CN104106171A - 电池按压装置和电池按压方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池清扫装置和电池清扫方法，该电池清扫装置通过在辊压之前清扫电池单元的平面，使附着在平面上的灰尘不会在辊压时被按压在电池单元上而导致电池单元损伤。本发明的电池清扫装置具有清扫部件(102)，该清扫部件(102)在对于具有要被辊压的至少一个平面(14)的电池单元(10)进行辊压之前清扫平面(14)。

Description

电池按压装置和电池按压方法

技术领域

本发明涉及电池按压装置和电池按压方法。

背景技术

近年来，在各种各样的产品中使用了电池单元。电池单元通过将层叠有正极、隔膜、负极的电池元件配置在外封装内而形成。电池元件在外封装内浸渍于电解液，利用化学反应产生电力。

在制造这样的电池单元的过程中，在外封装内配置有电池元件的状态下向外封装内注入电解液。电解液从电池元件的周围朝向内部逐渐浸渗进来。因此，有时在电池元件的内部残留空气。

此外，在注入了电解液之后，有时由于化学反应而使电解液的一部分成为气体而积存在电池元件的内部。

因此，公知有这样的做法：对电池单元进行辊压，挤出电池元件内部的气体，提高电解液的浸渗(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－151156号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在向辊压工序输送电池单元的中途，有时灰尘附着于电池单元的表面。如果在灰尘附着于电池单元的表面的状态下进行辊压，则灰尘有可能损伤电池单元的表面。由此，有可能使覆盖外封装的层压膜剥离而金属部分暴露，也可能影响电池性能。

本发明即是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供除去电池单元表面的灰尘的电池清扫装置和电池清扫方法。

用于解决问题的方案

一种电池清扫装置，其具有清扫部件，该清扫部件在对于具有被辊压的至少一个平面的电池单元进行辊压之前清扫上述平面。

发明的效果

由于在辊压之前对电池单元的平面进行清扫，因此，附着在平面的灰尘在辊压时不会被按压在电池单元上而导致电池单元损伤。

附图说明

图1是表示电池单元的外观的立体图。

图2是表示电池单元的平面和侧面的图。

图3是电池单元的分解立体图。

图4是表示按压工序中的电池单元的运动的概略图。

图5是表示利用电池清扫装置清扫电池单元的情形的侧视图。

图6是从图5中的VI方向看电池清扫装置的概略图。

图7是从图5中的VIII方向看电池清扫装置的概略图。

图8是表示按压工序中的电池单元的运动的概略图。

图9是从图8中的IX方向看电池清扫装置的概略图。

图10是表示通过吹气清扫电池单元10的表面的方式的图。

图11是表示清扫用单元的概略图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在附图的说明中对相同的元件标注相同的附图标记，省略重复的说明。另外，为了便于说明，附图的尺寸比率有所夸张，有时与实际的比率不同。

本发明涉及对电池单元的平面进行清扫的电池清扫装置和电池清扫方法。在说明电池清扫装置和方法之前，对作为清扫对象的电池的结构进行说明。

电池

图1是表示电池单元的外观的立体图，图2是表示电池单元的平面和侧面的图，图3是电池单元的分解立体图。

如图1和图2所示，电池单元10具有扁平的矩形形状，从外封装材料13的同一个端部导出正极引线11和负极引线12。外封装材料13例如是对铝片的表面进行树脂涂覆而成的。

如图3所示，在外封装材料13的内部收容有进行充放电反应的发电元件(电池元件)15和电解液。发电元件15通过在正极30和负极40之间隔着片状的隔膜20交替地层叠正极30和负极40而形成。在将发电元件15配置在外封装材料13内部而加入有电解液的状态、进行初次充电的状态下，有时会在电池元件15内部(隔膜20)积存空气、气体等。例如在图2中虚线所示的圆形区域积存气体、空气。

正极30通过在片状的正极集电体的两个面形成正极活性物质层32而成。正极活性物质层32未形成在正极30的引板部分34。从发电元件15的层叠方向看，正极30的各引板部分34设于重合的位置。引板部分34与正极引线11相连接。

负极40通过在片状的负极集电体的两个面形成负极活性物质层42而形成。负极活性物质层42未形成在负极40的引板部分44。从发电元件15的层叠方向看，负极40的各引板部分44设于重合的位置且设于不与正极30的引板部分34重合的位置。引板部分44与负极引线12相连接。

电池单元10在扁平形的两侧形成有平面14。通过利用后述的按压辊按压该平面14，将积存在电池元件15内部的气体、空气挤出到电池元件15的外部，取而代之使电解液渗透至电池元件15内。

在利用按压辊按压电池单元10之前，电池清扫装置对电池单元10的平面14进行清扫。

下面，详细地说明电池清扫装置和其方法。

第1实施方式

说明第1实施方式的电池清扫装置和电池清扫方法。

图4是表示按压工序中的电池单元的移动的概略图，图5是表示利用电池清扫装置清扫电池单元的情形的侧视图，图6是从图5中的VI方向看电池清扫装置的概略图，图7是从图5中的VIII方向看1电池清扫装置的概略图。另外，在图4和图5中仅表示了电池清扫装置100中的清扫辊102。此外，图6的(A)和图7的(A)表示清扫过程中的电池清扫装置，图6的(B)和图7的(B)表示清扫之前的电池清扫装置。

在本实施方式中，电池清扫装置100应用于按压电池单元10的按压工序。首先，说明按压工序的构成。

在按压电池单元10的按压工序中，设有在将矩形的短边垂直地立起的状态下输送电池单元10的两个输送装置50、52。如图4中单点划线所示，一个输送装置50将电池单元10悬吊在空中进行输送。输送装置50例如是把持电池单元10的外封装材料13的外缘部分(上边)进行输送的输送机器人。

此外，输送装置52具有形成为环状且旋转的带53和设置在带53上的多个输送用托54。输送用托54通过夹持外封装材料13的下边的同时进行移动，从而输送电池单元10。由至少两个输送用托54支承电池单元10。

电池单元10被输送装置50搬运到按压工序，交接给输送装置52，在按压工序结束后，该电池单元10再次被输送装置50拾取而输出。为了稳定地在输送装置50、52之间交接电池单元10以及在按压工序中输送电池单元10，在按压工序中设有多个导辊56。导辊56设于电池单元10的输送方向两侧，其引导单元10的平面14，防止电池单元10在进行按压工序的过程中倒伏。

在按压工序中配置有按压辊60。如图5和图6所示，按压辊60通过从两侧夹持电池单元10的同时按压平面14，从而在层叠方向上按压内部的电池元件15。由此，电池元件15内的气体被挤出到电池元件15外，取而代之电解液渗透到电池元件15内。

此外，如图5和图6所示，在按压工序中，在电池清扫装置100中附带地设有静电除去装置62。静电除去装置62向电池单元10的平面14吹送在高频下产生的离子，对电池单元10进行除电。静电除去装置62与清扫辊102和按压辊60相比位于电池单元10的前进方向的后方，在清扫和按压之前对电池单元10的平面14进行除电。

如图5～图7所示，电池清扫装置100具有清扫辊102、转印辊104、辊支承部106、汽缸108、弹簧110、马达112、带114以及固定部116。

清扫辊102是在表面保持粘合材料的粘合辊，其通过与电池单元10的平面14接触的同时进行旋转，从而对电池单元10的表面进行清扫。清扫辊102位于比按压辊60靠电池单元10的前进方向后方的位置，其在按压之前清扫电池单元10的平面14。此外，清扫辊102位于比静电除去装置62靠电池单元10的前进方向前方的位置，对除电后的电池单元10清扫灰尘。

转印辊104在表面保持有粘合力比清扫辊102的粘合材料的粘合力高的粘合材料，是能够与清扫辊102接触的同时进行旋转的强粘合辊。如图6和图7所示，转印辊104与清扫辊102并列地配置。转印辊104在利用清扫辊102清扫电池单元10时与清扫辊102接触，在不清扫时离开清扫辊102。在后面详细叙述清扫辊102和转印辊104的接近、分开的动作。

辊支承部106将清扫辊102和转印辊104以旋转自由的方式保持。清扫辊102的旋转轴保持在设于辊支承部106的长孔106h中。长孔106h朝向电池单元10形成得较长。由此，清扫辊102能够向朝向电池单元10的方向或者离开电池单元10的方向移动。转印辊104安装在辊支承部106的预定位置，其以相对于辊支承部106在相同的位置旋转自由的方式保持在该辊支承部106上。

在辊支承部106中设有向与电池单元10相反的一侧突出的销106a。销106a具有用于保持弹簧110的一端的弹簧保持部106b。

汽缸108具有朝向电池单元10前进或者后退的轴，该轴固定在支承板108a上。辊支承部106的销106a贯通支承板108a。在支承板108a中形成有用于保持弹簧110的一端的弹簧保持部108b。辊支承部106的销106a贯通弹簧保持部108b。

弹簧110安装在上述弹簧保持部106b和弹簧保持部108b之间。弹簧110将汽缸108的轴的前进或者后退的动力传递到辊支承部106。例如，在汽缸108的轴朝向电池单元10前进时，支承板108a也同样地移动。随着该移动，弹簧保持部108b向电池单元10侧推压弹簧110。被推压的弹簧110推压弹簧保持部106b，也就是向电池单元10侧推压销106a。由于销106a的移动，辊支承部106也向电池单元10侧移动。这样，汽缸108的运动被传递到辊支承部106。在汽缸108的轴后退时，也根据同样的原理，辊支承部106也借助弹簧110后退。

马达112安装在支承板108a上。马达112具有旋转的轴。在马达112的轴上安装有带114。

带114安装在马达112的旋转轴和转印辊104的旋转轴上。因而，马达112的旋转也通过带114被传递到转印辊104。

固定部116相对于辊支承部106等独立地安装在固定位置。在汽缸108后退之后，固定部116与清扫辊102的旋转轴抵接，限制清扫辊102的运动。

作用

接着，参照图6和图7说明电池清扫装置100的作用以及按压辊60和静电除去装置62的作用。

例如，从图6中的纸面右侧向左侧输送电池单元10。利用未图示的传感器检测电池单元10的位置。在电池单元10的平面14的前进方向前端接近静电除去装置62的位置时，静电除去装置62工作。静电除去装置62向电池单元10的两侧的平面14吹送离子，对电池单元10进行除电。利用静电除去装置62进行除电，直到平面14的后端完全通过为止。

如图6的(B)和图7的(B)所示，电池清扫装置100在离开电池单元10的平面14的位置待机，直到电池单元10的平面14的前进方向前端到达为止。另外，在待机过程中，电池清扫装置100的清扫辊102和转印辊104互相离开。

在利用静电除去装置62除电后的电池单元10的平面14的前端到达时，如图6的(A)和图7的(A)所示，电池清扫装置100接近电池单元10。在此，详细地讲，汽缸108的轴向电池单元10侧前进，辊支承部106也接近电池单元10。首先，清扫辊102接触于电池单元10的表面。并且，即使辊支承部106前进，清扫辊102也沿着长孔106h改变与辊支承部106之间的相对位置，并大体上不改变与电池单元10之间的相对位置。随着辊支承部106的移动，转印辊104与清扫辊102接触。在汽缸108的轴停止前进时，辊支承部106也停止移动。在此，由于辊支承部106通过弹簧110连接于汽缸108的支承板108a，因此是所谓的浮动状态。由此，电池单元10、清扫辊102以及转印辊104之间以均等的力接触。

在电池单元10被向图6中的纸面左侧输送时，清扫辊102在电池单元10的平面14上向图6中箭头所示的方向旋转的同时，利用表面的粘合材料粘合电池单元10上的灰尘。转印辊104向随着清扫辊102的旋转的方向旋转。由于转印辊104具有粘合性比清扫辊102的表面的粘合性高的表面，因此对清扫辊102上的灰尘进行回收。另外，转印辊104利用马达112与电池单元10的输送速度同步地旋转。

在直到电池单元10的前进方向后端为止清扫结束时，电池清扫装置100离开电池单元10。详细地讲，汽缸108的轴向离开电池单元10的方向后退，辊支承部106也向离开电池单元10的方向移动。随着辊支承部106的移动，清扫辊102离开电池单元10。如果辊支承部106进一步后退，则清扫辊102的旋转轴碰到固定部116。由于清扫辊102的旋转轴保持在长孔106h中，因此，即使辊支承部106进一步后退，清扫辊102也能够利用固定部116定位。由于转印辊104也随着与辊支承部106的之间的相对位置的后退而移动，因此，转印辊104离开清扫辊102。在汽缸108的轴停止后退时，辊支承部106也停止移动。在此，清扫辊102和转印辊104以互相分开的状态支承在辊支承部106上。

在利用清扫辊102清扫后的电池单元10的平面14的前端到达按压辊60的位置时，如图6所示，按压辊60抵接于电池单元10的两个平面14，在平面14上进行辊压。由此，电池单元10内的电池元件15沿层叠方向被按压，将电池元件15内的空气、气体挤出，电解液渗透到电池元件15内。按压辊60继续按压电池单元10，直到电池单元10的平面14的后端完全通过为止。

像以上那样，采用第1实施方式的电池清扫装置100，能够获得以下的效果。

电池清扫装置100在利用按压辊60进行辊压之前利用清扫辊102清扫电池单元10的平面14。因而，附着于平面14的灰尘在辊压时不会被按压在电池单元10上而导致电池单元10损伤。此外，由于能够在与辊压相同的按压工序中清扫电池单元10，因此，不必为了清扫而设置其他工序。

由于清扫辊102是在表面安装有粘合材料的粘合辊，因此能够粘合除去平面14上的灰尘。

在电池清扫装置100中作为粘合性比清扫辊102的粘合性强的强粘合辊而设有转印辊104。通过使转印辊104与清扫辊102接触，能够粘合利用清扫辊102从电池单元10的平面回收的灰尘。由于能够对清扫辊102上的灰尘进行回收，因此，在清扫辊102的相同部分再次接触于电池清扫装置100的平面14时，灰尘不会返回至平面14而损伤平面14。

由于清扫辊102能够接触于电池单元10的两个平面14地起作用，因此能够高效地清扫。

转印辊104能够利用马达112的旋转动力与电池单元10的输送速度同步地被驱动从而进行旋转。因而，无论电池单元10和清扫辊102之间的粘合性以及清扫辊102和转印辊104之间的粘合性如何，都能够使转印辊104旋转。结果，清扫辊102也顺畅地旋转，不会由粘合性引起电池单元10的输送延迟等。

在清扫辊102清扫电池单元10时，转印辊104接触于清扫辊102而对灰尘进行回收。另一方面，在清扫辊102处于不清扫电池单元10的待机状态时，转印辊104不接触于清扫辊102。因而，能够防止待机过程中由清扫辊102和转印辊104的相互粘合导致的粘合性的不必要的降低。

第2实施方式

在第1实施方式中，同时清扫了电池单元10的两个平面14。但是，在第2实施方式中，说明每次清扫单侧的一个平面的方式。虽然在每次清扫一侧而不是从两侧清扫这一点上有所不同，但是若仅着眼于第1实施方式的电池清扫装置100的一对清扫辊102中的一个清扫辊102，则装置结构大致相同。因而，下面，对与第1实施方式同样的结构标注相同的参照编号，省略重复的说明。

图8是表示按压工序中的电池单元的运动的概略图。

如图8所示，在第2实施方式的按压工序中，设有两个输送装置70、72，它们在将平面14设为朝上下的状态、所谓的平置状态下输送电池单元10。一个输送装置70从上方保持电池单元10地在空中输送该电池单元10。输送装置70例如是吸附电池单元10的平面14进行输送的输送机器人。或者，输送装置70也可以是把持电池单元10的外封装材料13的外缘部分(上边)进行输送的输送机器人。

此外，输送装置72以输送托盘74在滑动装置73上滑动的方式进行输送。输送托盘74与电池单元10的大小相匹配地形成凹部，将电池单元10定位在该凹部中并输送该电池单元10。

在利用输送装置70在空中输送的工序中，在电池单元10的下表面侧配置有静电除去装置62和电池清扫装置100。利用未图示的传感器确认电池单元10的位置，利用静电除去装置62对电池单元10的下侧的平面14进行了除电之后，利用清扫辊102清扫该平面14。虽然是从单面进行操作，但是对电池单元10的平面14进行除电和清扫这一点与第1实施方式是同样的。

而且，电池单元10从输送装置70转移到输送装置72。此时，电池单元10以其清扫完毕的下表面与输送托盘74相面对的方式载置在输送托盘74上。

在电池单元10载置输送到输送托盘74的按压工序中，在电池单元10的未清扫的上表面侧配置有静电除去装置62、清扫辊102以及按压辊60。利用传感器确认电池单元10的位置，利用静电除去装置62对电池单元10的上侧的平面14进行了除电之后，利用清扫辊102清扫该平面14，进而利用按压辊60对电池单元10进行辊压。按压辊60通过朝向输送托盘74按压电池单元10，从而按压电池单元10内的电池元件15。虽然是从单面进行操作，但是对电池单元10的平面14进行除电、清扫以及辊压这一点与第1实施方式是同样的。

图9是从图8中的IX方向看电池清扫装置的概略图。电池清扫装置100与第1实施方式同样，通过汽缸108前进或者后退，使清扫辊102和转印辊104接近或者离开电池单元10。在清扫辊102接触于电池单元10的平面14时，转印辊104也接触于清扫辊102。清扫辊102离开电池单元10的平面14，电池清扫装置100返回到待机位置时，转印辊104离开清扫辊102。这样，能够清扫电池单元10的平面14的单侧。在清扫被载置在输送托盘74上的电池单元10的平面14的情况下，电池清扫装置100配置在将图9中的上下颠倒后的位置。结构是同样的。

在像上述第2实施方式那样平置地输送电池单元10的情况下，也能够每次一个面地清扫电池单元10的平面14。由于在载置于输送托盘74之前清扫与输送托盘74相面对而隐藏的平面14，因此能够清扫电池单元10的两个面。在利用按压辊60按压电池单元10时，在电池单元10的表面没有灰尘，灰尘不会被按压在电池单元10上而导致电池单元10破损。

另外，在第1实施方式中，是利用马达112驱动转印辊104的，但在第2实施方式中省略了马达112。由于电池单元10、清扫辊102以及转印辊104利用均等的压力互相接触，因此，通过输送电池单元10而清扫辊102连带转动，转印辊104也一起连带转动。特别是，在第2实施方式中，由于像输送装置70、输送托盘74那样牢固地保持电池单元10的同时输送该电池单元10，因此，即使不驱动转印辊104，电池单元10也不会发生输送延迟。不言而喻，也可以与第1实施方式同样地设置马达112而使转印辊104与电池单元10的输送速度一致地旋转。

第3实施方式

在第1实施方式和第2实施方式中，说明了使用清扫辊102清扫电池单元10的表面的方式。但是，清扫部件并不限定于此。

图10是表示通过吹气来清扫电池单元10的表面的方式的图。

如图10所示，在第3实施方式中，作为清扫部件设有电池清扫装置120来替代包含清扫辊102的电池清扫装置100。电池清扫装置120通过朝向电池单元10的平面14吹送空气，吹散电池单元10上的灰尘，对电池单元10进行清扫。其他的结构与第1实施方式和第2实施方式是同样的。

由于通过吹送空气来除去电池单元10上的灰尘，因此不接触于电池单元10就能够清扫平面。

第4实施方式

在第1实施方式和第2实施方式中表示了利用转印辊104回收由清扫辊102粘合了的灰尘的例子。但是，并不限定于此。也可以仅利用清扫辊102清扫电池单元10，而不设置转印辊104。

图11是表示清扫用单元的概略图。

在没有转印辊104的情况下，需要定期地对清扫辊102进行清扫。在清扫清扫辊102时，使用图11所示的清扫用单元130。清扫用单元130例如在板材132上安装有橡胶134，形成为与电池单元10同样的形状。在橡胶134上安装有粘合片136。粘合片136的粘合性比清扫辊102的表面的粘合性高。

替代在图4、图8中输送电池单元10，而输送清扫用单元130，使电池清扫装置100的清扫辊102接触于清扫用单元130。由此，能够将附着在清扫辊102的表面的灰尘回收到清扫用单元130，能够对进行清扫辊102清扫。

这样，在不设置转印辊104的情况下，也能够对清扫辊102进行清扫。

本申请基于2012年2月13日申请的日本专利申请编号2012－28487号，参照其公开内容，将其整体编入。

附图标记说明

10、电池单元；13、外封装材料；14、平面；15、电池元件；50、52、70、72、输送装置；53、带；56、导辊；60、按压辊；62、静电除去装置；73、滑动装置；74、输送托盘；100、120、电池清扫装置；102、清扫辊；104、转印辊；106、辊支承部；106a、销；106b、弹簧保持部；106h、长孔；108、汽缸；108a、支承板；108b、弹簧保持部；110、弹簧；112、马达；114、带；116、固定部；130、清扫用单元；132、板材；134、橡胶；136、粘合片。

Claims (11)

1.一种电池清扫装置，其中，

该电池清扫装置具有清扫部件，该清扫部件在对于具有要被辊压的至少一个平面的电池单元进行该辊压之前，清扫上述平面。

2.根据权利要求1所述的电池清扫装置，其中，

上述清扫部件在与上述辊压相同的工序中清扫上述平面。

3.根据权利要求1或2所述的电池清扫装置，其中，

上述清扫部件是在表面保持粘合材料的粘合辊，其以在旋转的同时接触于上述电池单元的平面的方式清扫该平面。

4.根据权利要求3所述的电池清扫装置，其中，

该电池清扫装置还具有强粘合辊，该强粘合辊在表面保持粘合力比上述粘合辊的表面的粘合材料的粘合力高的粘合材料，该强粘合辊在接触于上述粘合辊的同时旋转。

5.根据权利要求4所述的电池清扫装置，其中，

该电池清扫装置输送上述电池单元，

上述强粘合辊与上述电池单元的输送速度同步地被驱动进行旋转。

6.根据权利要求1或2所述的电池清扫装置，其中，

上述清扫部件通过向上述电池单元的平面吹送空气来清扫该平面。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电池清扫装置，其中，

上述电池单元在成为正面和背面的两个面上设有上述平面，

上述清扫部件朝向上述电池单元的两个面设有一对，同时清扫上述两个面。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的电池清扫装置，其中，

上述电池单元在成为正面和背面的两个面上设有上述平面，

上述清扫部件首先清扫上述电池单元的一个面，以该一个面与输送上述电池单元的输送部件相面对的方式将上述电池单元载置在该输送部件之后，清扫上述电池单元的另一个面。

9.一种电池清扫方法，其中，

在对于具有要被辊压的至少一个平面的电池单元进行辊压之前，利用清扫部件自动地清扫上述平面。

10.根据权利要求9所述的电池清扫方法，其中，

上述清扫部件在与上述辊压相同的工序中清扫上述平面。

11.根据权利要求9或10所述的电池清扫方法，其中，

上述清扫部件是在表面保持粘合材料的粘合辊，其以在旋转的同时接触于上述电池单元的平面的方式清扫该平面，

在表面保持粘合力比上述粘合辊的表面的粘合材料的粘合力高的粘合材料的强粘合辊以接触于上述粘合辊的同时进行旋转的方式清扫上述粘合辊。