CN103633377B - 卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卷绕装置，可在谋求提高生产性的同时抑制所得卷绕元件的品质降低。若相对卷绕位置(P1)的卷芯(13)将各种片(2～5)卷绕一定程度，则卷芯(13)移向取下位置(P2)，且卷芯(14)移向卷绕位置(P1)，各种片(2～5)穿过卷芯(14)的狭缝。在此状态下，继续进行卷芯(13)的卷绕操作，由此，卷取的电极片(4、5)的终端部(4e、5e)与由卷芯(14)在下次卷绕的电极片(4、5)的始端部(4f、5f)的分割构成的穿孔(150)，若其被导入卷芯(14)的狭缝内，则暂时停止卷芯(13)的卷绕操作，通过供给机构的持握手段持握电极片(4、5)。并在持握电极片(4、5)的状态进行基于卷芯(13)的卷绕操作，从而通过该卷绕力在穿孔(150)处将电极片(4、5)切断。

Description

卷绕装置

技术领域

本发明涉及用于获得比如内置于充电电池等中的卷绕元件的卷绕装置。

背景技术

比如，用作锂离子电池等的充电电池的电池元件，是通过涂敷有正极活性物质的正极片与涂敷有负极活性物质的负极片，在夹设由绝缘材料形成的两个分隔件而重合的状态卷绕而制成。

在制造该电池元件的卷绕装置中，从呈卷状卷绕的原卷而供给的上述各电极片和各分隔件分别沿各自的运送通路运送给卷绕部，通过该卷绕部各电极片和各分隔件在重合的状态下卷绕。

作为卷绕部的结构，例如，人们知道有下述类型，其中，包括以能旋转的方式设置的转台与多个卷芯，该多个卷芯沿该转台的旋转方向以规定间隔间隔开地设置，并且自身还能旋转而设置(比如，参照专利文献1等)。

在上述的结构中，首先，在位于第1位置(卷绕位置)的第1卷芯上，以一定程度卷绕两个分隔件后，分别在两个分隔件之间插入正负极片，开始正负极片的卷绕。

接着，在以规定长度卷绕各电极片时暂时停止卷绕，通过规定的持握手段持握各电极片，然后切断各电极片。若各电极片被切断，则再次使第1卷芯卷绕，卷取各电极片的终端部分(卷绕剩余部分)。

然后，不切断分隔件，而通过使转台旋转，在分隔件连接的状态下将第1卷芯移到第2位置(取下位置)，并且将没有任何的卷绕的第2卷芯移到第1位置。

这里，进行将分隔件稍稍卷绕于第2卷芯上等的动作，将其固定。由此，分隔件处于跨接于移到第2位置的第1卷芯与移到第1位置的第2卷芯之间的状态。在该状态，在两个卷芯之间将分隔件切断。然后，将分隔件的终端部分(卷绕剩余部分)卷取于第1卷芯上，由此，针对该第1卷芯的一系列的卷绕操作完成。同时，针对第2卷芯开始上述一系列的电池元件的卷绕操作。然后，反复地进行这样的操作，在各卷芯上交替地卷绕各电极片和各分隔件，依次制造电池元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-265726号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在现有技术中，由于每当进行一个电池元件的卷绕操作时，每次必须要求将分隔件卷绕而固定于卷芯上的工序以及将各电极片插入于分隔件之间的工序，该工序成为妨碍生产性的提高的主要原因。

另外，当电极片自身有瑕疵(宽度方向的弯曲等)时，在卷绕结束后切断电极片时，在切断而不进行任何的保持的电极片的前端部分，施加于这里的张力被释放会产生向宽度方向的弯曲。

如此，通过持握手段而持握的一侧的电极片的前端部分向宽度方向弯曲时，当开始下次卷绕操作时，在将该片前端部分送出到卷绕部时，片端缘部相对卷绕部的卷芯，具有向片宽度方向发生错位状态的危险。如此，在片端缘部相对卷芯而产生错位的状态进行卷绕操作时，担心该片端缘部的端部露出或电极片蜿蜒地卷取等情况发生，使所获得的卷绕元件的品质降低。

此外，在规定的金属片上涂敷活性物质而制造的电极片上容易残留有残留应力，在制造后(干燥后)容易产生弯曲等情况。特别是在于锂离子电池元件等的制造中，近年大量采用的连续涂敷方式的电极片原卷，一般片宽度方向的规定部分构成活性物质涂敷部分，剩余部分构成未涂敷部分，由此，较容易产生片宽度方向的弯曲等情况。

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的目的在于提供一种卷绕装置，该卷绕装置可谋求提高生产性，抑制所获得的卷绕元件的品质的降低。

用于解决课题的技术方案

下面分项地对适合解决上述课题的各技术方案进行说明。另外，根据需要，在对应的技术方案后，附记了特有的作用效果。

技术方案1.一种卷绕装置，其将涂敷有活性物质的带状电极片、与由绝缘原材料形成的带状分隔件分别由规定的供给机构边供给边重合，进行卷绕，其特征在于，该卷绕装置包括：

转台，其按照将自身的中心轴作为旋转轴而被能旋转地设置；

多个卷芯，其在上述转台的旋转方向以规定间隔间隔开而设置，同时分别将自身的中心轴作为旋转轴而旋转，能卷绕由上述各供给机构供给的上述电极片和分隔件；

狭缝，其设置于上述各卷芯中，能使上述电极片和分隔件穿过；

固定机构，其能将上述电极片和分隔件固定在上述狭缝内部；

折断线形成机构(比如穿孔形成机构)，其设置于上述电极片的供给机构上，能针对上述电极片形成折断线(比如穿孔)；

持握手段，其设置于上述电极片的供给机构上，能持握上述电极片；

该卷绕装置按照能进行下述的工序的方式而构成：

在上述多个卷芯中的位于第1位置的第1卷芯上，以规定长度而卷绕由上述各供给机构供给的上述电极片和分隔件后，使上述转台旋转，将该第1卷芯移到第2位置，并且将不同于该第1卷芯的第2卷芯移到上述第1位置；

在由上述第1卷芯卷取的上述电极片的终端部与由上述第2卷芯在下次卷绕的上述电极片的始端部之间的构成分割的位置，形成上述折断线；

将从位于上述第2位置的上述第1卷芯到上述各供给机构而配置的上述电极片和分隔件，穿过位于上述第1位置的第2卷芯的狭缝；

借助位于上述第2位置的上述第1卷芯，卷绕上述电极片和分隔件，从而将上述电极片的上述折断线的形成位置定位于上述第2卷芯的狭缝内的规定位置；

在上述电极片定位后，通过上述持握手段持握该电极片；

在通过上述持握手段持握上述电极片的状态，通过上述第1卷芯卷绕上述电极片和分隔件，从而在上述折断线的形成位置切断上述电极片；

在将上述电极片切断后，由上述第1卷芯卷绕上述电极片和分隔件，从而卷取上述电极片的终端部；

在上述第2卷芯的狭缝内部，通过上述固定机构来固定通过上述第2卷芯而在下次卷绕的上述电极片和分隔件；

将从上述第1卷芯到第2卷芯而设置的上述分隔件切断；

在将上述分隔件切断后，由上述第1卷芯卷取上述分隔件的终端部。

按照上述技术方案1，若在位于第1位置的第1卷芯上，以一定程度卷绕电极片和分隔件，则该第1卷芯移到第2位置的同时，第2卷芯移到第1位置，电极片和分隔片穿过该第2卷芯的狭缝。在该状态，连续进行基于第1卷芯的卷绕操作，在由第1卷芯卷绕的电极片的终端部与由第2卷芯在下次卷取的电极片的始端部之间的构成分割的位置(折断线的形成位置)，若被导向第2卷芯的狭缝内，则基于第1卷芯的卷绕操作暂时停止，通过供给机构的持握手段持握电极片。接着，在持握电极片的状态，进行基于第1卷芯的卷绕操作，通过其卷绕力在折断线处将电极片切断。另外，在第1卷芯的卷绕操作结束后，在第2卷芯的狭缝内，通过固定机构而固定在下次卷绕的电极片和分隔件。

于是，每当进行一个卷绕元件的卷绕操作时，由于每次不必要求将电极片从供给机构送到卷芯的工序等，故能谋求提高生产性。

另外，在连接于卷绕在第1卷芯上的电极片的终端部的状态，将在下次卷绕的电极片的始端部导入第2卷芯，并且在第2卷芯的狭缝的内部进行该电极片的切断和固定，故还难以发生电极片的始端部错位等情况，能抑制所获得的卷绕元件的品质降低。

此外，由于将分隔件卷绕而固定于卷芯上的工序等也不是必需的，故能削减分隔件的使用量，谋求成本削减。

还有，本技术方案的结构为移动多个卷芯依次进行卷绕。即，可在第1卷芯上卷取分隔件的终端部的同时，在第2卷芯上开始新的卷绕。于是，与具有仅一个卷芯的卷绕装置相比较，能谋求提高生产性。

技术方案2.涉及上述技术方案1所述的卷绕装置，其特征在于，在通过上述折断线形成机构而形成上述折断线的部位，具备事先粘贴保护胶带的保护胶带粘贴机构。

在切断电极片时，在切断部产生毛刺或锐利边，由此具有造成分隔件损伤或短路的危险。另外，在电极片的切断部，还因切断时的冲击等，具有活性物质被剥离的危险。特别是如上述技术方案1所述，将电极片在卷芯的狭缝内部切断时，还具有金属片的切屑或活性物质的粉末等卷入卷绕元件中的危险。

对此，如上述技术方案2所述，在电极片的折断线形成位置预先粘贴保护胶带，由此，能抑制上述各种故障的发生，能谋求提高所获得的卷绕元件的品质。

技术方案3.涉及上述技术方案2所述的卷绕装置，其特征在于：

上述保护胶带粘贴机构包括，

片切断机构，在构成由上述卷芯而卷取的上述电极片的分割的位置，该片切断机构将该电极片切断；

片持握手段，其包括：上游侧持握部和下游侧持握部，该上游侧持握部在上述片切断机构将上述电极片切断时，能在上述切断机构的上游侧持握该电极片，该下游侧持握部能在上述切断机构的下游侧持握该电极片，并且该片持握手段按照下述方式构成，该方式为：片切断后，在该各持握部持握该电极片的状态，将该电极片在片运送方向以相互离开的方向相对移动。

胶带粘贴机构，其按照下述方式构成，该方式为：将通过上述片持握手段而离开的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接，而从上述电极片的内外两个表面分别粘贴保护胶带，在上述电极片的上游侧部分和下游侧部分的间隙中，将上述两个保护胶带相互粘接。

上述折断线形成机构针对上述两个保护胶带相互粘接的部分形成上述折断线。

按照上述技术方案3，首先，比如在卷芯的卷绕之前，在构成卷取的一个元件量的电极片的分割位置，将从卷状的原卷陆续放出的连续被运送的带状电极片暂时切断。接着，将被切断的电极片的上游侧部分和下游侧部分分离开，在两者之间形成间隙。在该状态，在该间隙部分将电极片的上游侧部分和下游侧部分连接而从电极片的内外两个表面分别粘贴保护胶带，再形成一个电极片。然后，针对两个保护胶带相互粘接的部分形成折断线。接着，每当按照规定长度卷取时，在构成接缝的保护胶带的折断线形成位置将该电极片切断。

另外，不切断电极片而粘贴保护胶带后，在该粘贴部位上形成上述折断线的结构中，在沿该折断线切断电极片时，由于该切断面露出，故依然残留有因毛刺或锐利边使分隔件损伤的危险。

对此，在本技术方案中，在借助卷芯而卷取的一个元件量的电极片的两端(始端部和终端部)的切断面，通过分别从内外两个表面侧而粘贴的保护胶带覆盖而保护的状态卷取，故可谋求提高获得的卷绕元件的品质。

另外，按照本技术方案，比如可与卷芯的卷绕操作的间隙同步等的操作而预先切断电极片、粘贴保护胶带，故可边连续地供给电极片，边采用上述那样的保护胶带的粘贴方式，能谋求抑制生产性的降低。进而，由于可从原卷连续地运送电极片，故也容易施加张力，也容易校正弯曲等。

此外，在本技术方案中，由于事先切断电极片的金属片部分，不在卷芯的狭缝内切断，故可进一步减少金属片的切屑和活性物质的粉末等卷入卷绕元件中的故障发生的情况。

技术方案4.涉及上述技术方案1～3中的任意一项所述的卷绕装置，其特征在于，相对上述转台的旋转方向，在上述第1卷芯和第2卷芯之间设置支承辊，将从位于上述第2位置的上述第1卷芯到上述各供给机构而设置的上述电极片和分隔件挂于该支承辊上。

在第1卷芯的截面呈扁平状，也没有设置上述支承辊时，在卷绕电极片和分隔件时，从第1卷芯到供给机构而设置的电极片和分隔件的位置不是一定的，是纷乱不齐的。

由此，在通过第1卷芯的卷绕力切断电极片时，在穿孔上不施加适合的负荷，具有无法适合而顺利地切断电极片的危险。另外，在相对位于第1位置的第2卷芯的狭缝，穿过从第1卷芯到各供给机构而设置的电极片和分隔件时，具有无法适当地穿过的危险。

对此，通过如本技术方案所述，具有上述支承辊，因此，不依赖于第1卷芯的旋转姿势，从支承辊到各供给机构而设置的电极片和分隔件的位置稳定。从而，由于在电极片、支承辊和各供给机构之间笔直地延伸的状态而受到拉伸，故在穿孔上施加适合的负荷，可适合而顺利地切断电极片。另外，可适当地使电极片和分隔件穿过位于第1位置的第2卷芯的狭缝。

另外，上述各技术方案还可在卷绕元件的制造方法中具体实现。

附图说明

图1为表示电池元件的结构的剖面示意图；

图2为卷绕装置的外观结构图；

图3为卷绕部的外观结构图；

图4为卷芯的外观结构图；

图5为表示切断粘贴装置的结构的原理图；

图6为用于说明片切断时的切断粘贴装置的操作的原理图；

图7为用于说明片切断后的切断粘贴装置的操作的原理图；

图8为用于说明胶带粘贴时的切断粘贴装置的操作的原理图；

图9(a)～图9(e)为表示保护胶带的粘贴过程等的电极片的状态的原理图；

图10为表示相对位于卷绕位置的卷芯，卷绕各种片的状态的卷绕装置的操作说明图；

图11为表示一个卷芯一边将各种片卷绕，一边移到取下位置，并且另一空的卷芯移到卷绕位置的状态的卷绕装置的操作说明图；

图12为表示相对移到卷绕位置的空的卷芯的狭缝，使各种片穿过的状态的卷绕装置的操作说明图；

图13为表示在电极片上形成穿孔的状态的卷绕装置的操作说明图；

图14为表示使位于取下位置的卷芯旋转，卷绕各种片的状态的卷绕装置的操作说明图；

图15为表示通过负极片供给机构的持握机构而持握负极片的状态的卷绕装置的操作说明图；

图16为表示负极片在穿孔处切断的状态的卷绕装置的操作说明图；

图17为表示通过正极片供给机构的持握机构而持握正极片的状态的卷绕装置的操作说明图；

图18为表示正极片在穿孔处切断的状态的卷绕装置的操作说明图；

图19为表示切断分隔件的状态的卷绕装置的操作说明图；

图20为表示通过取下位置的卷芯卷取分隔件的终端部分，并且通过卷绕位置的卷芯，开始新的各种片的卷绕的状态的卷绕装置的操作说明图；

图21(a)为表示本实施方式的形成有穿孔的电极片的立体图，图21(b)、图21(c)为表示形成有另外的实施方式的穿孔的电极片的立体图。

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，对通过本实施方式的卷绕装置获得的作为卷绕元件的锂离子电池元件的结构进行说明。

如图1所示，锂离子电池元件1(在下面简称为“电池元件1”)通过下述方式制造，该方式为：经由两个分隔件2、3、正极片4和负极片5在重合的状态卷绕。另外，在图1中，为了便于说明，按照分隔件2、3和电极片4、5(以下将它们统称为“各种片2～5”)的相互间隔开的方式表示。

分隔件2、3分别呈具有同一宽度的带状，通过聚丙烯(PP)等的绝缘体构成，以便防止不同的电极片4、5之间相互接触，产生短路的情况。

电极片4、5由薄板状的金属片构成，具有与分隔件2、3基本相同的宽度。另外，在电极片4、5的内外两个表面上涂敷活性物质。正极片4采用比如铝箔片，在其内外两个表面上涂敷正极活性物质。负极片5采用比如铜箔片，在其内外两个表面上涂敷负极活性物质。另外，经由该活性物质可进行正极片4和负极片5之间的离子交换。更具体地说，在充电时离子从正极片4侧移到负极片5侧，在放电时离子从负极片5侧移到正极片4侧。

另外，图中未示出的多个正极引线从正极片4的宽度方向一端缘伸出，图中未示出的多个负极引线从负极片5的宽度方向另一端缘伸出。

在获得锂离子电池时，卷绕的电池元件1设置于金属制成的呈筒状电池容器(图中未示出)的内部，上述正极引线和负极引线分别集中。另外，集中的正极引线与正极端子部件(图中未示出)连接，同样集中的负极引线与负极端子部件(图中未示出)连接，两个端子部件堵塞上述电池容器的两端开口而设置，由此可获得锂离子电池。

下面对用于制造电池元件1的卷绕装置10进行说明。如图2所示，卷绕装置10包括用于卷绕各种片2～5的卷绕部11；用于将正极片4供给到卷绕部11的正极片供给机构31；用于将负极片5供给到卷绕部11的负极片供给机构41；用于分别将分隔件2、3供给到卷绕部11的分隔件供给机构51、61。另外，上述卷绕部11、各供给机构31、41、51、61等的卷绕装置10内的各种机构为通过图中未示出的控制器而进行操作控制的结构。

在正极片供给机构31的最上游侧，正极片4呈卷状卷绕的正极片原卷32以可旋转的方式支承，从这里适当地使正极片4伸出。

此外，在从正极片原卷32到卷绕部11的正极片4的运送通路的中途中，按照从下游侧起的顺序设置作为持握方式的持握机构71；对位机构72；作为穿孔形成机构(折断线形成机构)的穿孔切割器82；检测传感器83；第1放出辊84；缓存机构85；第2放出辊86；作为保护胶带粘贴机构的切断粘贴装置87。

持握机构71包括可持握正极片4的一对夹具71a、71b，该夹具71a、71b按照可通过图中未示出的驱动机构而开闭操作的方式构成。

对位机构72用于将下述的位置对准于穿孔切割器82，该位置指粘贴于正极片4上的后述的保护胶带100(参照图9(c)等)的位置，即，构成通过卷绕部11而卷取的一个电池元件1的量的正极片4的分割的位置。

对位机构72包括一对辊73、74；与按照在两个辊73、74之间可于上下方向发生位移的方式设置的升降辊75。升降辊75通过图中未示出的驱动机构在上下方向升降驱动。

另外，对位机构72根据检测传感器83的检测结果驱动升降辊75，将保护胶带100的位置对准于穿孔切割器82。

此外，对位机构72还用作张力施加机构，该张力施加机构用于对卷绕的正极片4施加规定的张力，防止正极片4的松弛。

穿孔切割器82由位于正极片4的顶侧的上刃82a，与位于正极片4的底侧的下刃82b构成，具有在保护胶带100上形成作为折断线的穿孔150(参照图21(a))的功能。

检测传感器83检测粘贴于正极片4上的保护胶带100。

第1放出辊84包括与图中未示出的电动机连接的上下一对的辊84a、84b，通过两个辊84a、84b夹持正极片4，同时对应于卷绕部11的卷绕操作放出正极片4。

另一方面，第2放出辊86用于使保护胶带100的粘贴位置相对切断粘贴装置87而定位，包括与图中未示出的电动机连接的上下一对的辊86a、86b和图中未示出的编码器等。另外，第2放出辊86按照下述方式构成，该方式为：边通过两个辊86a、86b夹持正极片4，边根据编码器的测量值，间歇地放出通过卷绕部11卷取的一个电池元件1的量的正极片4。

缓存机构85包括一对从动辊85a、85b；在两个辊85a、85b之间可于上下方向发生位移而设置的升降辊85c，实现吸收第1放出辊84的正极片4的放出量、第2放出辊86的正极片4的放出量的差的作用。

如图5等所示，切断粘贴装置87用于进行正极片4的切断、保护胶带100的粘贴等操作，包括切断正极片4的作为片切断机构的切割机构90；作为片持握手段的持握机构91，其在通过切割机构90而切断正极片4时持握正极片4；作为胶带粘贴方式的胶带粘贴机构92，其将保护胶带100粘贴于正极片4的切断位置。

切割机构90由位于正极片4的顶侧的上刃90a与位于正极片4的底侧的下刃90b构成，并且按照各刃90a、90b可退避到正极片4的运送通路外的方式构成。

持握机构91包括：可在切割机构90的上游侧持握正极片4的上游侧持握部91a与可在切割机构90的下游侧持握正极片4的下游侧持握部91b，并且按照上游侧持握部91a可相对下游侧持握部91b沿正极片4的运送通路而进退的方式构成。

更具体地说，上游侧持握部91a按照通过图中未示出的驱动机构在相对下游侧持握部91b以相当距离离开的退避位置与最接近该下游侧持握部91b的最接近位置之间可移动的方式构成。即，各持握部91a、91b按照在沿片运送方向相互离开、接近的方向而可相对移动的方式构成。另外，为了方便起见而省略标号，各持握部91a、91b包括上下一对的卡盘，通过图中未示出的驱动机构，该卡盘进行开闭操作而构成。

胶带粘贴机构92包括上保持部92a和下保持部92b，该上保持部92a可将保护胶带100保持于正极片4的上方位置，该下保持部92b可将保护胶带100保持于正极片4的下方位置，通过图中未示出的驱动机构，各保持部92a、92b分别沿上下方向而进行升降操作而构成。

返回到图2的说明，在负极片供给机构41的最上游侧，以可旋转的方式支承负极片5呈卷状卷绕的负极片原卷42，从这里，适当地抽出负极片5。

另外，在负极片供给机构41中，与正极片供给机构31相同，设置作为持握方式的持握机构71；对位机构72；作为穿孔形成机构(折断线形成机构)的穿孔切割器82；检测传感器83；第1放出辊84；缓存机构85；第2放出辊86；作为保护胶带粘贴机构的切断粘贴装置87等。

此外，由于负极片供给机构41中的持握机构71、对位机构72、穿孔切割器82、检测传感器83、第1放出辊84、缓存机构85、第2放出辊86、作为切断粘贴装置87等的各种结构与正极片供给机构31的结构相同，故省略具体的说明。

另一方面，分隔件供给机构51、61包括分隔件2、3分别呈卷状卷绕的分隔件原卷52、62。

分隔件原卷52、62以能自由旋转的方式被支承，从这里适当地抽出分隔件2、3。

还有，在各种片2～5的供给通路的中途设置将各种片2～5汇集的一对导向辊88a、88b等的用于对各种片2～5进行导向的各种导向辊(标号省略)。

在这里，在一对导向辊88a、88b之间设置规定量的间隙，由上述持握机构71(夹具71a、71b)持握的电极片4、5通过与分隔件2、3的摩擦，不拉入卷绕部11侧而构成。

下面对卷绕部11的结构进行具体说明。如图3所示，卷绕部11包括圆盘状的转台12，其按照可通过图中未示出的驱动机构而旋转的方式设置；两个卷芯13、14，该两个卷芯13、14在该转台12的旋转方向以180°间隔而设置；两个支承辊15A、15B，该两个支承辊15A、15B设置于分别在转台12的旋转方向相对该卷芯13、14而每次以90°错开的位置；作为分隔件切断机构的分隔件切割器16，该分隔件切割器16用于切断分隔件2、3；压辊，该压辊用于按压卷绕后的各种片2～5散乱不齐的偏离量。

卷芯13、14分别用于在自身的外周侧卷取各种片2～5，按照可通过图中未示出的驱动机构，以自身的中心轴为旋转轴而旋转的方式构成。另外，卷芯13、14按照可沿转台12的轴线方向(图3等的纸面进深方向)，相对该转台12而出没的方式设置。

如图4所示，卷芯13(14)分别由沿自身的轴线方向(图4的纸面进深方向)延伸的一对芯片13A、13B(14A、14B)构成，在该对芯片13A、13B(14A、14B)之间形成可使各种片2～5穿过的狭缝13S(14S)。

另外，卷芯13(14)在狭缝13S(14S)内，设置作为用于固定各种片2～5的固定机构的夹紧机构13T(14T)。

夹紧机构13T(14T)包括：夹紧部件13Ta(14Ta)，该夹紧部件13Ta(14Ta)以可摆动的方式通过轴而支承于该对芯片13A、13B(14A、14B)中的一个芯片13A(14A)上；驱动它的图中未示出的驱动机构，该夹紧机构13T(14T)在接近另一芯片13B(14B)的方向，使夹紧部件13Ta(14Ta)运动，由此，可在该夹紧部件13Ta(14Ta)和另一芯片13B(14B)之间夹持各种片2～5而构成。

此外，夹紧部件13Ta(14Ta)设置于狭缝13S(14S)的贯通方向(图4的左右方向)的一端部附近。

卷芯13、14通过转台12的旋转，可在作为第1位置的卷绕位置P1与作为第2位置的取下位置P2之间旋转运动而构成。

卷绕位置P1为将各种片2～5卷绕于卷芯13、14上的位置，分别将各种片2～5从上述各供给机构31、41、51、61供给到上述卷绕位置P1。

取下位置P2为用于取下卷绕后的各种片2～5，即电池元件1的位置，在取下位置P2的周边部，设置用于从卷芯13、14取下电池元件1的取下装置(图示省略)等。

支承辊15A、15B用于将各种片2～5悬挂而支承于移到取下位置P2的卷芯13、14和上述供给机构31、41、51、61之间。

分隔件切割器16设置于卷绕位置P1的附近，按照可移到接近转台12而切断分隔件2、3的切断位置、与和该转台12离开而不妨碍卷芯13、14的移动的退避位置的方式构成。

压辊17设置于取下位置P2的附近，按照可移向下述位置的方式构成，该位置分别为：按压接近转台12而卷绕后的各种片2～5的接近位置与和该转台12离开而不妨碍卷芯13、14的移动的退避位置。

下面对采用上述卷绕装置10的电池元件1的制造方法进行说明。

首先，以正极片4的情况为例，对在各电极片4、5上的保护胶带100的粘贴流程进行具体说明。同样对于负极片5，按照与正极片4的场合相同的方式进行。

若如后所述，处于卷绕部11的一个元件量的正极片4的卷绕操作结束、通过持握机构71(夹具71a、71b)持握电极片4的状态，则第1放出辊84停止，另一方面第2放出辊86连续进行旋转操作，由此，放出上游侧的正极片4。在此期间，在缓存机构85中，升降辊85c下降，贮留已放出量的正极片4。这里，在至少后述的保护胶带100的粘贴操作中(第2放出辊86的停止中)贮留有通过第1放出辊84放出的量。

另外，若通过卷绕部11开始下一个元件量的卷绕操作，从持握机构71释放正极片4，则第1放出辊84和第2放出辊86同步地旋转，将正极片4从正极片原卷32依次运送给卷绕部11。

接着，如果根据设置于第2放出辊86上的编码器的测量值判定通过卷绕部11卷绕的一个元件量的正极片4的分割位置X1(参照图9(a)到达切断粘贴装置87(切割机构90)的位置，则第2放出辊86停止。另一方面，第1放出辊84连续进行旋转操作，卷绕部1的卷绕操作连续地进行。于是，在第2放出辊86停止、第1放出辊84旋转的期间，在缓存机构85中升降辊85c上升，将贮存的正极片4放出。

如果第2放出辊86停止，由此，上游侧的正极片4的运送停止，则如图6所示，持握机构91的上游侧持握部91a和下游侧持握部91b驱动，在切割机构90的上游侧和下游侧持握正极片4。接着，在如此持握正极片4的状态驱动切割机构90，在分割位置X1切断正极片4。

在片切断后，切割机构90的各刃90a、90b退避于正极片4的运送通路之外，并且在持握机构91的各持握部91a、91b持握正极片4的状态，如图7所示，仅上游侧持握部91a移到片运送方向上游侧(图7的右侧)。由此，在已切断的正极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b之间形成间隙4c(参照图9(b))。在该期间，从规定的供给装置，事先向胶带粘贴机构92的两个保持部92a、92b供给保护胶带100。

在于正极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b之间形成间隙4c后，如图8所示，保持保护胶带100的胶带粘贴机构92的两个保持部92a、92b分别向正极片4侧驱动。由此，将正极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b连接，从正极片4的内外两个表面分别粘贴保护胶带100，并且在间隙4c部分，处于两个保护胶带100相互粘接的状态(参照图9(c))。

接着，如果切割机构90、持握机构91和胶带粘贴机构92分别返回到原始的状态(参照图5)，保护胶带100的粘贴操作结束，则第1放出辊84和第2放出辊86再次同步地旋转。接着，正极片4与片切断前相同，再形成一个正极片4，将通过保护胶带100连接的上游侧部4a和下游侧部4b连续地运送到下游侧。

然后，对采用卷绕部11的电池元件1的卷绕流程进行具体描述。在这里，按照下述过程进行具体说明，该过程为：从相对作为第1卷芯的一个卷芯13使一个量的电池元件的各种片2～5的卷绕基本完成的阶段，到相对作为第2卷芯的另一卷芯14开始卷绕各种片2～5的过程。

如果相对处于卷绕位置P1的一个卷芯13，使各种片2～5以规定长度卷绕(参照图10)，在不停止卷芯13的卷绕操作的情况下转台12旋转。

由此，一个卷芯13一边卷绕各种片2～5，一边移到取下位置P2，并且另一卷芯14在相对转台12而隐蔽的状态移到卷绕位置P1侧(参照图11)。

接着，如果卷芯13、14分别到达取下位置P2、卷绕位置P1，则转台12的旋转操作和卷芯13的旋转操作停止。如果处于该状态，则处于从导向辊88a、88b到卷芯13而设置的各种片2～5挂于支承辊15A上，在该支承辊15A和导向辊88、88b之间形成各种片2～5笔直地受到拉伸的状态。

另外，在隐蔽于转台12中的卷芯14到达卷绕位置P1的初始状态，处于设置于上述支承辊15A和导向辊88a、88b之间的各种片2～5的纵向、与卷芯14的狭缝14S的贯通方向基本平行的状态，并且处于夹紧部件14Ta位于狭缝14S内的下游侧的端部附近的状态。

在该状态，卷芯14从转台12而突出。由此，处于各种片2～5穿过卷芯14的狭缝14S的内部的状态(参照图12)。

与此相对应，在正极片供给机构31、与负极片供给机构41中，对位机构72根据检测传感器83的检测结果驱动升降辊75，粘贴于各电极片4、5上的保护胶带100的穿孔形成位置X2(参照图9(d))相对穿孔切割器82而定位。

接着，如果将保护胶带100的穿孔形成位置X2定位，则穿孔切割器82操作(参照图13)，形成穿孔150(参照图21(a))。

更具体地说，如图21(a)所示，在将位于通过卷芯13卷绕的一个元件量的各电极片4、5的终端部4e、5e、与通过卷芯14而在下次卷绕的一个元件量的各电极片4、5的始端部4f、5f之间的两个保护胶带10相互粘接的部分，形成穿孔150。

然后，再次使位于取下位置P2的卷芯13旋转，再次开始各种片2～5的卷绕(参照图14)。

之后，在根据设置于卷绕部11(卷芯13)上的图中未示出的编码器的测量值，判定形成于负极片5上的穿孔150(终端部5e和始端部5f)到达规定位置时，停止卷芯13的卷绕操作。由此，通过卷芯14而在下次卷绕的一个元件量的负极片5的始端部5f的位置定位在卷芯14的狭缝14S内的规定位置。这里，负极片5的始端部5f至少定位于夹紧部件14Ta的位置的下游侧(参照图4)。另外，在图4中，为了方便起见，以省略保护胶带100的方式图示。

然后，驱动负极片供给机构41的持握机构71(夹子71a、71b)、持握负极片5(参照图15)。

接着，在持握机构71持握负极片5的状态，再次使位于取下位置P2的卷芯13旋转，卷绕各种片2～5。由此，负极片5在穿孔150处切断(参照图9(e))。

之后，通过卷芯14而在下次卷绕的一个元件量的负极片5的始端部5f的位置维持在卷芯14的狭缝14S内的规定位置，另一方面，通过卷芯13卷取的一个元件量的负极片5的终端部5e卷取于卷芯13上(参照图16)。

同样，在判定形成于正极片4上的穿孔150(终端部4e和始端部4f)到达规定位置时，停止卷芯13的卷绕操作，由此，通过卷芯14而在下次卷绕的一个元件量的正极片4的始端部4f的位置定位于卷芯14的狭缝14S内的规定位置。在这里，正极片4的始端部4f定位于至少夹紧部件14Ta的位置的下游侧。

然后，驱动正极片供给机构31的持握机构71(夹子71a、71b)，持握正极片5(参照图17)。

接着，在持握机构71持握正极片4的状态，再次使位于取下位置P2的卷芯13旋转，卷绕各种片2～4。由此，正极片4在穿孔150处被切断(参照图9(e))。

之后，通过卷芯14而在下次卷绕的一个元件量的正极片4的始端部4f的位置维持在卷芯14的狭缝14S内的规定位置，另一方面，通过卷芯13卷取的一个元件量的正极片4的终端部4e卷取于卷芯13上(参照图18)。

如果两个电极片4、5的终端部4e、5e的卷取完成，另外分隔件2、3按照规定量卷绕，则停止卷芯13的卷绕操作。

然后，驱动卷芯14的夹紧机构14T(夹紧部件14Ta)，将各种片2～5固定。同时，通过压辊17而按压卷绕于卷芯13上的各种片2～5(参照图19)。

如果将分隔件2、3固定于卷芯14上，则分隔件切割器16操作，在卷芯14的附近将分隔件2、3切断(参照图19)。由此，处于下述的状态，即，按照相对卷芯14而稍稍露出的程度的长度将分隔件2、3切断，在卷绕时，通过该分隔件2、3的始端部覆盖电极片4、5的始端部4f、5f。

在于分隔件2、3的切断后，通过压辊17而按压各种片2～5的状态，使卷芯13旋转(参照图20)。由此，在分隔件2、3的终端部分没有纷乱不齐的情况下完全地被卷取。

另外，通过借助图中未示出的固定胶带，停止卷绕分隔件2、3的终端部分的卷绕，各种片2～5的卷绕操作完成，电池元件1完成。已完成的电池元件1通过上述取下装置，从卷芯13上取下。在取下电池元件1后，卷芯13相对转台12而隐蔽。

此外，在上述分隔件2、3的切断后，在进行上述取下位置P2中的分隔件2、3的终端部分的卷取操作的同时，开始卷绕位置P1中的各种片2～5的卷绕操作。即，在卷绕位置P1中，使卷芯14旋转，并且在电极片供给机构31、41中，释放持握机构71(夹具71a、71b)的电极片4、5的持握，由此，开始新的各种片2～5的卷绕(参照图20)。

然后，反复进行上述工序，相对卷芯13、14交替地卷绕各种片2～5，由此，依次制造电池元件1。

若如上面具体所述，采用本实施方式，由于每当进行一个电池元件1的卷绕操作时，每次不必进行从电极片供给机构31、41相对卷芯13、14送出电极片4、5的工序等，故可谋求提高生产性。

另外，由于在与卷绕于其中一个卷芯13上的电极片4、5的终端部4e、5e连接的状态，导入相对另一卷芯14而在下次卷绕的电极片4、5的始端部4f、5f，并且在卷芯14的狭缝14S内进行该电极片4、5的切断和固定，故电极片4、5的始端部4f、5f的错位等情况也难以发生，可抑制已获得的电池元件1的品质降低。

此外，由于也不必要求将分隔件2、3卷绕而固定于卷芯13、14上的工序等，故可削减分隔件2、3的使用量，可谋求成本削减。

还有，在本实施方式中，形成使多个卷芯13、14移动，依次进行卷绕的结构。即，在将分隔件2、3的终端部卷绕于其中一个卷芯13上的同时，可在另一卷芯14上开始新的卷绕。于是，与仅仅具有一个卷芯的卷绕装置相比较，可谋求生产性的提高。

再有，在本实施方式中，在将位于通过卷芯13而卷绕的一个元件量的各电极片4、5的终端部4e、5e，与通过卷芯14而在下次卷绕的一个元件量的各电极片4、5的始端部4f、5f之间的两个保护胶带100相互粘接的部分，形成穿孔150。由此，在于卷芯14的狭缝14S内，在穿孔150处将电极片4、5切断时，既不在该切断部产生毛刺、锐利边，也不产生金属片的切屑、活性物质的粉末等。于是，降低分隔件损伤而发生短路，金属片的切屑、活性物质的粉末等卷入于电池元件1中的故障的发生，可谋求获得的电池元件1的品质的提高。

另外，在本实施方式中，由于事先将电极片4、5的金属片部分切断，不在卷芯13、14的狭缝13S、14S内切断，故可进一步降低金属片的切屑、活性物质的粉末等卷入于电池元件1中的故障的发生。

此外，通过具有支承辊15A、15B，不依赖于位于取下位置P2的卷芯13、14的旋转姿势，从支承辊15A、15B到导向辊88a、88b而设置的电极片4、5和分隔件2、3的位置稳定。由此，由于电极片4、5在该支承辊15A、15B和导向辊88a、88b之间笔直地延伸的状态受到拉伸，故可对穿孔150施加适当的负荷，适当并且顺利地切断。另外，可适当地将电极片4、5和分隔件2、3穿过位于卷绕位置P1的卷芯13、14的狭缝13S、14S。

还有，并不限于上述实施方式的记载内容，也可比如如下所述而实施。显然，在下面没有列举的其它的应用例子和变更例也当然是可能的。

(a)在上述实施方式中，通过卷绕装置10制造锂离子电池的电池元件1，但通过卷绕装置10制造的卷绕元件不限于此，也可制造比如电解电容器的卷绕元件等。

(b)在上述实施方式中，作为卷芯13、14，采用卷绕各种片2～5的外周形状呈长方形(扁平状)的卷芯，但卷芯13、14的形状并不限于此，也可采用如外周形状为圆形、椭圆形、长圆形等的卷芯。

(c)分隔件2、3、电极片4、5的材质并不限于上述实施方式。比如，在上述实施方式中，分隔件2、3由PP形成，但也可通过其它的绝缘性材料形成分隔件2、3。

(d)在上述实施方式中，形成卷绕部11具有两个卷芯13、14的结构，但卷芯的数量并不限于此，也可形成具有3个以上的卷芯的结构。

(e)在上述实施方式中，卷芯13(14)的夹紧机构13T(14T)包括：夹紧部件13Ta(14Ta)，该夹紧部件13Ta(14Ta)以可摆动的方式通过轴而支承于一对芯片13A、13B(14A、14B)中的一者的芯片13A(14A)上；驱动它的图中未示出的驱动机构，该夹紧机构13T(14T)按照下述方式构成，该方式为：通过使夹紧部件13Ta(14Ta)向接近另一芯片13B(14B)的方向运动，可在该夹紧部件13Ta(14Ta)与另一芯片13B(14B)之间夹持各种片2～5。

作为固定机构的夹紧机构13T(14T)的结构并不限于此。也可形成比如一对芯片13A、13B发生相对位移，可夹持各种片2～5的结构。

(f)在上述实施方式中形成：两个保护胶带100相互粘接的部分形成有穿孔150的结构，其中，两个保护胶带100位于终端部4e、5e与始端部4f、5f之间，该终端部4e、5e为通过卷芯13卷绕的一个元件量的各电极片4、5的终端部4e、5e，该始端部4f、5f为通过卷芯14而在下次卷绕的一个元件量的各电极片4、5的始端部4f、5f。形成穿孔150的形成方式不限于此。比如，也可形成下述的方案，其中，如图21(b)所示，不事先切断电极片4、5而粘贴保护胶带100，在其上形成穿孔150。另外，还可形成下述的方案，其中，如图21(c)所示，省略保护胶带100，而在电极片4、5上直接形成穿孔150。

(g)在上述实施方式中，作为形成于电极片4、5(保护胶带100)上的折断线，采用在电极片4、5的厚度方向贯通的切入部间歇地按照多个并列的穿孔150。折断线的结构并不限于此。也可采用比如，切入部从电极片4、5的宽度方向两端而进入，仅仅在宽度方向中间部的一个部位连接的折断线(穿孔)，也可将截面呈V字状的非贯通的半切线作为折断线而形成。

(h)电极片供给机构31、41的结构并不限于上述实施方式。比如，在上述实施方式中，采用下述的切断粘贴装置87，该切断粘贴装置87成一体地包括：作为片切断机构的切割机构90；作为片持握手段的持握机构91；作为胶带粘贴机构的胶带粘贴机构92，但是，并不限于此，也可形成下述的方案，其中，独立地具有切割机构90、持握机构91和胶带粘贴机构92中的至少一个。

(i)在上述实施方式中，形成通过分隔件切割器16在卷芯13、14的外侧将分隔件2、3切断的结构。切断分隔件2、3的结构并不限于上述实施方式。如也可形成下述结构，其中，比如在卷芯13、14上设置切割器，在狭缝13S、14S的内部将分隔件2、3切断。另外，也可形成下述结构，其中，与电极片4、5相同而形成穿孔，通过卷芯13、14的卷绕力将分隔件2、3切断。

(j)在上述实施方式中形成下述的结构，其中，对位机构72根据检测传感器83的检测结果驱动升降辊75，将粘贴于各电极片4、5上的保护胶带100的穿孔形成位置X2相对穿孔切割器82而定位，但是并不限于此，也可形成下述的结构，其中，比如根据设置于对位机构72自身上的编码器的测量值，将保护胶带100的位置相对穿孔切割器82而定位。

另外，在上述实施方式中形成下述的结构，其中，根据设置于卷芯13、14上的编码器的测量值，形成于电极片4、5上的穿孔150定位于卷芯13、14的狭缝13S、14S内的规定位置，但是并不限于此，也可形成下述的结构，其中，比如在卷芯13、14上设置传感器，根据其检测结果进行穿孔150的定位。

(k)在上述实施方式中，在正极片4和负极片5的两者上形成穿孔150，构成将其切断的结构，但是，如果采用仅仅在电极片4、5中的至少一者上形成穿孔150，采用将其切断的结构，则至少与已有技术相比较，可提高生产性。显然，最好，在两者上形成穿孔150。

(l)在上述实施方式中，在正极片4和负极片5的两者上形成穿孔150的时刻是同一时期的(参照图13)，显然，也可使两者的时刻错开。

(m)在上述实施方式中，在转台12上设置用于挂住各种片2～5的支承辊15A、15B，但也可形成省略支承辊15A、15B的结构。

(n)在上述实施方式中，在卷芯13、14的狭缝13S、14S内，两个电极片4、5的始端部4f、5f定位的位置相同，但是，并不限于此，也可形成正极片4的始端部4f、与负极片5的始端部5f的定位的位置不同的结构。

标号的说明：

标号1表示电池元件；

标号2、3表示分隔件；

标号4表示正极片；

标号5表示负极片；

标号4e、5e表示终端部；

标号4f、5f表示始端部；

标号10表示卷绕装置；

标号11表示卷绕部；

标号12表示转台；

标号13、14表示卷芯；

标号13S、14S表示狭缝；

标号13T、14T表示夹紧机构；

标号15A、15B表示支承辊；

标号16表示分隔件切割器；

标号31表示正极片供给机构；

标号41表示负极片供给机构；

标号51、61表示分隔件供给机构；

标号71表示持握机构；

标号71a、71b表示夹具；

标号82表示穿孔切割器；

标号82a表示上刃；

标号82b表示下刃；

标号87表示切断粘贴装置；

标号90表示切割机构；

标号91表示持握机构；

标号92表示胶带粘贴机构；

标号100表示保护胶带；

标号P1表示卷绕位置；

标号P2表示取下位置。

Claims (4)

1.一种卷绕装置，其将涂敷有活性物质的带状电极片与由绝缘原材料形成的带状分隔件分别由规定的供给机构边供给边重合，进行卷绕，其特征在于，该卷绕装置包括：

转台，其将自身的中心轴作为旋转轴而能旋转地设置；

多个卷芯，其在上述转台的旋转方向以规定间隔间隔开而设置，同时分别将自身的中心轴作为旋转轴而旋转卷绕由上述各供给机构供给的上述电极片和分隔件；

狭缝，其设置于上述各卷芯中，能使上述电极片和分隔件穿过；

固定机构，其能将上述电极片和分隔件固定在上述狭缝内部；

折断线形成机构，其设置于上述电极片的供给机构上，能针对上述电极片形成折断线；

持握手段，其设置于上述电极片的供给机构上，能持握上述电极片；

该卷绕装置按照能进行下述工序的方式而构成：

在上述多个卷芯中的位于第1位置的第1卷芯上，以规定长度而卷绕由上述各供给机构供给的上述电极片和分隔件后，使上述转台旋转，将该第1卷芯移到第2位置，并且将不同于该第1卷芯的第2卷芯移到上述第1位置；

在由上述第1卷芯卷取的上述电极片的终端部与根据上述第2卷芯在下次卷绕的上述电极片的始端部之间的构成分割的位置，形成上述折断线；

将从位于上述第2位置的上述第1卷芯到上述各供给机构而配置的上述电极片和分隔件，穿过位于上述第1位置的第2卷芯的狭缝；

借助位于上述第2位置的上述第1卷芯，卷绕上述电极片和分隔件，从而将上述电极片的上述折断线的形成位置定位于上述第2卷芯的狭缝内的规定位置；

在上述电极片定位后，通过上述持握手段持握该电极片；

在通过上述持握手段持握上述电极片的状态，由上述第1卷芯卷绕上述电极片和分隔件，从而在上述折断线的形成位置切断上述电极片；

在将上述电极片切断后，由上述第1卷芯卷绕上述电极片和分隔件，从而卷取上述电极片的终端部；

在上述第2卷芯的狭缝内部，通过上述固定机构来固定通过上述第2卷芯而在下次卷绕的上述电极片和分隔件；

将从上述第1卷芯到第2卷芯而设置的上述分隔件切断；

在将上述分隔件切断后，由上述第1卷芯卷取上述分隔件的终端部。

2.根据权利要求1所述的卷绕装置，其特征在于，在通过上述折断线形成机构而形成上述折断线的部位，具备事先粘贴保护胶带的保护胶带粘贴机构。

3.根据权利要求2所述的卷绕装置，其特征在于：

上述保护胶带粘贴机构包括，

片切断机构，在构成由上述卷芯而卷取的上述电极片的分割的位置，该片切断机构将该电极片切断；

片持握手段，其包括：上游侧持握部和下游侧持握部，该上游侧持握部在上述片切断机构将上述电极片切断时，能在上述切断机构的上游侧持握该电极片，该下游侧持握部能在上述切断机构的下游侧持握该电极片，并且该片持握手段按照下述方式构成，该方式为：片切断后，在该各持握部持握该电极片的状态，将该电极片在片运送方向以相互离开的方向相对移动；

胶带粘贴机构，其按照下述方式构成，该方式为：将通过上述片持握手段而离开的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接，而从上述电极片的内外两个表面分别粘贴保护胶带，在上述电极片的上游侧部分和下游侧部分的间隙中，将上述两个保护胶带相互粘接；

上述折断线形成机构针对上述两个保护胶带相互粘接的部分形成上述折断线。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的卷绕装置，其特征在于，相对上述转台的旋转方向，在上述第1卷芯和第2卷芯之间设置支承辊，将从位于上述第2位置的上述第1卷芯到上述各供给机构而设置的上述电极片和分隔件挂于该支承辊上。