CN108163603A - 用于二次电池制造装置的张力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于二次电池制造装置的张力控制方法，该方法包含：加载构成为当二次电池的材料移动时，可旋转并支撑移动的二次电池的材料的多个被动辊筒的转动惯量信息的阶段；二次电池卷绕时的线速的变化区间信息的加载阶段；及应对在变化区间内由于被动辊筒的转动惯量而产生的张力的变化量来调节张力调节装置的张力使用量的阶段。本发明的用于二次电池制造装置的张力控制方法由于考虑了被动辊筒及旋转驱动的构成要素的转动惯量并控制张力，所以可以在高速生产时以均等的品质生产二次电池并提高生产性。

Description

用于二次电池制造装置的张力控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于二次电池制造装置的张力控制方法，更具体地说，涉及在卷绕电极组件时，补偿在加速区间及减速区间作用的因被动辊筒而产生的张力变化以调节张力的用于二次电池制造装置的张力控制方法。

背景技术

一般来讲，二次电池是通过将化学能转化为电能的放电和逆向的充电过程可反复使用的电池，其种类包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池及锂聚合物电池等。

二次电池由阳极、阴极、电解质、隔板构成，并利用互不相同的阳极及阴极材料的电压之差蓄电并放电。在此，放电是指将电子从电压高的阴极移动到电压低的阳极(产生与两级的电压差对应的电量)，充电是指重新把电子从阳极移动到阴极，此时，阳极物质接收电子和锂离子并还原到原来的金属氧化物。即，二次电池在充电时，随着金属原子通过隔板从阳极移动到阴极而形成充电电流的流动，放电时则相反，随着金属原子从阴极移动到阳极而形成放电电流的流动。

另一方面，在制造这样的二次电池时，卷绕制造的方法用于大量的生产当中，此时由于作用于各个材料的张力对电池的品质产生很大的影响，所以出现了调节张力的必要性。这样的张力控制装置已经在韩国专利授权公告第 1265196号出现。但是这样的张力控制装置因没有考虑在反复的制造循环中，产生于加速区间及减速区间的被动辊筒的转动惯量，继而存在不能进行精确的张力控制的问题。

现有技术文献

韩国专利授权公告第1265196号

发明内容

所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种用于二次电池制造装置的张力控制方法以解决以往的二次电池制造装置在加速区间及减速区间对于张力的响应性低及由于没有反映出用于支撑的被动辊筒的转动惯量，而无法进行精确的控制的问题。

解决上述技术问题的方案

为解决上述技术问题，提供一种用于二次电池制造装置的张力控制方法，该方法包含：加载构成为当二次电池的材料移动时，可旋转并支撑移动的二次电池的材料的多个被动辊筒的转动惯量信息的阶段；二次电池卷绕时的线速的变化区间信息的加载阶段；应对在变化区间内由于被动辊筒的转动惯量而产生的张力的变化量来调节张力调节装置的张力使用量的阶段。

在此，调节张力使用量的阶段可以包含减小张力调节装置的张力使用量以补偿卷绕开始且线速增加时，因被动辊筒的转动惯量而产生的张力增加量的阶段。

进一步地，调节张力使用量的阶段可以在卷绕中的维持卷绕线速的区间内，测量使用于材料的张力并调节张力使用量至目标张力。

另外，调节张力使用量的阶段可以包含增加张力调节装置的张力使用量以补偿卷绕结束且线速减小时，因被动辊筒的旋转惯性而产生的张力减小量的阶段。

并且，调节张力使用量的阶段可以利用各个配置在材料的移动路径上的张力调节装置来执行，以便一并调节卷绕前作用于各个材料的张力。

进一步地，张力调节装置可以构成为可以枢转移动，并构成为包含构成为用以调节枢转的角度的电动气压调节器，调节张力使用量的阶段可以构成为通过调节作用于电动气压调节器的压力来执行。

在此，转动惯量的信息可以包含因被动辊筒而增加的张力增加量信息，张力增加量信息可以以

计算。

另外，转动惯量信息的加载阶段可以加载包含随着材料的移动而产生的被动辊筒的转动惯量信息的信息。

并且，转动惯量信息可以包含多个被动辊筒的转动惯量的总和和因材料移动时的接触而旋转的非驱动要素的转动惯量的值。

技术效果

本发明的用于二次电池制造装置的张力控制方法由于考虑了被动辊筒及旋转驱动的构成要素的转动惯量并控制张力，所以可以在高速生产时以均等的品质生产二次电池并提高生产性。

附图说明

图1是表示以往的二次电池卷绕时的张力控制的示意图。

图2是表示被动辊筒的转动惯量及张力影响的图。

图3是表示本发明的第一实施例的张力控制方法的流程图。

图4是表示因材料的卷绕速度及被动辊筒而产生的张力变化的图。

图5是表示本发明的第二实施例的张力控制方法的流程图。

图6是表示本发明的第三实施例的张力控制方法的流程图。

图7是表示线轴控制系统的线轴及浮动辊的图。

图8是表示线轴模组的透视图。

图9是表示线轴旋转速度控制的框图。

图10是表示用于调节材料的张力的浮动辊型张力控制装置的透视图。

图11是表示线轴模组的目标退绕速度和线轴旋转速度的曲线图。

图12是表示本发明的卷绕部控制系统的正面图。

图13是表示本发明的芯轴的平面图。

图14是表示本发明的控制系统的框图。

图15是图示本发明的执行控制时的卷绕速度和芯轴的旋转速度及张力的曲线图。

图16是表示当芯轴形状为椭圆形状时的芯轴的平面图及芯轴旋转速度的曲线图。

附图标记

1：被动辊筒

2：驱动辊筒

m：材料

S100：被动辊筒的转动惯量信息的加载阶段

S110：被动辊筒、非驱动要素及材料的转动惯量的信息的加载阶段

S120：转动惯量及速度曲线的加载阶段

S200：电极板线速的加速区间信息加载阶段

S300：张力补偿阶段

S400：电极板线速的减速区间信息加载阶段

S500：电极板线速的等速区间信息加载阶段

10：线轴模组

100：线轴

200：线轴电动机

300：线轴控制部

400：编码器

500：卷绕部

510：芯轴

520：芯轴电动机

530：芯轴控制部

Vline：目标退绕线速(mm/sec)

ωspl：线轴的基本角速度(deg/sec)

Dspl：线轴直径

L’：之前计算线轴半径时的材料的移动长度

L”：当前材料的移动长度

A’：之前计算线轴半径时的芯轴的角度(deg)

A”：当前线轴的角度(deg)

Vline：目标退绕线速(mm/sec)

ωang：芯轴的基本角速度(deg/sec)

Do：芯轴直径

Lo’：之前计算芯轴半径时的材料的移动长度

Lo”：当前芯轴的移动长度

Ao’：之前计算芯轴半径时的芯轴的角度(deg)

Ao”：当前芯轴的角度(deg)

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明的实施例的用于二次电池制造装置的线轴控制系统进行详细的说明。在以下的实施例的说明当中的各个构成要素的名称，在本领域可能会使用其他的名称。但是，如果在功能上具有类似性及同一性，那么即使它们被应用在变形的实施例当中，也应当被看作是均等的构成。另外，为了便于说明，在各个构成要素上标记了符号。但是被记载着这些符号的附图上的图示内容不将各个构成要素限定于附图内的范围。同样，即使附图上的构成被一些变形的实施例采用，但如果在功能上具有类似性及同一性，那么应当被看作是均等的构成。另外，对于按照本领域一般技术人员的水平可以理解为理所当然应当被包含的构成要素，以下将省略对此的说明。

图1是表示以往的二次电池卷绕时的张力控制的示意图。

如图所示，在制造二次电池时，阳极板和阴极板及两个隔板按顺序层叠并形成卷绕。此时，随着旋转芯轴部，会卷绕多个材料，此时，根据卷绕部 500的旋转，材料的线速度可能会发生变化。当芯轴510的形状为非圆形的椭圆形或多角形时，这样的偏差会变得更大。

另一方面，各个材料通过不同的路径从线轴100传送到卷绕部500，并且线速被控制以便最终可以维持适当的张力并卷绕。材料的张力在连续供给的工序中，可能由于各部分之间的相对线速差而形成，因此，为了维持适当的张力，可以在路径上配置驱动辊筒2等以增加线速，或配置张力杆以便直接调节张力。

可以配置有多个构成为与材料接触并随着材料的移动可旋转的辊筒以便可以改变移动中的材料的路径或者适当地支撑移动中的材料。多个被动辊筒1 可以构成为将被动辊筒1自身的旋转摩擦力最小化，以便可以将被支撑的状态下的材料的由摩擦产生的动力损失最小化，由摩擦产生的张力的变化也可以最小化。

图2是表示被动辊筒1的转动惯量及张力影响的图。如图所示，当材料移动时，在加速区间因被动辊筒1的旋转力，作用于材料张力受到影响，而为了对此进行补偿需要产生更大的张力以移动材料。

在此，在加速区间当旋转速度增加时，由于一个被动辊筒1的转动惯量而带来的作用于材料的张力的增加量可以通过如下方式求出。

考虑了被动辊筒1的重量M、被动辊筒1的半径R、被动辊筒1的厚度t 的被动辊筒1的转动惯量如下：

I＝M×(R+t/2)²

此时，材料的加速度α及被动辊筒1的角加速度a的关系如下：

从而，因一个被动辊筒1产生的张力变化Fi如下：

此时，如果将作用于一个材料的被动辊筒1的数量设为Ni，则因Ni个被动辊筒1的加速而产生的张力增加量Fsi如下：

F_si＝F_i×N_i

从而，考虑到这样的张力损失，可以通过驱动辊筒2等来增加张力，以便均匀的张力被使用在材料上。

图3是表示本发明的第一实施例的张力控制方法的流程图，图4是表示因材料的卷绕速度及被动辊筒1而产生的张力变化的图。

如图所示，本发明的张力控制方法构成为包含被动辊筒1的转动惯量信息的加载阶段S100、电极板线速的加速区间信息加载阶段S200、张力补偿阶段S300、电极板线速的减速区间信息加载阶段S400及张力补偿阶段S300。

被动辊筒1的转动惯量信息的加载阶段S100是加载如前面通过图2所述而计算出来的被动辊筒1的转动惯量信息的阶段。转动惯量信息由于是由被动辊筒1的构成本身所引起，所以对其可以维持恒定的值。从而，可以加载保存有这样的信息的数据并使用在控制上。

如图4所示，根据生产速度可以分为加速区间、等速区间、减速区间，而电极板线速的加速区间信息加载阶段S200为加载关于作为卷绕循环的初始阶段的加速区间的信息的阶段。可以根据在制造二次电池时作为参考的退绕速度，将区间确定为加速区间P1、等速区间P2及减速区间P3。对此，图4 (a)已示出，这只是一个例子，也可以是没有等速区间的速度曲线，也可以使用多种多样的加速及减速区间的速度变化量。另外，也可以使用多种多样的卷绕材料的种类、厚度，在此将不给出具体的数值。

此时，根据被动辊筒1的位置，可能产生不同的张力，图4(b)表示作用于在与图1的卷绕部多少隔开的位置上的材料上的张力，图4(c)表示作用于临近于卷绕部的材料上的张力。

在与卷绕部多少隔开的位置上，在加速区间，由于芯轴的旋转而传达到材料上的张力中的一部分因被动辊筒1的旋转而消耗，所以张力多少会降低。相反，在减速区间，由于芯轴侧的被动辊筒1的旋转而持续形成拉拽，所以张力会增加。

在与卷绕部临近的位置上，相比(b)的情况，从卷绕部传达的张力中的更小的一部分因被动辊筒1的旋转而消耗，所以在加速区间张力会下降，而在减速区间，相反地，由于从卷绕部起作用的张力减小且力量因被动辊筒1 的旋转而向卷绕部侧起作用，所以张力会更加减小。

张力补偿阶段S300是利用驱动辊筒2等向材料传达张力，以便补偿在加速区间因被动辊筒1而产生的张力变化的阶段。材料可以与多个被动辊筒1 接触，可以由配置在材料的移动路径中间即多个被动辊筒1之间的驱动辊筒2 传达驱动力以补偿张力。另外，可以由构成为可枢转移动的张力臂构成，并构成为包含构成为可以调节枢转角度的电动气压调节器，以调节张力臂的角度并调节张力。另一方面，可以根据材料的位置，增加或减小张力，并按区间形成张力控制。

电极板线速的减速区间信息加载阶段S400与前述的减速区间不同，是加载在各制造循环的结束阶段减速时的时间信息的阶段。

张力补偿阶段S300可以与加速区间的张力补偿阶段类似地形成张力补偿。

图5是表示本发明的第二实施例的张力控制方法的流程图。

如图所示，本发明的第二实施例可以构成为包含被动辊筒、非驱动要素及材料的转动惯量信息的加载阶段S110、加速区间信息加载阶段S200、等速区间信息加载阶段S500、减速区间信息加载阶段S400、张力补偿阶段S300。

另一方面，在本实施例中也可以使用与前述的实施例相同的阶段，在此为避免重复记载，所以省略对此的说明。

被动辊筒、非驱动要素及材料的转动惯量信息的加载阶段S110为加载包含包括被动辊筒在内的多种多样的无需驱动力即可旋转并形成支撑的构成要素的转动惯量信息并包含材料本身的转动惯量的信息的阶段。

在此，因材料的加速而形成的张力增加量Fm可以用以下方式计算。

Fm＝dm×Im×a

在此，dm是以长度为单位的材料的重量，Im是材料的总长度。从而，因被动辊筒1和材料的转动惯量而产生的张力增加总量如下：

Fsum＝Fsi+Fm

之后，可以执行加速区间信息加载阶段S200，等速区间信息加载阶段S500、减速区间信息加载阶段S400。

另外，加载完各阶段之后，可以执行前述的张力补偿阶段S300。

图6是表示本发明的第三实施例的顺序图。前面的实施例中，展示了加载各信息的阶段按顺序进行的例子，而本实施例则构成为执行转动惯量及速度曲线加载阶段S120以使各个信息可以在控制初期一起被加载，并在制造循环进行的过程中执行张力控制阶段S300。

图7是表示线轴控制系统的线轴及浮动辊的图。

二次电池制造装置的线轴模组可以构成为包含线轴100、线轴电动机200、控制部300。线轴100可以构成为阳极板、阴极板及隔板可以各自以卷筒的形状搁置。为了可以连续并有效率地制造二次电池，材料以卷筒的形状供给并用于制造。

当二次电池的生产开始时，会根据卷绕在卷绕部500的量，按比例地从线轴100退绕各个材料。此时，如果只有由卷绕部500拉拽的拉力起作用的话，随着材料的路径变长，可能存在由于过度的张力的作用下，在线轴100 退绕之前，造成材料破损的顾虑。因此，线轴100需要以可以使材料以适当的张力退绕的方式旋转。另一方面，此时的材料可以包含构成二次电池组件的阳极板、阴极板及隔板。

图8是表示本发明的线轴模组的透视图。如图所示，线轴模组构成为包含线轴100、线轴电动机200、线速传感器、角度传感器、多个被动辊筒及控制部300。

线轴100构成为可以搁置以卷筒形状卷绕而成的材料，并且在框架的面沿垂直的方向突出。此时，在中心部分配置有卡盘，以便搁置并旋转卷筒时，使其固定。另一方面，可以配置有传感器，以便在搁置了卷筒的情况下，测量随着材料的退绕而变化的外径。

线轴电动机200构成为与线轴100连接，以便向线轴100传递适当的旋转力。线轴电动机200构成为根据后面提及的控制部300的输入以适当的速度旋转线轴100。

线速传感器构成为可以测量从线轴100退绕的材料移动时的线速。线速传感器可以由编码器400或驱动滚筒构成，以便构成为可以测量材料的移动距离。为了可以连续生产，材料卷筒会卷绕有大量的材料，并且随着二次电池的生产，其外径会减小很多。从而，随着外径的变化的加大，线轴100的旋转速度和退绕的材料的线速会产生差异，此时，线速传感器构成为可以准确地测量材料的速度。另一方面，可以从中导出在特定时间间隔内材料移动的距离。

角度传感器可以构成为可以测量由线轴100的旋转而形成的角速度或者旋转角度，比如，由绝对编码器400构成以构成为可以测量绝对角。另一方面，这样的角度传感器只是一个例子，也可以使用可以在特定时间内测量相对角度的多种多样的构成。

被动辊筒以使从线轴100退绕的材料可以沿着预先设定的路径移动的方式支撑材料。被动辊筒不需要额外的驱动部，而是可以随着材料的移动一起旋转，以便可以将移动时对材料的损伤最小化。

控制部300对由线速传感器及角度传感器所测量的值进行响应，并控制线轴电动机200的驱动力，以便在材料移动时，材料可以以作为参考的目标退绕速度移动。另一方面，虽然没有图示控制部300，但可以以将执行这样的功能作为二次电池制造装置整体控制部300的一部分的总控制部300的形式构成，也可以以只控制线轴模组10的附属控制部300来执行本功能的形式构成。

以下将对本发明的用于二次电池制造装置的线轴控制系统的控制部300 的功能进行详细说明。

图9是表示本发明的旋转速度控制的框图。

如图所示，控制部300输入有目标退绕线速，并计算与由线速传感器及角度传感器测量的当前材料的移动速度之差，进而计算需要改变的线轴100 的旋转速度。

另一方面，角度传感器感应当前线轴100的旋转速度，计算旋转角速度的变化量并将其反映出来。

在此，如果将目标退绕线速设为Vline，线轴100的角速度设为ωspl，线轴100的直径设为Dspl，则为了以目标退绕线速退绕材料，线轴100的角速度Vspl应该如下：

此时，卷筒的直径随着材料的退绕而渐渐减小，而其直径的值则可以由激光传感器或是由线速、线轴100的角度变化计算得出。另一反面，此时的直径可以是从线轴100的旋转中心到材料卷筒的最外廓面之间的距离。

用激光传感器测量变化的卷筒直径时，可以简单地测量出当前卷筒的半径，所以以下将对利用测量材料的线速及线轴100的角度来计算当前材料的半径的方法进行说明。

根据材料的退绕，线速传感器可以求出之前阶段和当前阶段的累积移动量之差。

材料的移动距离(L)＝(当前材料移动距离(L″)-(计算之前线轴半径时的材料移动距离(L′))

另外，之前阶段和当前阶段的旋转角度之差如下：

线轴的旋转角(A)＝(当前线轴旋转角(A″)-(计算之前线轴半径时线轴的旋转角(A′))

由此，根据卷筒的变化角和线速的关系，卷筒的当前直径可以用以下公式求出。

从而，为了满足目标线速，随着卷筒的直径的变化，线轴100的旋转速度如下：

这是在根据作用于材料的张力而控制旋转速度之前，首先根据随着材料的退绕而变化的直径，控制线轴100的旋转速度。

结果是，即使多种多样的种类及厚度的材料搁置在线轴100上，由于可以将计算出的随着材料移动量而减小的直径反映到控制当中，所以可以随着材料的使用渐渐地增加线轴100的旋转速度以维持同样的退绕线速。这也最终成为可以维持恒定的张力的速度控制。

图10是表示用于调节材料的张力的浮动辊型张力控制装置的透视图。此时，从线轴100退绕的材料会通过预定的路径，此时，配置的张力测量传感器会测量作用于材料的张力。

另一方面，会形成如下的补偿控制：测量张力时，若测量到比参考张力高的张力时，即刻增加线轴电动机200的旋转速度以使材料松弛下来、反之，当测量到比参考张力低的张力时，即刻减小线轴电动机200的旋转速度以使材料紧绷并增加张力。当这样的张力测量传感器构成为如图5所示的浮动辊型时，即一侧被固定并根据枢转移动来控制角度时，若浮动辊向线轴100侧倾斜的话，即为张力变小的情况，则降低旋转速度，浮动辊向远离线轴100 的角度倾斜的话，即为张力增加的情况，则增加线轴100旋转速度。

在这种情况下，随着材料的使用，根据旋转速度的变化而带来的线速的变化也可能很巨大。即，由于在初期和末期根据同样的旋转量退绕的卷筒材料的长度会有巨大的变化，所以随着卷筒材料的使用，应该将线轴100的旋转角控制地越来越大。从而，计算出根据本发明的直径的变化并同时使用时，可以形成更加准确的张力控制。此时，根据测量的张力而执行的旋转速度控制可以通过一般的PID控制来执行。

即，首先通过测量直径的变化进行预先补偿，此时若需要张力的变化，则再通过改变旋转速度来进行控制，从而提高追踪目标退绕线速的性能。

图11是表示以往的和本发明的目标退绕速度和线轴旋转速度的曲线图。

图示显示了以往的浮动辊只感应角度变化并控制线轴100的速度时(a) 和根据本发明的同时测量张力和卷筒的直径变化并控制线轴100的速度时(b) 的材料的退绕速度和线轴100的旋转速度。

如图11(a)所示，当生产开始时，线轴100的旋转速度会增加以追踪作为材料的移动速度的目标退绕速度。此时，随着时间的推移，线轴100的旋转速度也会增加，由于只测量张力的变化并根据张力的增减控制旋转速度，所以其变动幅度非常大且退绕速度的变化的振动周期也很短。在此，由于材料被连续地供给，所以退绕速度的变化量会与张力的变化量的倾向相同或相似。从而，由于张力的变化大且频繁地出现，所以会对二次电池的生产品质带来不良影响。另外，由于材料连接到卷绕部500，所以如果产生持续的张力变化，也会对除了线轴模组10以外的其他形成各种作业的模组产生影响，所以会在整体控制上造成不必要的资源浪费。

相反，如图11(b)所示，线轴100的旋转速度可以反映随着材料的使用而减小的直径(半径)并进行预先补偿且增加旋转速度。在这种情况下，可以恒定地维持线速。与此同时，当应对张力的变化而控制旋转速度时，因为已经存在预先反映的旋转速度的变化，所以张力变化周期也会变长，张力的变化幅度也会减小。

图12是表示本发明的卷绕部控制系统的正面图。

卷绕部500构成为各个材料可以按着预定的顺序层叠并卷绕。卷绕部500 可以根据最终要生产出来的二次电池的规格制造成各种厚度，卷绕的形状则可以以圆形、椭圆形或多角形的形状卷绕。另一方面，此时，卷绕的时候可能产生如参照图1所说明的不均匀的张力被使用的问题，为了解决这个问题，需要进行张力控制。

为了连续地生产，卷绕部500可以构成为转塔形状。卷绕部500可以构成为包含芯轴510、芯轴电动机520、线速传感器、角度传感器及芯轴控制部。此时，线速传感器可以使用控制线轴100时所使用的编码器400的测量值，可以构成为配置在材料移动路径上的驱动辊筒或编码器400。另一方面，前述的构成要素可以执行与使用于线轴模组的构成要素类似的功能，所以在此省略对于各构成要素的结构的详细说明。

图12中，配置有3个卷绕卷筒，会按照工序按照各位置分别执行独立的工序。可以构成为在一个位置形成卷绕，在另一个位置形成缠绕以保持卷绕的形状。另一方面，这样的卷绕部500的结构只是一个例子，也可以变形为具有多种多样的功能的多种多样的结构并使用。

卷绕部500控制旋转速度以调节卷绕线速，并由此对张力产生影响。另外，由于材料在沿着复杂的路径移动时，张力随时可能改变，所以为了维持张力可以构成为配置多个驱动辊以维持线速。各材料的路径上配置有多个被动辊筒，配置成支撑材料或转换材料的方向并构成为无需额外的驱动源也可自由旋转的辊筒。被动辊筒的数量及配置的位置可以多种多样，在此省略对此的详细说明。

以下，将参考图13至图15，对卷绕部500为圆形卷绕部500的情况的卷绕部控制系统进行详细说明。

图13是表示本发明的芯轴510的平面图，图14是表示本发明的控制系统的框图。

如图所示，当卷绕部500为圆形时(a)，随着卷绕的进行(c)其半径相比卷绕初期(b)会增加，当旋转角度相同时，卷绕线速也会按比例增加。

参考图14，芯轴控制部530可以执行PID控制以缩小已输入的目标退绕速度和从编码器400测量的当前材料的移动线速两者之间的误差。之后，芯轴510的所需旋转速度根据当前直径被确定并与当前的芯轴510的旋转速度进行比较，并最终产生确定芯轴电动机520的旋转量的控制输入。

以下将对发生于控制阶段的各个阶段进行详细的说明。

在此，目标退绕线速用Vline表示，芯轴510的角速度用ωospl表示，芯轴510的直径用Dospl表示，则为了以目标退绕线速卷绕材料，芯轴510应具有的角速度ωospl如下。在此，从线轴100退绕的退绕线速和在芯轴510卷绕的卷绕线速可以为相同的值。

初始旋转第一圈时，旋转速度由材料被卷绕前的芯轴510的外径确定。之后，反映了材料的包含被卷绕到芯轴510的材料的直径和目标卷绕线速的芯轴510的旋转角速度如下：

此时，卷筒的直径随着材料的退绕而渐渐缩小，直径的值则可以由激光传感器或是由线速、芯轴510的角度变化计算得出。另一反面，此时的直径可以为从线轴100的旋转中心到材料卷筒的最外廓面之间的距离。

用激光传感器测量变化的卷筒直径时，可以简单地测量出当前卷筒的半径，所以以下将对利用测量材料的线速及芯轴510的角度算出当前材料的半径的方法。

根据材料的卷绕，线速传感器可以求出之前阶段和当前阶段的累积移动量之差。

材料移动距离(L0)＝(当前材料移动距离(L0″)-(计算之前芯轴半径时的材料移动距离(L0′))

另外，之前阶段和当前阶段的旋转角度之差如下：

芯轴的旋转角(A0)＝(当前芯轴旋转角(A0″)-(计算之前芯轴半径时芯轴的旋转角(A0′))

由此，根据卷筒的变化角和线速的关系，卷绕的电极组件的当前的直径可以用以下公式求出。

从而，随着电极组件的直径的变化，为了满足目标线速，芯轴510的旋转速度如下：

图15是图示本发明的控制时的卷绕速度和芯轴510的旋转速度及张力的曲线图。为了便于说明，示出的曲线图多少有夸张地示出的可能。

如图15所示，与卷绕有大量材料的线轴100不同，卷绕部500因执行卷绕及缠绕、移动等工序，所以是反复循环地制造。

与线轴100不同，在卷绕部500，阳极板、阴极板及两个隔板可以一起卷绕，随着旋转而带来的直径增加会比线轴100的直径减小倾向更明显地表现出来。

此时，目标卷绕速度可以由初期加速区间、作为中间阶段的等速区间、结束时的减速区间构成。此时，由于芯轴510的旋转速度随着卷绕直径会增加，所以如图15所示，相比初期，在等速区间及结束减速区间，旋转速度会受到更大的影响并减小。

如此，当芯轴510的旋转速度被控制时，如图15所示，在一次的制造循环中，可以将张力的变化最小化并执行卷绕。

图16是表示当芯轴510的形状为椭圆形状时的芯轴510的平面图及芯轴旋转速度的曲线图。为了便于说明，示出的曲线图多少有夸张地示出的可能。

如图所示，当芯轴510为椭圆形状或是与此类似的多角形的情况下，根据旋转角，线速会发生很大的变化，从而，张力也发生很大的变化，所以需要执行更精确的张力调节。

此时，会利用电子凸轮轮廓来调整芯轴510的旋转速度。此时，如果没有根据卷绕的量来改变旋转速度的话，在棱角或旋转速度增加的特定角度上，张力会产生急剧的变化。从而，由于首先根据电子凸轮轮廓对旋转速度进行控制，之后通过反映由于电极组件在芯轴510进行卷绕而带来的外径的增加，再次放慢旋转速度，所以可以以恒定的张力进行卷绕。

以上说明的根据本发明的用于二次电池制造装置的卷绕部控制系统可以反映随着卷绕而增加的外径以控制旋转速度，因而可以精确地调节并使用张力，从而，具有大大提高二次电池的品质并在高速控制中也可以迅速地控制而大大提高生产性的效果。

以上说明的用于二次电池制造装置的张力控制方法由于考虑了在加速区间及减速区间随着材料的移动而产生的被动辊筒的转动惯量并控制张力，所以可以在高速生产时，维持均等的品质并提高生产性。

Claims (9)

1.一种用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

包含：

加载构成为当二次电池的材料移动时，可旋转并支撑移动的二次电池的材料的多个被动辊筒的转动惯量信息的阶段；

所述二次电池卷绕时的线速的变化区间信息的加载阶段；及

应对在所述变化区间内由于所述被动辊筒的转动惯量而产生的张力的变化量来调节张力调节装置的张力使用量的阶段。

2.根据权利要求1所述的用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

所述调节张力使用量的阶段包含减小所述张力调节装置的张力使用量以补偿所述卷绕开始且所述线速增加时，因所述被动辊筒的转动惯量而产生的张力增加量的阶段。

3.根据权利要求1所述的用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

所述调节张力使用量的阶段在所述卷绕中的维持所述卷绕线速的区间内，测量使用于所述材料的张力并调节所述张力使用量至目标张力。

4.根据权利要求1所述的用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

所述调节张力使用量的阶段包含增加所述张力调节装置的张力使用量以补偿所述卷绕结束且所述线速减小时，因所述被动辊筒的旋转惯性而产生的张力减小量的阶段。

5.根据权利要求2所述的用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

所述调节张力使用量的阶段利用各个配置在所述材料的移动路径上的张力调节装置来执行，以便一并调节所述卷绕前作用于各个材料的张力的。

6.根据权利要求5所述的用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

所述张力调节装置构成为可以枢转移动，并构成为包含构成为用以调节枢转的角度的电动气压调节器，

所述调节张力使用量的阶段通过调节作用于所述电动气压调节器的压力来执行。

7.根据权利要求1所述的用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

所述转动惯量的信息包含因所述被动辊筒而增加的张力增加量信息，所述张力增加量信息以

8.根据权利要求2所述的用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

所述转动惯量信息的加载阶段加载包含随着所述材料的移动而产生的被动辊筒的转动惯量信息的信息。

9.根据权利要求2所述的用于二次电池制造装置的张力控制方法，其特征在于，

所述转动惯量信息包含所述多个被动辊筒的转动惯量的总和和因所述材料移动时的接触而旋转的非驱动要素的转动惯量的值。