CN105810989B - 卷绕装置和卷绕元件的制造方法与卷绕元件 - Google Patents

卷绕装置和卷绕元件的制造方法与卷绕元件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种卷绕装置和卷绕元件的制造方法与卷绕件,用于谋求生产效率的提高、确保稳定的生产率。在卷绕装置(10)中,通过切割机构(90),在电极片(4、5)的始端部和终端部的划分位置切断电极片(4、5),在使电极片(4、5)的上游侧部分和下游侧部分分离的状态下,通过由保护胶带(100)等形成的胶带部,将电极片(4、5)的上游侧部分和下游侧部分连接。另外,通过分隔件等的切割器(16),在分隔件(2、3)和保护胶带(100)等重合的状态下,一次性地将分隔件(2、3)和保护胶带(100)等切断。由于一次性地将分隔件(2、3)和保护胶带(100)等切断,故可提高生产效率。此外,由于不需要用于切断保护胶带(100)等的折断线,故可确保稳定性的生产率。

Description

卷绕装置和卷绕元件的制造方法与卷绕元件
技术领域
本发明涉及一种卷绕装置,该卷绕装置用于获得比如内置于二次电池等中的卷绕元件。
背景技术
比如用作锂离子电池等的二次电池的卷绕元件通过下述方式制造,该方式为:涂敷有正极活性物质的正电极片与涂敷有负极活性物质的负电极片在介于由绝缘原材料形成的两个分隔件而重合的状态下卷绕。
在制造该卷绕元件的卷绕装置中,从呈卷状卷绕的原料卷而供给的上述各电极片和分隔件分别沿各自的运送通路运送给卷绕部,通过上述卷绕部,电极片和分隔件在重合的状态卷绕。
作为卷绕部的结构,包括有下述的类型,其具有:比如以可旋转的方式设置的转台;多个卷芯,该多个卷芯沿该转台的旋转方向,以规定间隔分开设置,并且以自身也可旋转的方式设置(比如参照专利文献1等)。
另外,作为卷绕装置,人们提出了下述的类型,其具有固定机构、持握机构、片切断机构、胶带粘贴机构和折断线形成机构,以便谋求生产率等的提高(比如参照专利文献2等)。固定机构在设置于卷芯上的狭缝内部,固定电极片和分隔件。持握机构分别设置于各电极片的供给机构上,持握电极片。片切断机构在下述位置预先切断电极片,该位置指:通过多个卷芯中的位于第1位置(卷绕位置)的第1卷芯而卷取的电极片的终端部(下游侧部分)、和通过多个卷芯中的位于第2位置(取下位置)的第2卷芯而在下次卷取的电极片的始端部(上游侧部分)的划分位置。在两者间隔开的状态,胶带粘贴机构通过保护胶带而将已切断的电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。折断线形成机构在上述保护胶带中的位于电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的部位,形成切断用的折断线(比如,针眼)。
对采用该卷绕装置的卷绕元件的制造方法进行说明,首先,如果将各电极片和分隔件以某种程度而卷绕于位于第1位置的第1卷芯上,则第1卷芯移动到第2位置,并且完全没有卷绕的第2卷芯移动到第1位置。另外,在本说明中,已经实施通过片切断机构而切断电极片的工序;借助胶带粘贴机构,用保护胶带将电极片的上游侧部分和下游侧部分连接的工序;借助折断线形成机构,在保护胶带上形成折断线的工序。
接着,将各电极片和分隔件穿过第2卷芯的狭缝。在该状态,如果连续进行第1卷芯的卷绕作业,粘贴于负电极片上的保护胶带的上述折断线导向到第2卷芯的狭缝的内部,则第1卷芯的卷绕动作暂时停止,通过供给机构的上述持握机构来持握负电极片。接着,在通过持握机构而持握负电极片的状态下使第1卷芯旋转,将各电极片和分隔件卷绕于第1卷芯上。由此,于折断线切断粘贴于负电极片上的保护胶带,并且将一个元件量的负电极片的终端部卷取于第1卷芯上。
同样地,如果粘贴于正电极片上的保护胶带的上述折断线被导向到第2卷芯的狭缝的内部,则第1卷芯的卷绕动作暂时停止,通过供给机构的上述持握机构来持握正电极片。接着,在通过持握机构而持握正电极片的状态下,使第1卷芯旋转,卷绕正电极片和各分隔件。由此,在折断线处,切断粘贴于正电极片上的保护胶带,并且将一个元件量的正电极片的终端部卷取于第1卷芯上。
接着,如果两片电极片的终端部的卷取完成,另外两个分隔件以规定量而卷绕,则停止第1卷芯的卷绕动作。
然后,通过第2卷芯的上述固定机构,固定两片电极片和两个分隔件。之后,切断跨设于第1卷芯和第2卷芯之间的两个分隔件。接着,通过使第1卷芯旋转,卷取两个分隔件的终端部,并且通过规定的固定胶带将两个分隔件的终端部进行卷绕固定,由此获得卷绕元件。之后,反复进行这样的动作,将各电极片和各分隔件交替地卷绕于各卷芯上,由此,依次制造卷绕元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开平11—265726号公报
专利文献2:JP特开2014—38784号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述卷绕装置中,为了切断各保护胶带和分隔件,必须要求进行:
(1)于各保护胶带上形成折断线的工序;
(2)通过持握机构而持握负电极片的工序;
(3)通过使第1卷芯旋转,于折断线切断负电极片的保护胶带的工序;
(4)通过持握机构而持握正电极片的工序;
(5)通过使第1卷芯旋转,于折断线切断正电极片的保护胶带的工序;
(6)通过固定机构而固定两片电极片和两个分隔件的工序;
(7)切断分隔件的工序。
于是,为了切断各保护胶带和分隔件,必须要求较多数量的工序,具有无法充分地提高生产效率的忧虑。
此外,具有下述的危险,即,在电极片的运送中,于折断线处保护胶带被切断,或在折断线处切断保护胶带时,保护胶带与电极片剥离开。由此,其结果是,具有分隔件的两个端部的剩余部分(没有覆盖电极片的部分)拉长的可能性。
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可实现提高生产效率、确保稳定的生产率等效果的卷绕装置和卷绕元件的制造方法以及卷绕元件。
用于解决课题的技术方案
下面分项地对适合于达到上述目的的各技术方案进行说明。另外,根据需要,附加相应的技术方案所特有的作用效果。
技术方案1.涉及一种卷绕装置,该卷绕装置一边从规定的供给机构分别供给涂敷有活性物质的带状的两片电极片以及由绝缘原材料形成的带状的分隔件,一边将该两片电极片和分隔件重合而卷绕,
其特征在于,该卷绕装置包括:
卷芯,该卷芯能以自身的中心轴为旋转轴而旋转,卷绕从上述各供给机构所供给的上述各电极片与上述分隔件;
电极片切断机构,该电极片切断机构在下述位置切断上述各电极片,该位置为:通过上述卷芯而卷取的终端部与通过上述卷芯而在下次卷取的始端部的划分位置;
片分离机构,该片分离机构在通过上述电极片切断机构而切断上述电极片后,使上述电极片的被切断部分的上游侧部分和下游侧部分分离;
片连接机构,该片连接机构从上述电极片的内外两个面分别将保护胶带粘贴于通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分上,通过上述保护胶带构成至少一部分的胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接;
固定机构,该固定机构在通过上述卷芯以规定量卷绕上述分隔件和上述各电极片,使贴附于上述各电极片上的上述各胶带部与上述分隔件重合的状态,固定上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件;
分隔件等的切断机构,该分隔件等的切断机构在通过上述固定机构固定上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件之后,一次性地将重合状态的上述各胶带部和上述分隔件切断。
按照上述技术方案1,各电极片通过电极片切断机构,于下述位置而切断,该位置为通过卷芯而卷取的下游侧部分(终端部)与通过卷芯而在下次卷取的上游侧部分(始端部)的划分位置。另外,在各电极片中,在通过片连接机构,其上游侧部分和下游侧部分之间间隔开的状态,在上述上游侧部分和下游侧部分上粘贴保护胶带。其结果是,通过保护胶带构成其至少一部分的胶带部,将上游侧部分和下游侧部分连接。
接着,在贴附于各电极片上的各胶带部和分隔件相互重合后,通过固定机构,将电极片和贴附于其上的胶带部中的至少一者以及分隔件固定。然后,在像这样通过固定机构将电极片等以及分隔件固定的状态下,通过分隔件等的切断机构,一次性地切断分隔件和两个胶带部。
作为其结果,按照上述技术方案1,为了切断各胶带部和分隔件,可进行:
(1)通过固定机构而固定电极片等以及分隔件的工序;
(2)一次性地切断分隔件和各胶带部的工序。
即,按照上述技术方案1,为了切断各胶带部,不需要于胶带部(保护胶带等)上形成折断线的工序、持握各电极片的工序,另外,可将切断各胶带部的工序与切断分隔件的工序统一于一个工序。于是,可极有效地提高生产效率。
另外,由于不必要求设置切断用的折断线,故不会产生在电极片的运送中于折断线处切断胶带部的情况,另外,与施加张力并切断胶带部的场合相比较,在切断时胶带部剥离的可能性也显著降低。于是,可确保稳定的生产率。
此外,按照上述技术方案1,分隔件的端部的剩余部分(没有覆盖电极片的部分)的长度,为从胶带部的被切断部分到接近电极片的该被切断部分的一侧的端缘的长度相同的程度。于是,可削减分隔件的使用量,谋求降低制造成本、卷绕元件的小型化。
还有,由于电极片的切断面处于通过保护胶带覆盖而保护的状态,故即使在伴随切断的毛刺、尖锐边产生于电极片的切断面上的情况下,仍可防止这些毛刺等露出的情况。由此,可防止因毛刺等损伤分隔件的情况,可谋求卷绕元件的品质的提高。
技术方案2.涉及技术方案1所述的卷绕装置,其特征在于,该卷绕装置具有转台,在该转台中设置多个上述卷芯,该转台能以自身的中心轴为旋转轴而旋转,于自身的旋转方向以规定间隔分开设置上述多个卷芯。
按照上述技术方案2,可一边通过使转台旋转使多个卷芯移动,一边依次进行卷绕。即,可在多个卷芯中的一个上卷绕分隔件、电极片的下游侧部分(终端部)的同时,在其它的卷芯开始新的卷绕。其结果是,与仅仅具有一个卷芯的卷绕装置相比较,可谋求生产率的提高。
技术方案3.涉及技术方案1或2所述的卷绕装置,其特征在于,上述电极片按照涂敷有正极活性物质的正电极片与涂敷有负极活性物质的负电极片通过上述卷芯而卷取的方式构成,
在上述片连接机构的上述保护胶带的粘贴时,上述正电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙按照大于上述负电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙的方式构成。
按照上述技术方案3,可形成针对已获得的卷绕元件,更加可靠地通过负电极片覆盖正电极片的结构。于是,可有效地抑制伴随正电极片没有被负电极片覆盖而产生的不良状况(比如,在正电极片上形成针状的析出物,损伤分隔件等)。其结果是,可进一步提高卷绕元件的品质。
另外,在负电极片位于正电极片的外周侧的场合,上述效果是显然的,即使在正电极片位于负电极片的外周侧的情况下,在形成于负电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙与形成于正电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙具有规定值以上的差的场合,仍可充分地实现该效果。
技术方案4.涉及技术方案1~3中的任意一项所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带位置检测机构,该胶带位置检测机构沿上述各电极片的运送通路,设置于上述电极片切断机构和上述片连接机构的下游,检测上述胶带部的位置;
片测长机构,该片测长机构根据上述胶带位置检测机构的检测结果,测量从上述胶带部的位置到下一上述胶带部的位置之间的上述电极片的长度;
供给长度调节机构,该供给长度调节机构能根据上述片测长机构的测量结果,调节从上述供给机构供给的上述电极片的长度。
另外,胶带位置检测机构既可直接地从胶带部自身检测胶带部的位置,也可间接地检测该位置。比如,胶带位置检测机构既可通过检测一个元件量的电极片的上游侧端缘(始端)或下游侧端缘(终端)来检测胶带部的位置,也可通过检测形成于一个元件量的电极片彼此的间隙来检测胶带部的位置。
按照上述技术方案4,可通过利用胶带部的位置,计量实际上供给的一个元件量的电极片的长度。另外,供给长度调节机构可根据计量的电极片的长度,调节从供给机构而供给的电极片的长度。比如,在通过片测长机构而计量出的一个元件量的电极片的长度比规定的长度长5mm时,供给长度调节机构使从供给机构而供给的电极片的长度比当前的设定值短5mm。由此,可使所获得的卷绕元件的电极片的长度更加适合,可更进一步提高卷绕元件的品质。
此外,按照上述技术方案4,在通过分隔件等的切断机构切断各胶带部时,可更加可靠地防止沿运送方向,各胶带部的位置产生大的偏差的情况。由此,可在胶带部等的切断时,更加可靠地将各胶带部重合,可通过分隔件等的切断机构更加可靠而一次性地切断各胶带部和分隔件。其结果是,可确保更加稳定的生产率。
技术方案5.涉及技术方案1~4中的任意一项所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
比如,在于卷绕元件中,要求电极片的长度的差为一定值以上的尺寸等的条件的场合,为了满足该条件,在电极片的上游侧部分和下游侧部分之间具有较大的间隙,且必须要求用胶带部将电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。在这样的场合,如果仅仅根据贴于电极片的内外面上的两片保护胶带将电极片的上游侧部分和下游侧部分连接,则保护胶带重合的壁厚较大的部分以较长地形成。由此,具有已获得的卷绕元件的外径较大的危险。另外,还具有于保护胶带彼此之间容易产生气泡,导致卷绕元件的品质降低的危险。
在此方面,按照上述技术方案5,由于电极片的上游侧部分和下游侧部分经由一片连接用胶带而连接,故可使保护胶带重合的部分较短。于是,可在电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,使保护胶带重合而得到的壁厚较厚的部分较短。由此,可使已获得的卷绕元件的外径较小,谋求卷绕元件的小型化。另外,可使已重合的保护胶带彼此之间难以产生气泡,可有效地抑制卷绕元件的品质的降低。
技术方案6.涉及一种卷绕元件的制造方法,该方法用于采用卷绕装置制造卷绕元件,该卷绕元件卷绕有涂敷了活性物质的带状的两片电极片与由绝缘原材料形成的带状的分隔件,该卷绕装置具有能以自身的中心轴为旋转轴而旋转的卷芯,其特征在于,该方法包括:
电极片切断工序,在该工序中,切断上述各电极片;
片分离工序,在该工序中,在上述电极片切断工序的上述电极片的切断后,使上述电极片的被切断部分的上游侧部分和下游侧部分分离;
片连接工序,在该工序中,从上述电极片的内外两个面分别将保护胶带粘贴于在上述片分离工序中分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分上,通过构成上述保护胶带的至少一部分的胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接;
卷绕工序,在该工序中,将上述各电极片与上述分隔件卷绕于上述卷芯上,使贴附于上述各电极片上的上述各胶带部和上述分隔件处于重合的状态;
固定工序,在该工序中,在上述各胶带部与上述分隔件重合的状态下,将上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件固定;
分隔件等的切断工序,在该工序中,在将上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件固定的状态下,一次性地将重合状态的上述各胶带部和上述分隔件切断。
按照上述技术方案6,实现与上述技术方案1相同的作用效果。
技术方案7.涉及技术方案6所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述卷绕装置包括多个上述卷芯;
转台,该转台能以自身的中心轴为旋转轴而旋转,于自身的旋转方向以规定间隔分开设置上述多个卷芯;
上述各卷芯具有使上述电极片和上述分隔件穿过的狭缝,
该方法包括:
卷芯移动工序,在该工序中,在上述多个卷芯中的位于第1位置的第1卷芯上,以规定长度卷绕上述各电极片和上述分隔件后,使上述转台旋转,使该第1卷芯移动到第2位置,并且使不同于上述第1卷芯的第2卷芯移动到上述第1位置;
狭缝穿过工序,在该工序中,使配置于下述位置的上述各电极片和上述分隔件,穿过位于上述第1位置的上述第2卷芯的上述狭缝,该位置为,从位于上述第2位置的上述第1卷芯,到上述各电极片和上述分隔件的各供给源的位置;
终端部卷取工序,在该工序中,在于上述分隔件等的切断工序中,在上述分隔件和各胶带部切断后,通过上述第1卷芯来卷取上述分隔件的终端部和上述各电极片的终端部;
在上述卷绕工序中,在上述狭缝穿过工序中的上述各电极片和上述分隔件穿过上述第2卷芯的上述狭缝后,通过位于上述第2位置的上述第1卷芯来卷绕上述各电极片和上述分隔件,由此,将连接上述各电极片的上述各胶带部在相互重合的状态下设置于上述第1卷芯和上述第2卷芯之间;
在上述固定工序中,在上述各胶带部和上述分隔件重合的状态下,在上述第2卷芯的上述狭缝内部,将上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件固定;
在上述分隔件等的切断工序中,在于上述第2卷芯的上述狭缝内部固定上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件的状态,一次性地将从上述第1卷芯到上述第2卷芯的上述分隔件和上述各胶带部切断。
此外,“各胶带部设置于第1卷芯和第2卷芯之间”包括于第2卷芯的狭缝的内部设置各胶带部的状态。
按照上述技术方案7,卷绕装置包括多个卷芯,如果于卷芯移动工序,在位于第1位置的第1卷芯上各电极片和分隔件以某种程度而卷绕,则该第1卷芯移到第2位置,并且第2卷芯移到第1位置。接着,于狭缝穿过工序,从第1卷芯到电极片和分隔件的各供给源而配置的各电极片和分隔件穿过第2卷芯的狭缝。
接着,在卷绕工序中,借助通过第1卷芯而卷绕各电极片和分隔件,在各胶带部于相互重合的状态,设置于第1卷芯和第2卷芯之间的规定位置。然后,在该状态,于固定工序,在第2卷芯的上述狭缝内部,固定电极片和贴附于其上的胶带部中的至少一者以及分隔件。接着,在分隔件等的切断工序,在于第2卷芯的狭缝中固定电极片等以及分隔件的状态下,一次性地切断分隔件和各胶带部。在切断后,于终端部卷取工序,根据第1卷芯卷取电极片、分隔件的终端部。
如果像这样,采用上述技术方案7,在切断分隔件和各胶带部时,根据第2卷芯的固定机构固定分隔件等。由此,在切断分隔件和各胶带部后(在分隔件等的切断工序后),可根据第2卷芯开始分隔件、电极片的卷绕。由此,可谋求生产率的进一步的提高。
技术方案8.涉及技术方案6或7所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述电极片按照涂敷有正极活性物质的正电极片与涂敷有负极活性物质的负电极片根据上述卷芯而卷取的方式构成,
在上述片连接工序中的上述保护胶带的粘贴时,上述正电极片的上游侧部分与下游侧部分之间的间隙大于上述负电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙。
按照上述技术方案8,实现与上述技术方案3相同的作用效果。
技术方案9.涉及技术方案6~8中的任何一项所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述胶带部包括一片连接用胶带,该一片连接用胶带位于上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,借助上述保护胶带,与上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
在上述片连接工序中,分别在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上,粘贴上述保护胶带,通过包括上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
按照上述技术方案9,实现与上述技术方案5相同的作用效果。
技术方案10.涉及一种卷绕元件,该卷绕元件通过技术方案6~9中的任何一项所述的卷绕元件的制造方法而获得。
按照上述技术方案6等,在分隔件等的切断工序中,由于各片部和分隔件在重合的状态一次性切断,故在切断后,各胶带部和分隔件的相应端缘部(被切断部)处于以某程度的对齐的状态。由此,在根据上述技术方案6等的制造方法而获得的卷绕元件中,如果电极片、分隔件正常地卷绕,则在其终端部,可通过目视而确认各胶带部和分隔件的端缘部。比如,在于胶带部和分隔件切断后,卷取电极片和分隔件的终端部的场合,贴附于各电极片上的各胶带部和分隔件的端缘部在稍微错开的状态,出现于卷绕元件的外周。于是,通过借助目视而确认卷绕元件的终端部,可容易地判断卷绕元件的电极片、分隔件的卷绕状态是否良好。
另外,如果各胶带部和分隔件的相应的端缘部处于稍微错开的状态,则在通过规定的胶带而进行卷绕固定时,可更加可靠地使该胶带的粘接面至少与各胶带部和分隔件接触(根据情况,可使胶带的粘接面更加可靠地与电极片接触)。其结果是,可更加可靠并且更加牢固地进行卷绕元件的卷绕固定。
附图说明
图1为表示电池元件的结构的剖面示意图;
图2为卷绕装置的基本结构图;
图3为卷绕部的基本结构图;
图4为卷芯的基本结构图;
图5为表示切断粘贴装置的结构的示意图;
图6为用于说明片切断时的切断粘贴装置的动作的示意图;
图7为用于说明片切断后的切断粘贴装置的动作的示意图;
图8为用于说明胶带粘贴时的切断粘贴装置的动作的示意图;
图9为用于说明负电极片切断后的切断粘贴装置的动作的示意图;
图10(a)~图10(e)为表示保护胶带的粘贴过程等中的电极片等的状态的示意图;
图11为表示各种片卷绕于位于卷绕位置的卷芯上的状态的卷绕装置的动作说明图;
图12为表示一个卷芯一边卷绕各种片,一边向取下位置移动,并且另一空的卷芯向卷绕位置移动的状态的卷绕装置的动作说明图;
图13为表示各种片穿过移到卷绕位置的空的卷芯的狭缝的状态下的卷绕装置的动作说明图;
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动作说明图;
图15为表示将保护胶带设置于规定位置的状态的卷绕装置的动作说明图;
图16为表示切断各保护胶带和分隔件的状态的卷绕装置的动作说明图;
图17为表示根据取下位置的卷芯,卷取分隔件和电极片的终端部,并且根据卷绕位置的卷芯,开始新的各种片的卷绕的状态的卷绕装置的动作说明图;
图18为用于表示已获得的电池元件的分隔件等的终端部的结构的部分放大示意图;
图19为第2实施方式的卷绕装置的基本结构图;
图20为第2实施方式的卷芯等的结构的基本结构图;
图21为用于表示第2实施方式的卷绕工序的示意图;
图22为用于表示第2实施方式的分隔件等的切断工序的示意图;
图23为用于表示第2实施方式的分隔件等的终端部的卷取工序的示意图;
图24为用于表示第2实施方式的分隔件等相对狭缝的穿过工序的示意图;
图25(a)~图25(e)为表示第3实施方式的电极片等的状态的示意图;
图26为表示第3实施方式的切断粘贴装置的结构的示意图;
图27为用于说明片切断时的切断粘贴装置的动作的示意图;
图28为用于说明片切断后的切断粘贴装置的动作的示意图;
图29为表示连接用胶带配置时的切断粘贴装置的示意图;
图30为用于说明保护胶带粘贴时的切断粘贴装置的动作的示意图;
图31为用于说明第3实施方式中的负电极片切断后的切断粘贴装置的动作的示意图;
图32为表示保护胶带等重合状态的卷绕装置的动作说明图;
图33为表示粘接用胶带等切断时的分隔件等的切割器的放大剖面示意图。
具体实施方式
下面参照附图,对实施方式进行说明。
(第1实施方式)
首先,对根据本实施方式的卷绕装置而获得的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:在夹设两片分隔件2、3,使正电极片4和负电极片5重合的状态下卷绕。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(在下面将它们统称的场合,称为“各种片2~5”)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彼此相互接触,引起短路的情况。
各电极片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,在各电极片4、5的内外两个面上涂敷有活性物质。正电极片4采用比如铝箔片。在其内外两个面上涂敷有正极活性物质(比如锰酸锂颗粒等)。负电极片5采用比如铜箔片,在其内外两个面上涂敷有负极活性物质(比如活性炭等)。另外,经由活性物质,可进行正电极片4和负电极片5之间的离子交换。更具体地说,在充电时,离子从正电极片4侧移向负电极片5侧,在放电时,离子从负电极片5侧移向正电极片4侧。
另外,图中未示出的多个正极引线从正电极片4的宽度方向一端缘伸出,并且图中未示出的多个负极引线从负电极片5的宽度方向一端缘伸出。
在获得锂离子电池时,按照下述方式设置,该方式为:已卷绕的电池元件1设置于由金属制成并呈筒状的电池容器(图中未示出)的内部,分别汇集有上述正极引线和负极引线。接着,已汇集的正极引线与正极端子部件(图中未示出)连接,相同地,已汇集的负电极引线与负极端子部件(在图中未示出)连接,两个端子部件封塞于上述电子容器的两端开口,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;用于将正电极片4供给到卷绕部11的正电极片供给机构31;用于将负电极片5供给到卷绕部11的负电极片供给机构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内的各种机构为基本上根据在图中没有示出的控制机构而进行动作控制的结构。
在正电极片供给机构31的最上游侧,正电极片4呈卷状而卷绕的正电极片原料卷32以可旋转的方式支承。从这里,适当地抽出正电极片4。
另外,在从正电极片原料卷32到卷绕部11的正电极片4的运送通路的中途,按照从下游侧起的顺序,设置作为胶带位置检测机构的检测传感器83、第1排送辊84、缓冲机构85、第2排送辊86和切断粘贴装置87。
检测传感器83由比如光电传感器构成,检测贴于正电极片4上的由聚丙烯等形成的作为胶带部的保护胶带100。检测传感器83朝向正电极片4照射光,根据反射光的差异,直接地检测保护胶带100。如果检测到保护胶带100,则将检测到保护胶带100的内容的信号从检测传感器83,输入到规定的计算控制装置89中。
计算控制装置89在每当信号从检测传感器83而输入时,获得从此前的信号输入时起的设置于后述的测长辊85a上的编码器的旋转量。接着,根据已获得的旋转量,计算从保护胶带100的粘贴位置到下一保护胶带100的粘贴位置的距离,即,计算出根据卷绕部11而实际上卷取的电池元件1的单件量的正电极片4的长度。在本实施方式中,通过计算控制装置89和测长辊85a构成片测长机构。
另外,计算控制装置89预先记录与电池元件1的单件量的正电极片4的长度有关的设定值,根据该设定值,控制第2排送辊86的动作。更具体地说,计算控制装置89根据设置于第2排送辊86上的编码器(在图中没有示出),逐个地接收与从第2排送辊86排送的正电极片4的长度有关的数据,在根据已接收的数据而把握的正电极片4的排送量和上述设定值相等时,停止第2排送辊86的动作。
此外,计算控制装置89可逐个地更新上述设定值,根据实际上供给的(计算的)正电极片4的长度和上述设定值的差分,导出并更新新的设定值。比如,在实际上供给的(已计算的)正电极片4的长度比设定值长5mm的场合,计算控制装置89将新的设定值更新为比当前的设定值短5mm的值。由此,下次供给的正电极片4的长度比上次的供给长度短5mm。在本实施方式中,通过计算控制装置89和第2排送辊86构成供给长度调节机构。
第1排送辊84具有与在图中没有示出的电动机连接的上下一对的辊84a、84b,该第1排送辊84按照下述方式构成,该方式为:一边通过两个辊84a、84b夹持正电极片4,一边对应于卷绕部11的卷绕动作排送正电极片4。
另一方面,第2排送辊86用于一边排送正电极片4,一边将保护胶带100的粘贴位置相对切断粘贴装置87而定位,第2排送辊86包括与图中没有示出的电动机连接的上下一对辊86a、86b,以及在图中没有示出的编码器等。此外,第2排送辊86按照下述方式构成,该方式为:一边通过两个辊86a、86b夹持正电极片4,一边根据来自计算控制装置89的控制,以间歇方式排送正电极片4。
缓冲机构85包括:具有图中没有示出的编码器的测长辊85a;从动辊85b;升降辊85c,该升降辊85c以可于上下方向位移的方式设置于两个辊85a、85b之间,该缓冲机构85起下述的作用,即,吸收卷绕部11的正电极片4的排送量与第2排送辊86的正电极片4的排送量的差。另外,缓冲机构85还用作张力施加机构,用于对所卷绕的正电极片4施加规定的张力,防止正电极片4的松弛。
切断粘贴装置87用于进行正电极片4的切断、保护胶带100的粘贴等,如图5等所示,其包括:作为切断正电极片4的电极片切断机构的切割机构90;持握机构91,其作为在切割机构90的正电极片4的切断时持握正电极片4的片分离机构;胶带粘贴机构92,其作为将保护胶带100粘贴于正电极片4的被切断部分上的胶带连接机构。
切割机构90由位于正电极片4的上侧的上刃90a与位于正电极片4的下侧的下刃90b构成,并且该各刃90a、90b按照可避让到正电极片4的运送通路之外的方式构成。
持握机构91包括:上游侧持握部91a,该上游侧持握部91a可在切割机构90的上游侧持握正电极片4;下游侧持握部91b,该下游侧持握部91b可在切割机构90的下游侧持握正电极片4,并且该持握机构91按照上游侧持握部91a可相对下游侧持握部91b,沿正电极片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按照根据在图中未示出的驱动机构,可在距下游侧持握部91b相当距离的退避位置与最接近下游侧持握部91b的最接近位置之间移动的方式构成。即,按照各持握部91a、91b可沿片运送方向相互接近和离开的方向相对移动的方式构成。另外,为了方便,将标号省略,各持握部91a、91b具有上下一对夹具,按照通过图中未示出的驱动机构使该夹具进行开闭动作的方式构成。
胶带粘贴机构92包括:上保持部92a,该上保持部92a可在正电极片4的上方位置保持保护胶带100;下保持部92b,该下保持部92b可在正电极片4的下方位置保持保护胶带100,胶带粘贴机构92按照下述方式构成,该方式为:通过在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动作。
返回到图2的说明,在负电极片供给机构41的最上游侧,负电极片5呈卷状而卷绕的负电极片原料卷42以可旋转的方式支承,从这里,负电极片5适当地被抽出。
另外,在从负电极片原料卷42到卷绕部11的负电极片5的运送通路的中途,与正电极片4的运送通路相同,设置有作为胶带位置检测机构的检测传感器83、第1排送辊84、缓冲机构85、第2排送辊86、切断粘贴装置87和计算控制装置89等。由于该检测传感器83、第1排送辊84、缓冲机构85、第2排送辊86、切断粘贴装置87和计算控制装置89等的各种结构与设置于正电极片4的运送通路上的装置相同,故省略其具体的说明。另外,在本实施方式中,对应于各电极片4、5的相应运送通路,按照各一个的方式设置计算控制装置89,但是也可按照下述方式构成,该方式为:仅设置一个计算控制装置89,通过该计算控制装置89进行各电极片4、5的供给量的调节等操作。
另一方面,分隔件供给机构51、61分别包括分隔件2、3呈卷状而卷绕的分隔件原料卷52、62。
分隔件原料卷52、62以可自由旋转的方式支承,从这里,将分隔件2、3适当地抽出。
另外,在各种片2~5的供给通路的中途,设置有将各种片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)。
此外,在本实施方式中,按照下述方式设定各电极片4、5的运送通路的长度等,该方式为:通过导向辊88a、88b,在分隔件2、3和两片电极片4、5重合的状态,粘贴于正电极片4上的保护胶带100和粘贴于负电极片5上的保护胶带100重合。
下面详细地对卷绕部11的结构进行说明。如图3所示,卷绕部11包括:圆盘状的转台12,该转台12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,所述两个卷芯13、14于该转台12的旋转方向以180°的间隔而设置;两个支承辊15A、15B,所述两个支承辊15A、15B设置于相对该卷芯13、14分别于转台12的旋转方向每次基本以90°而错开的位置;作为分隔件等的切断机构的分隔件等的切割器16,用于切断分隔件2、3和保护胶带100;按压辊17,该按压辊17用于对卷绕后的不整齐的各种片2~5进行按压。
卷芯13、14分别用于在自身的外周侧卷取各种片2~5,按照通过图中未示出的驱动机构,以自身的中心轴作为旋转轴而可旋转的方式构成。另外,卷芯13、14按照沿转台12的轴线方向(图3的纸面进深方向),可相对该转台12进出的方式设置。
卷芯13(14)如图4所示,分别包括沿自身的轴线方向(图4的纸面进深方向)而延伸的一对芯片13A、13B(14A、14B),在所述一对芯片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)包括作为固定机构的夹具机构13T(14T),其用于在狭缝13S(14S)的内部固定各种片2~5。
夹具机构13T(14T)由管131(141)和与该管131(141)连接的在图中未示出的空气供给排出机构构成,该管131(141)的截面基本呈六边形,在其内部具有空间。图中管131(141)的上部构成粘接部132(142),该粘接部132(142)粘接于芯片13A(14A)上。另外,图中管131(141)的下部构成夹持部133(143),该夹持部133(143)按照与另一芯片13B(14B)面对的方式设置。此外,上述空气供给排出机构可进行相对管131(141)的内部空间的空气的供给,以及从内部空间的空气的排出。还有,管131(141)因将空气供给到其内部空间而膨胀,使上述夹持部133(143)从芯片13A(14A)突出。另外,管131(141)因排出其内部空间的空气而缩小,该夹持部133(143)退入其中一个芯片13A(14A)的凹部134(144)中。根据该方案,如图4所示,夹具机构13T(14T)可夹持从芯片13A、13B(14A、14B)之间穿过的分隔件2、3、正电极片4或贴于其上的保护胶带100以及负电极片5或贴于其上的保护胶带100。另外,在图4中,各种片2~5和保护胶带100的壁厚大于实际的尺寸。
返回到图3,卷芯13、14按照下述方式构成,该方式为:通过转台12的旋转,其可在作为第1位置的卷绕位置P1、作为第2位置的取下位置P2之间旋转运动。
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为用于进行卷绕后的各种片2~5,即电池元件1的取下的位置,在取下位置P2的周边部,设置用于从卷芯13、14,进行电池元件1的取下的取下装置(图示省略)。
在向取下位置P2移动后的卷芯13、14与上述供给机构31、41、51、61之间,于支承辊15A、15B上挂接、支撑各种片2~5。
分隔件等的切割器16设置于卷绕位置P1的附近,可在接近转台12而切断分隔件2、3和保护胶带100的切断位置与和转台12离开来不妨碍卷芯13、14的运动的退让位置之间移动。
按压辊17设置于取下位置P2的附近,按照可移动到接近转台12并按压卷绕后的各种片2~5的接近位置、以及离开转台12且不妨碍卷芯13、14的移动的退避位置的方式构成。
下面对采用上述卷绕装置10的电池元件1的制作方法进行说明。
首先,关于各电极片4、5的保护胶带100的粘贴顺序,将以正电极片4的场合为例而具体地进行说明。另外,保护胶带100相对负电极片5的粘贴顺序与保护胶带100相对正电极片4的粘贴顺序基本相同,但是有一部分不同(关于这一点,将在后面进行说明)。
如果像后述的那样,处于通过夹具机构13T(14T)固定了正电极片4的状态,则第1排送辊84停止,另一方面,第2排送辊86连续进行旋转动作,由此,排送上游侧的正电极片4。在此期间,在缓冲机构85中,升降辊85c下降,贮存已排送的量的正电极片4。在这里,在至少后述的保护胶带100的粘贴作业中(第2排送辊86的停止中)中,贮存通过第1排送辊84而排送的量。
另外,如果通过卷绕部11开始下次的一个元件量的卷绕动作,则第1排送辊84和第2排送辊86同步地旋转,依次将正电极片4从正电极片原料卷32运送到卷绕部11。
接着,如果根据设置于第2排送辊86上的编码器的计测值,判定通过卷绕部11而卷取的一个元件量的正电极片4的划分位置X1(参照图10(a))到达了切断粘贴装置87(切割机构90)的规定位置,则第2排送辊86停止。另一方面,第1排送辊84连续进行旋转动作,卷绕部11的卷绕作业连续地进行。于是,在第2排送辊86停止,第1排送辊84旋转的期间,在缓冲机构85中,升降辊85c上升,排送已贮存的正电极片4。另外,划分位置X1也指根据其中一个的卷芯13(14)而卷取的正电极片4的终端部,与根据另一卷芯14(13)而在下次卷取的正电极片4的始端部的划分位置。
如果第2排送辊86停止,其上游侧的正电极片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,通过切割机构90的上游侧和下游侧来持握正电极片4。接着,在像这样,在持握着正电极片4的状态驱动切割机构90,于上述划分位置X1将正电极片4切断。该工序相当于电极片切断工序。
在片切断后,切割机构90的各刃90a、90b退让至正电极片4的运送通路之外,并且如图7所示,在持握机构91的各持握部91a、91b持握正电极片4的状态,仅仅上游侧持握部91a移向片运送方向上游侧(图7的右侧)。由此,在已切断的正电极片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10(b))。该工序相当于片离开工序。另外,在该工序的期间,事先将保护胶带100从规定的供给装置供给到胶带粘贴机构92的两个保持部92a、92b。
在于正电极片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,保持有保护胶带100的胶带粘贴机构92的两个保持部92a、92b分别向正电极片4侧动作。由此,按照将正电极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b连接的方式从正电极片4的内外两个面,分别粘贴保护胶带100,并且在间隙4c部分,两片保护胶带100处于相互粘接的状态(参照图10(c))。该工序相当于片连接工序。
接着,如果切割机构90、持握机构91以及胶带粘贴机构92分别返回到原始的状态(参照图5),保护胶带100的粘贴作业结束,则第1排送辊84和第2排送辊86再次同步地旋转。接着,正电极片4与片切断前的场合相同,作为下一个正电极片4,通过保护胶带100而连接的上游侧部分4a和下游侧部分4b连续地运送给下游侧。
另外,在进行保护胶带100粘贴在负电极片5上的作业时,如图9所示,上游侧持握部91a向片运送方向上游侧(图9的右侧)的移动量小于保护胶带100在正电极片4上的粘贴作业的该移动量。由此,在已切断的负电极片5的上游侧部分5a和下游侧部分5b之间形成间隙5c,该间隙5c小于形成于正电极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b之间的间隙4c(参照图10(d))。而且,比粘贴于正电极片4上的保护胶带100短的保护胶带100按照将负电极片5的上游侧部分5a和下游侧部分5b连接的方式分别粘贴于负电极片5的内外两个面上(参照图10(e))。
接着,具体地对卷绕部11的电池元件1的卷绕顺序进行说明。在这里,按照从相对作为第1卷芯的一个卷芯13,一个电池元件1的各种片2~5的卷绕基本完成的阶段开始,到相对作为第2卷芯的另一卷芯14,开始卷绕各种片2~5的过程而具体地进行说明。
如果相对位于卷绕位置P1的一个卷芯13,各种片2~5以规定长度而卷绕(参照图11),则不停止卷芯13的卷绕动作,转台12旋转。该工序相当于卷芯运动工序。另外,在本实施方式中,负电极片5位于正电极片4的外周侧,进行卷芯13、14的卷绕。
由此,其中一个卷芯13一边卷绕各种片2~5,一边移到取下位置P2侧,而另一个卷芯14在相对转台12而退入的状态下移向卷绕位置P1侧(参照图12)。
然后,如果卷芯13到达取下位置P2,卷芯14到达卷绕位置P1,则停止转台12的旋转动作和卷芯13的旋转动作。如果处于该状态,则形成以下状态:从导向辊88a、88b到卷芯13而配置的各种片2~5挂绕于支承辊15A上,在该支承辊15A和导向辊88a、88b之间,将各种片2~5笔直地拉伸。
另外,在退入于转台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的长度方向、与卷芯14的狭缝14S的贯通方向基本平行的状态。
在该状态,卷芯14相对转台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13)。该工序相当于狭缝穿过工序。另外,在该工序,上述夹持部143退入于其中一个芯片14A的上述凹部144中。
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)。该工序相当于卷绕工序。伴随卷绕,粘贴于各电极片4、5上的各保护胶带100慢慢地接近卷芯14。接着,在各保护胶带100通过导向辊88a、88b的时刻,各保护胶带100处于相互重合的状态。
还有,进行卷芯13的卷绕,根据设置于卷绕部11(卷芯13)上的图中未示出的编码器的计量值,在贴于各电极片4、5上的各保护胶带100到达卷芯13、14之间的规定位置时,停止卷芯13的卷绕动作(参照图15)。另外,规定位置包括设置于卷绕位置P 1的卷芯14的狭缝14S内部(两片保护胶带100的一部分位于卷芯14的下游侧的可切断位置即可)。
然后,驱动卷芯14的夹具机构14T,将电极片4、5(和/或贴于其上的保护胶带100)、以及分隔件2、3固定。该工序相当于固定工序。同时,通过按压辊17按压卷绕于卷芯13上的各种片2~5(参照图16)。
如果分隔件2、3等相对于卷芯14被固定,则分隔件等的切割器16动作,在卷芯14的附近一次性地将重合状态的分隔件2、3和各保护胶带100切断(参照图16)。该工序相当于分隔件等的切断工序。由此,按照从卷芯14而稍微露出的程度的长度,将分隔件2、3切断,在卷绕时,处于下述状态,用该分隔件2、3的始端部覆盖电极片4、5的始端部,用该分隔件2、3的终端部覆盖电极片4、5的终端部的状态。
在分隔件2、3和各保护胶带100切断后,在通过按压辊17按压各种片2~5的状态下,卷绕卷芯13(参照图17)。由此,在没有分隔件2、3和电极片4、5的终端部部分不整齐的情况下完全地进行卷取。该工序相当于终端部卷取工序。
接着,如图18(另外,在图18中,以示意方式表示保护胶带100等)所示,通过借助规定的固定胶带101,将分隔件2、3、电极片4、5的终端部分等卷绕固定,由此,各种片2~5的卷绕作业完成,电池元件1完成。另外,如果在已完成的电池元件1中,各种片2~5正常地卷绕,则分隔件2、3的终端部、各保护胶带100的终端部在稍微错开的状态,出现于电池元件1的外表面上。于是,在正常进行了卷绕作业的电池元件1中,固定胶带101的粘接面处于在宽的范围内与各保护胶带100、电极片4、5、分隔件2、3接触的状态。
已完成的电池元件1根据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而退入。
另外,在上述分隔件2、3和各保护胶带100切断后,在进行上述取下位置P2的分隔件2、3和电极片4、5的终端部分的卷取作业的同时,开始卷绕位置P1的各种片2~5的卷绕作业。
然后,反复进行上述的工序,将各种片2~5交替地卷绕于卷芯13、14上,由此,依次制造电池元件1。
如以上具体描述的那样,按照本实施方式,为了切断各保护胶带100和分隔件2、3,可进行以下工序:根据夹具机构13T、14T,将电极片4、5(和/或贴于其上的保护胶带100)以及分隔件2、3固定的工序(固定工序);与一次性地切断分隔件2、3和各保护胶带100的工序(分隔件等的切断工序)。于是,为了切断各保护胶带100,在保护胶带100上形成折断线的工序等是不需要的,另外,可将切断保护胶带100的工序与切断分隔件2、3的工序统一为一个工序。于是,可极有效地提高生产效率。
另外,由于不必要求设置切断用的折断线,故不会产生在电极片4、5的运送中,在折断线处,保护胶带100被切断的情况,进而,与施加张力并切断保护胶带100的场合相比较,在切断时保护胶带100剥离的可能性显著地降低。于是,可确保稳定的生产率。
此外,分隔件2、3的端部的剩余部分(没有覆盖电极片4、5的部分)的长度为从保护胶带100的被切断部分到接近电极片4、5的该被切断部分的一侧的端缘的长度。于是,可削减分隔件2、3的使用量,谋求降低制造成本、电池元件1的小型化。
还有,电极片4、5的切断面处于由保护胶带100覆盖而被保护的状态,故即使在伴随切断的毛刺、边缘产生于电极片4、5的切断面上的情况下,仍可防止这些毛刺等露出的情况。由此,可防止因毛刺等损伤分隔件2、3的情况,可谋求电池元件1的品质的提高。
再有,按照本实施方式,在已获得的电池元件1中,可更加可靠地通过负电极片5而覆盖正电极片4。于是,可有效地抑制伴随正电极片4没有被负电极片5覆盖而带来的不良状况(比如,于正电极片4上形成针状的析出物,损伤分隔件2、3的情况等)。其结果是,可进一步谋求电池元件1的品质的提高。
另外,在本实施方式中,可通过利用保护胶带100的粘贴位置,测定实际上供给的一个元件量的电极片4、5的长度。另外,计算控制装置89等可根据已测定的电极片的长度,调节从供给机构31、41而供给的电极片4、5的长度。于是,可使电池元件1中的电极片4、5的长度更加适合,更进一步谋求电池元件1的品质的提高。
此外,按照本实施方式,在通过分隔件等的切割器16切断各保护胶带100时,可更加可靠地防止各保护胶带100的位置产生大的偏差的情况。由此,可在保护胶带100等的切断时,更加可靠地将各保护胶带100重合,可通过分隔件等切割器16,更加可靠地一次性地切断各保护胶带100和分隔件2、3。其结果是,可确保更加稳定的生产率。
还有,在本实施方式中,可与在多个卷芯13、14中的一个卷芯上卷取分隔件2、3、电极片4、5的下游侧部分(终端部)同时,在另一卷芯上开始新的卷绕。其结果是,与仅具有一个卷芯的卷绕装置相比较,可谋求生产率的提高。
再有,如果在已获得的电池元件1中,各电极片4、5、分隔件2、3正常地被卷绕,则在其终端部,可根据目视而确认各保护胶带100和分隔件2、3的端缘部。于是,可通过借助目视而确认电池元件1的终端部,容易地判断电池元件1的电极片4、5、分隔件2、3的卷绕状态是否良好。
另外,由于各保护胶带100和分隔件的相应的端缘部处于稍错开的状态,故可使固定胶带101的粘接面更加可靠地至少与保护胶带100和分隔件2、3(在本实施方式中,各电极片4、5,各保护胶带100和分隔件2、3)接触。其结果是,可更加可靠并且更加牢固地实现电池元件1的卷绕固定。
(第2实施方式)
下面以与上述第1实施方式的区别为中心,对第2实施方式进行说明。
在上述第1实施方式中,卷绕部11包括转台12和多个卷芯13、14。相对该情况,本第2实施方式的卷绕部21如图19所示,不包括转台,而仅具有一个卷芯22。除了卷芯22的旋转轴(在与轴线交叉的方向)不移动的这一点,该卷芯22具有与上述第1实施方式的卷芯13、14基本相同的结构。即,卷芯22用于在自身的外周卷取各种片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,如图20所示,卷芯22包括沿自身的轴线方向(图20的纸面进深方向)而延伸的一对芯片22A、22B,在该对芯片22A、22B之间,形成可使各种片2~5穿过的狭缝22S。另外,卷芯22具有夹具机构22T,该夹具机构22T用于在狭缝22S的内部固定各种片2~5。
另外,如图22所示,在卷芯22的附近,设置有作为用于切断分隔件2、3和保护胶带100的分隔件等的切断机构的分隔件等的切割器23以及按压辊24。
分隔件等的切割器23按照下述方式构成:可移动到接近各种片2~5的运送通路并切断分隔件2、3和保护胶带100的切断位置以及从各种片2~5的运送通路离开的退让位置。
按压辊24设置于卷芯22的附近,按照下述方式构成:可移动到按压卷绕后的各种片2~5的接近位置以及退让位置。
此外,对应于卷芯22,设置用于从卷芯22取下电池元件1的取下装置(图示省略)。
还有,在各种片2~5的供给通路的中途,在导向辊88a、88b和卷芯22之间,设置有支承各种片2~5的支承辊25(参照图21等)。另外,在各种片2~5的供给通路的中途,在上述支承辊25的上游侧,设置有作为固定机构的夹具机构26。夹具机构26具有夹持各电极片4、5和粘贴于各电极片4、5上的保护胶带100中的至少一者以及夹持分隔件2、3的功能。另外,夹具机构26按照下述方式构成:可沿各种片2~5的供给通路,移到接近卷芯22的接近位置以及从卷芯22离开的离开位置。
下面具体地对卷绕部21的电池元件1的卷绕顺序进行说明。在这里,按照从对卷芯22各种片2~5的卷绕以某种程度而完成的阶段,到对卷芯22再次开始卷绕各种片2~5的过程,具体地进行说明。另外,在图20~图24中,以示意方式表示卷绕于卷芯22上的各种片2~5。此外,各电极片4、5的上游侧部分4a、5a和下游侧部分4b、5b预先通过保护胶带100而连接。
如果进行相对卷芯22的各种片2~5的卷绕,则粘贴于各种片4、5上的各保护胶带100慢慢地接近卷芯22。接着,在各保护胶带100根据导向辊88a、88b的时刻,各保护胶带100处于相互重合的状态。卷绕该各种片2~5,使各保护胶带100处于相互重合的状态的工序相当于卷绕工序。另外,在相对卷芯22的各种片2~5的卷绕中,从导向辊88a、88b到卷芯22而配置的各种片2~5挂绕于支承辊25上。接着,在支承辊25和导向辊88a、88b之间,各种片2~5处于笔直地拉伸的状态。
进行卷芯22的卷绕,根据设置于卷绕部21(卷芯22)上的在图中未示出的编码器的测定值,在粘贴于各电极片4、5上的各保护胶带100到达支承辊25和导向辊88a、88b之间的规定位置时,停止卷芯22的卷绕动作(参照图21)。
接着,通过上述夹具机构26来夹持各种片2~5中的保护胶带100的上游侧的部分。该工序相当于固定工序。同时,通过按压辊24按压卷绕于卷芯22上的各种片2~5(参照图22)。
如果通过夹具机构26固定分隔件2、3等,则分隔件切割器23动作,在卷芯22的附近,一次性地切断重合的状态的分隔件2、3和各保护胶带100(参照图23)。该工序相当于分隔件等的切断工序。
在分隔件2、3和各保护胶带100切断后,在通过按压辊24而按压各种片2~5的状态下,使卷芯22旋转。由此,在没有分隔件2、3和电极片4、5的终端部分不对齐的情况下完全地卷取。
然后,通过借助固定胶带101,将各种片2~5的终端部分进行卷绕固定,由此,完成了各种片2~5的卷绕作业完成,电池元件1完成。对于已完成的电池元件1,停止空气的供给,使夹具机构22T萎缩,然后通过上述取下装置,将其从卷芯22上取下。
接着,使通过夹具机构26而夹持的各种片2~5穿过卷芯22的狭缝22S(参照图24)。然后,驱动夹具机构22T,通过该夹具机构22T,在狭缝22S的内部固定电极片4、5等和分隔件2、3。然后,解除夹具机构26对各种片2~5的夹持,然后使卷芯22旋转,由此,开始各种片2~5的卷绕作业。
然后,反复进行上述的工序,将各种片2~5依次地卷绕于卷芯22上,由此依次制造电池元件1。
如果按照上述方式而采用本第2实施方式,则基本上实现与上述第1实施方式相同的作用效果。即,极有效地提高生产效率,并且可获得稳定地生产率等。
(第3实施方式)
下面以与上述第1实施方式的区别为中心,对第3实施方式进行说明。
在上述第1实施方式中,按照通过保护胶带100将各电极片4、5的上游侧部分4a、5a和下游侧部分4b、5b连接的方式构成。相对该情况,在本第3实施方式中,如图25(c)、图25(e)所示的那样,按照下述方式构成,该方式为:通过保护胶带100和连接用胶带110,将各电极片4、5的上游侧部分4a、5a和下游侧部分4b、5b连接。连接用胶带110由与保护胶带100的组成材料相同的耐热性材料(比如聚丙烯等)形成,但是也可不同于保护胶带100,而不包括粘接层。保护胶带100和连接用胶带110相当于胶带部。
另外,在本第3实施方式中,检测传感器83按照可检测到保护胶带100与连接用胶带110的方式构成。另外,该检测传感器83在不区分保护胶带100和连接用胶带110的情况下,仅检测胶带的存在。
此外,在本第3实施方式中,设置于正电极片4的运送通路的中途的切断粘贴装置120具有:正电极片4的切断、保护胶带100的粘贴的功能,以及在保护胶带100粘贴时,在正电极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b之间设置连接用胶带110的功能。下面对切断粘贴装置120的结构进行说明。
切断粘贴装置120如图26等所示,包括:作为切断正电极片4的片切断机构的切割机构121;作为在切割机构121切断正电极片4时持握正电极片4的片分离机构的持握机构122;作为在正电极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b之间设置连接用胶带110的胶带配置手段的胶带配置机构123;将保护胶带100粘贴于连接用胶带110和正电极片4的被切断部位的胶带连接机构的胶带粘贴机构124。
切割机构121由位于正电极片4的上侧的上刃121a、以及位于正电极片4的下侧的下刃121b构成。另外,各刃121a、121b按照可退让至正电极片4的运送通路之外的方式构成。
持握机构122包括:可于切割机构121的上游侧持握正电极片4的上游侧持握部122a;可于切割机构121的下游侧持握正电极片4的下游侧持握部122b,并且,持握机构122按照上游侧持握部122a可相对下游侧持握部122b而沿正电极片4的运送通路进行进退的方式构成。上游侧持握部122a通过图中未示出的驱动机构,在离开下游侧持握部122b相当距离的退避位置、以及与最接近下游侧持握部122b的最接近位置之间运动。但是,上述退避位置与上述第1实施方式的退避位置相比较,位于进一步与下游侧持握部122b离开的位置。
胶带配置机构123包括:可于正电极片4的上方位置保持连接用胶带110的上夹持片部123a;夹持正电极片4而与上夹持片部123a相对的下夹持片部123b。各夹持片部123a、123b可通过图中未示出的驱动机构沿上下方向进行升降动作,可夹持连接用胶带110。
胶带粘贴机构124分别每次一个地设置于胶带配置机构123的上游侧和下游侧,各胶带粘贴机构124包括:可于正电极片4的上方位置保持保护胶带100的上保持部124a;可于正电极片4的下方位置保持保护胶带100的下保持部124b。按照通过图中未示出的驱动机构,各保持部124a、124b分别可沿上下方向进行升降动作的方式构成。
另外,还在负电极片5的运送通路的中途设置切断粘贴装置120。由于该切断粘贴装置120的结构与设置于正电极片4的运送通路上的切断粘贴装置相同,故省略其具体的说明。
接着,以正电极片4的场合为例子,具体地对切断粘贴装置120的各电极片4、5的上游侧部分4a、5a和下游侧部分4b、5b的连接顺序进行说明。此外,负电极片5的上游侧部分5a和下游侧部分5b的连接顺序与正电极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b的连接顺序基本相同,具有一部分不同的方面(该方面将在后面进行说明)。
在伴随卷绕部11的卷绕动作,将正电极片4依次从正电极片原料卷32运送到卷绕部11的状态,如果根据设置于第2排送辊86上的编码器的测量值,判定根据卷绕部11而卷取的一个元件量的正电极片4的划分位置X1(参照图25(a))到达切断粘贴装置120(切割机构121)的规定位置,则第2排送辊86停止。另一方面,第1排送辊84连续进行旋转动作,卷绕部11的卷绕作业连续地进行。
如果第2排送辊86停止,其上游侧的正电极片4的运送停止,则如图27所示,持握机构122的上游侧持握部122a和下游侧持握部122b驱动,在切割机构121的上游侧和下游侧持握正电极片4。接着,在像这样持握正电极片4的状态下,驱动切割机构121,于上述划分位置X1切断正电极片4。
在切断片后,切割机构121的各刃121a、121b退让至正电极片4的运送通路之外。另外,如图28所示,在持握机构122的各持握部122a、122b持握正电极片4的状态,仅上游侧持握部122a移动到片运送方向上游侧(图28的右侧)。由此,在已切断的正电极片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25(b))。另外,本第3实施方式的上游侧持握部122a的向片运送方向上游侧的移动量大于上述第1实施方式的该移动量。由此,本第3实施方式的间隙4c大于上述第1实施方式的间隙4c。
另外,在上游侧持握部122a移动时,事先地将连接用胶带110从规定的供给装置供给到胶带配置机构123的上夹持部123a。
接着,如图29所示,胶带配置机构123的两个夹持片部123a、123b分别向正电极片4侧动作,将连接用胶带110设置于间隙4c中。另外,在此期间,事先地将保护胶带100供给到胶带粘贴机构124的两个保持部124a、124b。此外,也可在将连接用胶带110供给到胶带配置机构123时,进行保护胶带100向胶带粘贴机构124的供给。
然后,如图30所示,保持了保护胶带100的胶带粘贴机构124的两个保持部124a、124b分别向正电极片4侧而动作。由此,相对正电极片4的上游侧部分4a和连接用胶带110的上游侧端部,以及正电极片4的下游侧部分4b和连接用胶带110的下游侧端部,分别从正电极片4的内外两个面粘贴保护胶带100。其结果是,正电极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b通过保护胶带100和连接用胶带110而连接(参照图25(c))。
接着,如果切割机构121、持握机构122、胶带配置机构123和胶带粘贴机构124分别返回到原始的状态,保护胶带100的粘贴作业结束,则第1排送辊84和第2排送辊86再次同步地旋转。接着,正电极片4与片切断前的场合相同,再次作为一个正电极片4,通过保护胶带100和连接用胶带110而连接的上游侧部分4a和下游侧部分4b连续地运送到下游侧。
另外,在负电极片5的上游侧部分5a和下游侧部分5b的连接作业时,如图31所示,向片运送方向上游侧(图31的右侧)的上游侧持握部122a的移动量小于正电极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b的连接作业时的该移动量。由此,在已切断的负电极片5的上游侧部分5a和下游侧部分5b之间,形成间隙5c(参照图25(d)),该间隙5c小于形成在正电极片4的上游侧部分4a和下游侧部分4b之间的间隙4c。接着,通过比连接正电极片4的连接用胶带110短的连接用胶带110,将负电极片5的上游侧部分5a和下游侧部分5b连接(参照图25(e))。
下面针对卷绕部21的电池元件1的卷绕顺序,对与上述第1实施方式的区别进行说明。
在上述第1实施方式中,按照下述方式构成,该方式为:伴随卷绕,粘贴于各电极片4、5上的各保护胶带100慢慢地接近卷芯14,在各保护胶带100通过导向辊88a、88b的时刻,各保护胶带100处于相互重合的状态。相对该情况,在本第3实施方式中,如图32所示,伴随卷绕,将各电极片4、5连接的各保护胶带100和各连接用胶带110慢慢地接近卷芯14,在各保护胶带100和各连接用胶带110通过导向辊88a、88b的时刻,连接正电极片4的保护胶带100和连接用胶带110、以及连接负电极片5的保护胶带100和连接用胶带110处于相互重合的状态。
另外,在上述第1实施方式中,按照通过分隔件等的切割器16,一次性地切断重合的状态的分隔件2、3和各保护胶带100的方式构成。相对该情况,在本第3实施方式中,如图33所示,通过分隔件等的切割器16,一次性地切断:连接处于重合的状态的连接分隔件2、3、电极片4的保护胶带100以及连接用胶带110、以及连接电极片5的保护胶带100和连接用胶带110。
如果如上所述,采用本第3实施方式,则基本上实现与上述第1实施方式相同的作用效果。
此外,按照本第3实施方式,在电极片4、5的上游侧部分4a、5a和下游侧部分4b、5b之间,可使保护胶带100重合的较厚的部分更短。由此,可使已获得的电池元件1的外径较小,进一步谋求电池元件1的小型化。另外,可更加可靠地防止重合的保护胶带100之间的产生气泡,有效地抑制电池元件1的品质的降低。
另外,本发明并不限于上述实施方式的记载内容,比如也可像下述那样实施。显然,在下面没有列举的其它的应用例子、变形例子也是当然可能的。
(a)相对上述第2实施方式的技术构思,也可采用上述第3实施方式的技术构思。即,也可采用仅具有一个卷芯22的卷绕部21,卷取通过保护胶带100和连接用胶带110而将上游侧部分4a、5a和下游侧部分4b、5b连接的各电极片4、5。另外,在该场合,在各保护胶带100等通过导向辊88a、88b的时刻,连接正电极片4的保护胶带100和连接用胶带110与连接负电极片5的保护胶带100和连接用胶带110处于相互重合的状态。另外,如果通过夹具机构26固定分隔件2、3等,则分隔件等的切割器23动作,在卷芯22的附近一次性地切断已重合状态的分隔件2、3和各连接用胶带110等。
(b)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,但是,通过卷绕装置10而制造的卷绕元件并不限定于此,比如,也可制造电解电容器的卷绕元件等。
(c)在上述实施方式中,作为卷芯13、14、22,采用各种片2~5卷绕的外周形状呈圆形状的卷芯,但是,卷芯13、14、22的形状并不限于此,也可采用比如外周形状呈长方形状(扁平状)、椭圆状、长圆形状等的卷芯。
(d)分隔件2、3、电极片4、5的材质并不限定于上述实施方式。比如,在上述实施方式中,通过PP形成分隔件2、3,但是,也可通过其它的绝缘材料形成分隔件2、3。另外,比如还可适当改变涂敷于电极片4、5上的活性物质。
(e)在上述第1、第3实施方式中,形成卷绕部11具有两个卷芯13、14的结构,卷芯的数量并不限定于此,也可为具有三个以上的卷芯的结构。
(f)夹具机构13T(14T)的结构并不限定于上述实施方式。比如,还可为一对芯片13A、13B发生相对位移,夹持各种片2~5的结构。
(g)卷芯13、14、22的旋转方向不一定限定于上述实施方式,可适当地变更。另外,可形成下述的结构,其中,即使在改变卷芯13、14、22的旋转方向的情况下,仍可调整间隙4c、5c的尺寸(保护胶带100、连接用胶带110的长度),通过负电极片5覆盖正电极片4。即使在按照比如伴随卷芯13、14、22的旋转方向的变更,正电极片4位于负电极片5的外周侧的方式构成的情况下,负电极片5的间隙5c和正电极片4的间隙4c具有规定程度以上的差,如果按照能以一周量而覆盖正电极片4的最外周部的方式,负电极片5的长度充分地大于正电极片4,则可通过负电极片5覆盖正电极片4。
(h)在上述第1、第3实施方式中,采用切断粘贴装置87(120),在该切断粘贴装置87(120)中,一体地具有作为电极片切断机构的切割机构90(121)、作为片分离机构的持握机构91(122)以及作为胶带连接机构的胶带粘贴机构92(124),但是,并不限定于此,也可形成单独地具有切割机构90(121)、持握机构91(122)、胶带粘贴机构92(124)中的至少一个的结构。另外,还可形成单独地具有作为胶带配置手段的胶带配置机构123的结构。
(i)在上述实施方式中,形成通过分隔件等的切割器16、23,在卷芯13、14、22的外侧切断分隔件2、3等的结构,但是,切断分隔件2、3等的结构并不限定于上述实施方式。比如,还可形成在卷芯上设置切割器,于狭缝的内部切断分隔件2、3等的结构。
(j)在上述第1、第3实施方式中,形成根据设置于卷芯13、14上的编码器的测量值,将粘贴于电极片4、5上的保护胶带100定位于卷芯13、14之间的规定位置的结构,但是,并不限于此,比如也可形成于卷芯13、14上设置传感器,根据其检测结果,进行保护胶带100的定位的结构。
(k)在上述实施方式中,检测传感器83通过反射光直接地检测保护胶带100,但是,比如在保护胶带100由透光性的材料形成的场合,也可通过透射光、反射光检测一个元件量的电极片4、5的起始端、终端,或检测形成于一个元件量的电极片4、5之间的间隙4c、5c,间接地检测保护胶带100的粘贴位置。
(l)在上述第1、第3实施方式中,在转台12中,设置用于挂起各种片2~5的支承辊15A、15B,但是也可形成省略支承辊15A、15B的结构。
标号的说明:
标号1表示电池元件(卷绕元件);
标号2、3表示分隔件;
标号4表示正电极片;
标号5表示负电极片;
标号10表示卷绕装置;
标号11、21表示卷绕部;
标号12表示转台;
标号13、14、22表示卷芯;
标号13S、14S、22S表示狭缝;
标号13T、14T、26表示夹持机构(固定机构);
标号16、23表示分隔件等的切割器(分隔件等的切断机构);
标号31表示正电极片供给机构;
标号41表示负电极片供给机构;
标号51、61表示分隔件供给机构;
标号85a表示测长辊(片测长机构);
标号86表示第2排送辊(供给长度调节机构);
标号89表示计算控制装置(片测长机构,供给长度调节机构);
标号90、121表示切割机构(电极片切断机构);
标号91、122表示持握机构(片分离机构);
标号92、124表示胶带粘贴机构(片连接机构);
标号100表示保护胶带;
标号110表示连接用胶带;
标号123表示胶带配置机构(胶带配置机构);
标号P1表示卷绕位置(第1位置);
标号P2表示取下位置(第2位置)。

Claims (25)

1.一种卷绕装置,该卷绕装置一边从规定的供给机构分别供给涂敷有活性物质的带状的两片电极片以及由绝缘原材料形成的带状的分隔件,一边将该两片电极片和分隔件重合而卷绕,其特征在于,该卷绕装置包括:
卷芯,该卷芯能以自身的中心轴为旋转轴而旋转,卷绕从上述各供给机构所供给的上述各电极片和上述分隔件;
电极片切断机构,该电极片切断机构在下述位置切断上述各电极片,该位置为:通过上述卷芯而卷取的终端部与通过上述卷芯而在下次卷取的始端部的划分位置;
片分离机构,该片分离机构在通过上述电极片切断机构而切断上述电极片后,使上述电极片的被切断部分的上游侧部分和下游侧部分分离;
片连接机构,该片连接机构从上述电极片的内外两个面分别将保护胶带粘贴于通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分上,通过上述保护胶带构成至少一部分的胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接;
固定机构,该固定机构在通过上述卷芯以规定量卷绕上述分隔件和上述各电极片,使贴附于上述各电极片上的上述各胶带部与上述分隔件重合的状态下,固定上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件;
胶带部和分隔件切断机构,该机构在根据上述固定机构固定上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件之后,一次性地将重合状态的上述各胶带部和上述分隔件切断。
2.根据权利要求1所述的卷绕装置,其特征在于,该卷绕装置具有转台,在该转台中设置有多个上述卷芯,该转台能以自身的中心轴为旋转轴而旋转,于自身的旋转方向以规定间隔分开地设置上述多个卷芯。
3.根据权利要求1所述的卷绕装置,其特征在于,上述电极片按照涂敷有正极活性物质的正电极片和涂敷有负极活性物质的负电极片通过上述卷芯而卷取的方式构成,
在上述片连接机构的上述保护胶带的粘贴时,上述正电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙按照大于上述负电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙的方式构成。
4.根据权利要求2所述的卷绕装置,其特征在于,上述电极片按照涂敷有正极活性物质的正电极片和涂敷有负极活性物质的负电极片通过上述卷芯而卷取的方式构成,
在上述片连接机构的上述保护胶带的粘贴时,上述正电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙按照大于上述负电极片的上游侧部分和下游侧部分之间的间隙的方式构成。
5.根据权利要求1所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带位置检测机构,该胶带位置检测机构沿上述各电极片的运送通路,设置于上述电极片切断机构和上述片连接机构的下游,检测上述胶带部的位置;
片测长机构,该片测长机构根据上述胶带位置检测机构的检测结果,测量从上述胶带部的位置到下一上述胶带部的位置之间的上述电极片的长度;
供给长度调节机构,该供给长度调节机构能根据上述片测长机构的测量结果,调节从上述供给机构供给的上述电极片的长度。
6.根据权利要求2所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带位置检测机构,该胶带位置检测机构沿上述各电极片的运送通路,设置于上述电极片切断机构和上述片连接机构的下游,检测上述胶带部的位置;
片测长机构,该片测长机构根据上述胶带位置检测机构的检测结果,测量从上述胶带部的位置到下一上述胶带部的位置之间的上述电极片的长度;
供给长度调节机构,该供给长度调节机构能根据上述片测长机构的测量结果,调节从上述供给机构供给的上述电极片的长度。
7.根据权利要求3所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带位置检测机构,该胶带位置检测机构沿上述各电极片的运送通路,设置于上述电极片切断机构和上述片连接机构的下游,检测上述胶带部的位置;
片测长机构,该片测长机构根据上述胶带位置检测机构的检测结果,测量从上述胶带部的位置到下一上述胶带部的位置之间的上述电极片的长度;
供给长度调节机构,该供给长度调节机构能根据上述片测长机构的测量结果,调节从上述供给机构供给的上述电极片的长度。
8.根据权利要求4所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带位置检测机构,该胶带位置检测机构沿上述各电极片的运送通路,设置于上述电极片切断机构和上述片连接机构的下游,检测上述胶带部的位置;
片测长机构,该片测长机构根据上述胶带位置检测机构的检测结果,测量从上述胶带部的位置到下一上述胶带部的位置之间的上述电极片的长度;
供给长度调节机构,该供给长度调节机构能根据上述片测长机构的测量结果,调节从上述供给机构供给的上述电极片的长度。
9.根据权利要求1所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上,以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
10.根据权利要求2所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
11.根据权利要求3所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
12.根据权利要求4所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
13.根据权利要求5所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
14.根据权利要求6所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
15.根据权利要求7所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
16.根据权利要求8所述的卷绕装置,其特征在于,其包括:
胶带配置机构,该胶带配置机构在通过上述片分离机构而分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,设置规定的连接用胶带,
上述片连接机构按照下述方式构成,该方式为:在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上分别粘贴上述保护胶带,通过具有上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
17.一种卷绕元件的制造方法,该方法采用卷绕装置制造卷绕元件,该卷绕元件卷绕有涂敷了活性物质的带状的两片电极片以及由绝缘原材料形成的带状的分隔件,该卷绕装置具有能以自身的中心轴为旋转轴而旋转的卷芯,其特征在于,该方法包括:
电极片切断工序,在该工序中,切断上述各电极片;
片分离工序,在该工序中,在上述电极片切断工序的上述电极片切断后,使上述电极片的被切断部分的上游侧部分和下游侧部分分离;
片连接工序,在该工序中,从上述电极片的内外两个面分别将保护胶带粘贴于在上述片分离工序中分离的上述电极片的上游侧部分和下游侧部分上,通过构成上述保护胶带的至少一部分的胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接;
卷绕工序,在该工序中,将上述各电极片与上述分隔件卷绕于上述卷芯上,使贴附于上述各电极片上的上述各胶带部和上述分隔件处于重合的状态;
固定工序,在该工序中,在上述各胶带部与上述分隔件重合的状态下,将上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件固定;
胶带部和分隔件切断工序,在该工序中,在将上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件固定的状态下,一次性地将重合状态的上述各胶带部和上述分隔件切断。
18.根据权利要求17所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述卷绕装置包括多个上述卷芯;
转台,该转台能以自身的中心轴为旋转轴而旋转,于自身的旋转方向以规定间隔分开地设置上述多个卷芯;
上述各卷芯具有使上述电极片和上述分隔件穿过的狭缝,
该方法包括:
卷芯移动工序,在该工序中,在上述多个卷芯中的位于第1位置的第1卷芯上,以规定长度卷绕上述各电极片和上述分隔件后,使上述转台旋转,使该第1卷芯移动到第2位置,并且使不同于上述第1卷芯的第2卷芯移动到上述第1位置;
狭缝穿过工序,在该工序中,使配置于下述位置的上述各电极片和上述分隔件,穿过位于上述第1位置的上述第2卷芯的上述狭缝,该位置为,从位于上述第2位置的上述第1卷芯,到上述各电极片和上述分隔件的各供给源的位置;
终端部卷取工序,在该工序中,在于上述胶带部和分隔件切断工序中,在上述分隔件和各胶带部切断后,通过上述第1卷芯来卷取上述分隔件的终端部和上述各电极片的终端部;
在上述卷绕工序中,在上述狭缝穿过工序中的上述各电极片和上述分隔件穿过上述第2卷芯的上述狭缝后,通过位于上述第2位置的上述第1卷芯来卷绕上述各电极片和上述分隔件,由此,将连接上述各电极片的上述各胶带部在相互重合的状态下设置于上述第1卷芯和上述第2卷芯之间;
在上述固定工序中,在上述各胶带部和上述分隔件重合的状态下,在上述第2卷芯的上述狭缝内部,将上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件固定;
在上述胶带部和分隔件切断工序中,在于上述第2卷芯的上述狭缝内部固定上述电极片和上述胶带部中的至少一者以及上述分隔件的状态下,一次性地将从上述第1卷芯到上述第2卷芯的上述分隔件和上述各胶带部切断。
19.根据权利要求17所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述电极片按照涂敷有正极活性物质的正电极片和涂敷有负极活性物质的负电极片通过上述卷芯而卷取的方式构成,
在上述片连接工序中的上述保护胶带的粘贴时,上述正电极片的上游侧部分与下游侧部分之间的间隙大于上述负电极片的上游侧部分与下游侧部分之间的间隙。
20.根据权利要求18所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述电极片按照涂敷有正极活性物质的正电极片和涂敷有负极活性物质的负电极片通过上述卷芯而卷取的方式构成,
在上述片连接工序中的上述保护胶带的粘贴时,上述正电极片的上游侧部分与下游侧部分之间的间隙大于上述负电极片的上游侧部分与下游侧部分之间的间隙。
21.根据权利要求17所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述胶带部包括一片连接用胶带,该一片连接用胶带位于上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,通过上述保护胶带,与上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接,
在上述片连接工序中,分别在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上,粘贴上述保护胶带,通过包括上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
22.根据权利要求18所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述胶带部包括一片连接用胶带,该一片连接用胶带位于上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,通过上述保护胶带,与上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接,
在上述片连接工序中,分别在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上,以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上,粘贴上述保护胶带,通过包括上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
23.根据权利要求19所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述胶带部包括一片连接用胶带,该一片连接用胶带位于上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,通过上述保护胶带,与上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接,
在上述片连接工序中,分别在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上,粘贴上述保护胶带,通过包括上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
24.根据权利要求20所述的卷绕元件的制造方法,其特征在于,上述胶带部包括一片连接用胶带,该一片连接用胶带位于上述电极片的上游侧部分和下游侧部分之间,通过上述保护胶带,与上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接,
在上述片连接工序中,分别在上述电极片的上游侧部分和上述连接用胶带的一端部分的内外两个面上、以及上述电极片的下游侧部分和上述连接用胶带的另一端部分的内外两个面上,粘贴上述保护胶带,通过包括上述保护胶带和上述连接用胶带的上述胶带部,将上述电极片的上游侧部分和下游侧部分连接。
25.一种卷绕元件,该卷绕元件通过权利要求17~24中任一项所述的卷绕元件的制造方法而获得。
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