K1、K2分别按照等于从耳片焊接位置F3到带粘贴位置F4、F5的距离L1、L2的方式设定，在耳片Tb的焊接后的电极片1的运送开始的同时，开始从动辊7a、8a的从动。并不限于此，比如，相对耳片Tb的焊接后的电极片1的运送开始，迟于规定时间，将按压辊7b、8b压接，由此，对应于耳片Tb到达带粘贴位置F4、F5的时刻，开始从动辊7a、8a的从动。按照该方案，可较小地设定从动辊7a、8a的直径。

Claims

1.一种电池制造装置，其中，在卷绕按照规定间隔涂敷有电极材料的电极片而制造电池时，对该电极片焊接耳片，并且粘贴保护该耳片的保护带，其特征在于该装置包括：

运送机构，其运送上述电极片；

带粘贴机构，其在位于距上述片运送方向第一位置规定长度下游侧的片运送方向的第二位置，与上述耳片焊接后的电极片的运送同步驱动，可将上述保护带粘贴于运送中的该电极片上，

上述带粘贴机构包括旋转体，其按照可保持上述保护带的方式构成，并且按照与上述电极片的运送同步的方式可旋转地构成，

从在上述耳片的焊接中上述旋转体保持上述保护带的旋转方向第一位置到上述旋转体与上述电极片接触的旋转方向第二位置的上述旋转体的外周面上的距离，与从上述片运送方向第一位置到上述片运送方向第二位置的距离相同。

2.根据权利要求1所述的电池制造装置，其特征在于上述旋转体从动于上述电极片而旋转。

3.根据权利要求1所述的电池制造装置，其特征在于在上述耳片的焊接中，在停止的上述旋转体上保持上述保护带。

4.根据权利要求2所述的电池制造装置，其特征在于在上述耳片的焊接中，在停止的上述旋转体上保持上述保护带。

5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的电池制造装置，其特征在于对应于上述电极片的内外两面，设置两个上述带粘贴机构。