CN114786894B - 切断装置、及层叠电极体的制造装置 - Google Patents

切断装置、及层叠电极体的制造装置 Download PDF

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Abstract

切断装置(100)包括：鼓部(102)，其通过旋转来输送工件(W)的连续体(Wa)；以及切断部(104)，其切断连续体(Wa)，从而将其单片化为多个工件(W)。鼓部(102)具有多个保持头(116)，该多个保持头(116)被沿圆周方向排列，并一边保持各工件(W)一边移动。切断部(104)具有：少于保持头(116)的数量的切割器单元(130)，其因鼓部(102)的旋转而与多个保持头(116)一同移动；以及切割器驱动部(132)，其使切割器单元(130)与多个保持头(116)独立地移动。切割器单元(130)从预定的切断开始位置起，一边与连续体(Wa)并行一边切断连续体(Wa)。切割器驱动部(132)使切断连续体(Wa)后的切割器单元(130)返回到切断开始位置。

Description

切断装置、及层叠电极体的制造装置
技术领域
本公开涉及一种切断装置、及层叠电极体的制造装置。
背景技术
作为车载用等的电池，开发了一种层叠层压型的电池。该电池具有在容器中收容有层叠电极体和电解液的结构，该层叠电极体夹着分隔件地交替层叠有多个正极与多个负极。
关于这种电池，在专利文献1中，公开了一种如下的装置：将介由破断线连续形成正极的连续正极材料、介由破断线连续形成负极的连续负极材料、以及介由破断线连续形成分隔件的连续分隔件材料用作原材料，制造层叠有正极、负极及分隔件的层叠电极体。该制造装置具备如下的结构：将使各原材料重叠而成的连续电池材料卷绕于卷绕鼓必要数量，使卷绕鼓的侧周面的一部分向半径方向突出，由此针对每个破断线来切断连续电池材料。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开2011-86508号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
在上述现有的制造装置中，通过沿着破断线破坏连续电池材料，制造了各个层叠电极体。因此，存在以下风险：在被单片化的各电极的切断部会产生毛刺。在电极的端部产生的毛刺会成为短路的原因，并会导致层叠电极体乃至电池的质量降低。
本公开鉴于这样的状况而完成，其目的之一在于提供一种谋求层叠电极体的质量提高的技术。
[用于解决技术课题的技术方案]
本公开的一个方案为一种切断装置。该切断装置包括：鼓部，其通过旋转来输送工件的连续体；以及切断部，其切断连续体，从而使其单片化为多个工件。鼓部具有多个保持头，该多个保持头被沿圆周方向排列，一边保持各工件一边移动。切断部具有：少于保持头的数量的切割器单元，其通过鼓部的旋转来与多个保持头一同移动；以及切割器驱动部，其使切割器单元与多个保持头独立地移动。切割器单元从预定的切断开始位置起一边与连续体并行一边切断连续体，切割器驱动部使切断连续体后的切割器单元返回到切断开始位置。
本公开的另一方案为一种层叠电极体的制造装置。该制造装置包括：第1极切断鼓，其切断多个第1极板的连续体，从而将其单片化为多个第1极板并进行输送；第2极切断鼓，其切断多个第2极板的连续体，从而将其单片化为多个第2极板并进行输送；粘接鼓，其将多个第1分隔件连续的第1分隔件连续体、从第1极切断鼓供给的多个第1极板、多个第2分隔件连续的第2分隔件连续体、以及从第2极切断鼓供给的多个第2极板按该顺序层叠并粘接，形成由第1分隔件、第1极板、第2分隔件及第2极板构成的单位层叠体连续的连续层叠体；分隔件切断鼓，其切断连续层叠体的第1分隔件连续体及第2分隔件连续体，从而将其单片化为多个单位层叠体；以及层叠鼓，其将多个单位层叠体层叠于层叠台，从而形成层叠电极体。第1极切断鼓、第2极切断鼓及分隔件切断鼓中的至少1者由上述方案的切断装置构成。
以上构成要素的任意组合、以及将本公开的表达方式在方法、装置、系统等之间转换后的结果，作为本公开的方案也是有效的。
发明效果
根据本公开，能够谋求层叠电极体的质量提高。
附图说明
图1是实施方式的层叠电极体的制造装置的示意图。
图2是示意性地表示实施方式的切断装置的一部分的剖视图。
图3是示意性地表示实施方式的切断装置的主视图。
图4是表示连续体的切断行程的时序图的图。
具体实施方式
以下，参照附图，基于优选的实施方式来说明本公开。实施方式并不对本公开进行限定，仅为例示，实施方式所记述的一切特征及其组合并不都限于本公开的实质性内容。对于各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、以及处理，标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。此外，各图所示的各部分的比例尺或形状是为了易于说明而便宜设定的，除非特别提及，否则并不被限定性地解释。此外，在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况下，除非特别提及，否则该用语并不表示任何顺序或重要度，仅用于区别某一构成与其他构成。此外，在各附图中，在对实施方式进行说明上并不重要的构件的一部分会省略显示。
图1是实施方式的层叠电极体的制造装置的示意图。层叠电极体的制造装置1为一种组合了多个鼓的连续鼓式的制造装置。通过以鼓来执行电极体及分隔件的切断、加热、粘接、层叠等各工序，能够高速且连续地制造层叠电极体。层叠电极体例如被用于锂离子二次电池。
制造装置1包括第1极切断鼓2、第1极加热鼓4、第2极切断鼓6、第2极加热鼓8、粘接鼓10、分隔件切断鼓12、以及层叠鼓14。
第1极切断鼓2切断多个第1极板的连续体，从而将其单片化为多个第1极板并进行输送。第1极切断鼓2具有第1半径，并围绕中心轴以第1角速度来旋转。在本实施方式中，第1极为负极。作为多个第1极板的连续体的、带状的第1极连续体N被供给到第1极切断鼓2。第1极连续体N具有第1极集电体和第1极活性物质层。第1极活性物质层被层叠在第1极集电体上。在本实施方式中，在第1极集电体的两面，层叠有第1极活性物质层，但也可以是，仅在第1极集电体的一个面层叠第1极活性物质层。
第1极集电体及第1极活性物质层均能够由公知的材料构成，均具有公知的结构。第1极集电体被以例如由铜或铝等构成的箔或多孔体构成。第1极活性物质层例如通过以下方式形成：将包含第1极活性物质、粘结材料及分散剂等的第1极复合材料浆料涂布于第1极集电体的表面，并对涂膜进行干燥、轧制。第1极集电体的厚度例如为3μm以上50μm以下。第1极活性物质层的厚度例如为10μm以上100μm以下。
第1极切断鼓2具有：多个保持头，其被配置在鼓的圆周方向；以及切断刃，其切断第1极连续体N，从而将其单片化为多个第1极板。多个保持头具有对第1极连续体N进行吸附保持的保持面。各保持头的保持面朝向第1极切断鼓2的外侧。被供给到第1极切断鼓2的第1极连续体N在被吸附保持于多个保持头的保持面的状态下，通过第1极切断鼓2的旋转而被输送。
多个保持头能够分别围绕第1极切断鼓2的中心轴进行旋转，并且相对于其他保持头彼此独立地沿鼓的圆周方向移动。各保持头的相对移动通过以下方式来实现：将与使第1极切断鼓2旋转的电机不同的电机搭载于各保持头。例如，当将在圆周方向上相邻的2个保持头设为第1保持头及第2保持头时，第1保持头及第2保持头因第1极切断鼓2的旋转而围绕鼓的中心轴以一定的速度来旋转。此外，在鼓的圆周上的预定区间中，2个保持头的相对速度会因保持头的电机的驱动而改变。
例如，在某一定时(timing)，第1保持头及第2保持头都以一定的速度旋转，相对速度为0，而在另一定时，第1保持头沿从后续的第2保持头远离的方向增速，成为有限的相对速度。由于这样的保持头的独立驱动，切断刃所进行的第1极连续体N的切断位置的调整、以及被单片化的第1极板的位置调整等会成为可能。另外，也可以是，在各保持头围绕第1极切断鼓2的中心轴等速地旋转时，基于各保持头的电机的驱动的各保持头的等速移动会被追加到第1极切断鼓2的旋转所导致的移动中。
第1极切断鼓2对被供给的第1极连续体N进行吸附保持，将其旋转输送，并在图1中示意性地示出的切断位置16处，切断第1极连续体N来生成第1极板。第1极连续体N在相邻的保持头之间的位置处被切断刃切断，从而被单片化为多个第1极板。得到的各第1极板被以被吸附保持于各保持头的状态输送。也可以是，第1极切断鼓2具备各种照相机。通过这些照相机，能够对被生成的多个第1极板的位置进行监视。另外，作为一例，切断前的第1极连续体N的位置在比第1极切断鼓2靠上游的输送辊处被监视。此外，第1极切断鼓2也可以包括对保持头等的位置进行监视的、照相机以外的传感器。
第1极加热鼓4被接近配置于第1极切断鼓2。第1极加热鼓4具有第2半径，并围绕中心轴以第2角速度来旋转。第1极加热鼓4的第2半径既可以与第1极切断鼓2的第1半径相同，也可以不同。第1极加热鼓4的第2角速度与第1极切断鼓2的第1角速度不同。此外，第1极加热鼓4的第2角速度被设定为：其线速度与后述的粘接鼓10的线速度大致相同。
作为一例，第2半径与第1半径相同，第2角速度被设定得比第1角速度更为高速。在该情况下，第1极加热鼓4的线速度＞第1极切断鼓2的线速度。因此，第1极切断鼓2的保持头会在与第1极加热鼓4的接近位置跟前，暂时地增速到与第1极加热鼓4的线速度大致相同。由此，关于保持头，与第1极加热鼓4的相对速度大致会成为零。保持头在相对速度大致成为零的定时将吸附保持的第1极板向第1极加热鼓4侧排出。保持头在排出第1极板后，返回到增速前的速度。
第1极加热鼓4一边吸附保持从第1极切断鼓2排出的第1极板一边进行旋转，并以内置的加热器对第1极板进行预备加热。预备加热在之后的粘接工序被实施，以将分隔件与第1极板进行热粘接。在本实施方式中，在加热位置18处，对第1极板进行加热，但不限于此，例如也可以是，在第1极加热鼓4的圆周方向的整个区域中对第1极板进行加热。
第2极切断鼓6切断多个第2极板的连续体，从而将其单片化为多个第2极板并进行输送。第2极切断鼓6具有第3半径，并围绕中心轴以第3角速度来旋转。在本实施方式中，第2极为正极。作为多个第2极板的连续体的、带状的第2极连续体P被供给到第2极切断鼓6。第2极连续体P具有第2极集电体和第2极活性物质层。第2极活性物质层被层叠在第2极集电体上。在本实施方式中，在第2极集电体的两面，层叠有第2极活性物质层，但也可以是，仅在第2极集电体的一个面层叠第2极活性物质层。
第2极集电体及第2极活性物质层均能够由公知的材料构成，均具有公知的结构。第2极集电体被以例如由不锈钢或铝等构成的箔或多孔体构成。第2极活性物质层例如通过以下方式形成：将包含第2极活性物质、粘结材料及分散剂等的第2极复合材料浆料涂布于第2极集电体的表面，并对涂膜进行干燥、轧制。第2极集电体的厚度例如为3μm以上50μm以下。第2极活性物质层的厚度例如为10μm以上100μm以下。
第2极切断鼓6具有：多个保持头，其被配置在鼓的圆周方向；以及切断刃，其切断第2极连续体P，从而将其单片化为多个第2极板。多个保持头具有对第2极连续体P进行吸附保持的保持面。各保持头的保持面朝向第2极切断鼓6的外侧。被供给到第2极切断鼓6的第2极连续体P在被吸附保持于多个保持头的保持面的状态下，通过第2极切断鼓6的旋转而被输送。
多个保持头能够分别围绕第2极切断鼓6的中心轴来旋转，并且相对于其他保持头彼此独立地沿鼓的圆周方向移动。各保持头的相对移动通过以下方式实现：将与使第2极切断鼓6旋转的电机不同的电机搭载于各保持头。例如，在圆周方向上相邻的第1保持头及第2保持头因第2极切断鼓6的旋转而围绕鼓的中心轴以一定的速度来旋转。此外，在鼓的圆周上的预定区间中，2个保持头的相对速度会因保持头的电机的驱动而改变。第1保持头及第2保持头的相对速度的变化、以及第2极切断鼓6的旋转与被设置于保持头的电机的驱动的组合与第1极切断鼓2的情况相同。
第2极切断鼓6对被供给的第2极连续体P进行吸附保持，将其旋转输送，并在图1中示意性地示出的切断位置20处切断第2极连续体P，从而生成第2极板。第2极连续体P在相邻的保持头之间的位置处被切断刃切断，从而被单片化为多个第2极板。得到的各第2极板被以被吸附保持于各保持头的状态输送。第2极切断鼓6也可以包括各种照相机。通过这些照相机，能够对被生成的多个第2极板的位置进行监视。另外，作为一例，切断前的第2极连续体P的位置在比第2极切断鼓6靠上游的输送辊处被监视。此外，第2极切断鼓6也可以包括监视保持头等的位置的、照相机以外的传感器。
第2极加热鼓8被接近配置于第2极切断鼓6。第2极加热鼓8具有第4半径，围绕中心轴以第4角速度来旋转。第2极加热鼓8的第4半径既可以与第2极切断鼓6的第3半径相同也可以不同。第2极加热鼓8的第4角速度与第2极切断鼓6的第3角速度不同。此外，第2极加热鼓8的第4角速度被设定为：其线速度与粘接鼓10的线速度大致相同。
作为一例，第4半径与第3半径相同，第4角速度被设定得比第3角速度更为高速。在该情况下，第2极加热鼓8的线速度＞第2极切断鼓6的线速度。因此，第2极切断鼓6的保持头会在与第2极加热鼓8的接近位置跟前，暂时地增速到与第2极加热鼓8的线速度大致相同为止。由此，关于保持头，与第2极加热鼓8的相对速度大致会成为零。保持头在相对速度大致成为零的定时，将吸附保持的第2极板向第2极加热鼓8侧排出。保持头在排出第2极板后，返回到增速前的速度。
第2极加热鼓8一边吸附保持从第2极切断鼓6排出的第2极板一边进行旋转，并以内置的加热器对第2极板进行预备加热。预备加热在之后的粘接工序被实施，以将分隔件与第2极板进行热粘接。在本实施方式中，在加热位置22处，对第2极板进行加热，但不限于此，例如也可以是，在第2极加热鼓8的圆周方向的整个区域中对第2极板进行加热。
粘接鼓10形成单位层叠体连续的连续层叠体，该单位层叠体由第1分隔件、第1极板、第2分隔件及第2极板构成。粘接鼓10被接近配置于第1极加热鼓4及第2极加热鼓8。粘接鼓10具有第5半径，并围绕中心轴以第5角速度来旋转。多个第1分隔件连续的、带状的第1分隔件连续体S1和多个第2分隔件连续的、带状的第2分隔件连续体S2被供给到粘接鼓10。在第1分隔件连续体S1及第2分隔件连续体S2各自的表面，设置有热粘接层。热粘接层在室温下未表现出粘接性，但具有通过加热来表现出粘接性的性质。例如，热粘接层为含有热塑性聚合物的热塑性层，基于因加热导致的热塑性聚合物的塑性变形来表现出粘接性。
此外，多个第1极板从第1极切断鼓2介由第1极加热鼓4、多个第2极板从第2极切断鼓6介由第2极加热鼓8而被供给到粘接鼓10。第1极板一边在第1极加热鼓4中被预备加热一边被旋转输送，并在第1极加热鼓4与粘接鼓10的接近位置处被排出到粘接鼓10侧。第2极板一边在第2极加热鼓8中被预备加热一边被旋转输送，并在第2极加热鼓8与粘接鼓10的接近位置处被排出到粘接鼓10侧。
第1分隔件连续体S1、第1极板、第2分隔件连续体S2及第2极板相对于粘接鼓10的供给位置从粘接鼓10的旋转方向的上游侧起按列举的顺序排列。因此，首先在预定位置处，第1分隔件连续体S1被供给到粘接鼓10。第1分隔件连续体S1被吸附保持于粘接鼓10并被旋转输送。接着，在比第1分隔件连续体S1的供给位置靠下游侧处，第1极板被从第1极加热鼓4供给到粘接鼓10，并被载置在第1分隔件连续体S1上。多个第1极板被沿第1分隔件连续体S1的输送方向隔开预定的间隔地排列在第1分隔件连续体S1上。
接着，在比第1极板的供给位置靠下游侧处，第2分隔件连续体S2被供给到粘接鼓10，并被载置在多个第1极板上。接着，在比第2分隔件连续体S2的供给位置靠下游侧处，第1分隔件连续体S1、多个第1极板及第2分隔件连续体S2被热压接辊24加压。由此，第1分隔件连续体S1、各第1极板及第2分隔件连续体S2被粘接。接着，在比热压接辊24的压接位置靠下游侧处，第2极板被从第2极加热鼓8供给到粘接鼓10，并被载置在第2分隔件连续体S2上。多个第2极板被沿第2分隔件连续体S2的输送方向隔开预定的间隔地排列在第2分隔件连续体S2上。此外，多个第2极板被第2极加热鼓8的按压力粘接于第2分隔件连续体S2。
通过以上工序，第1分隔件连续体S1、多个第1极板、第2分隔件连续体S2及多个第2极板被按该顺序层叠、粘接，从而形成连续层叠体26。连续层叠体26具有如下结构：由第1分隔件、第1极板、第2分隔件及第2极板构成的单位层叠体以第1分隔件连续体S1及第2分隔件连续体S2来连接，从而连续。连续层叠体26被从粘接鼓10输送到分隔件切断鼓12。另外，也可以是，由于不从第2极切断鼓6侧供给第2极板，因而会按每一定个数地生成不含第2极板的3层结构的单位层叠体。此外，不被供给的电极板也可以为第1极板。
分隔件切断鼓12将连续层叠体26的第1分隔件连续体S1及第2分隔件连续体S2切断，从而单片化为多个单位层叠体。分隔件切断鼓12具有第6半径，并围绕中心轴以第6角速度来旋转。分隔件切断鼓12具有：多个保持头，其被沿鼓的圆周方向配置；以及切断刃，其切断连续层叠体26，从而将其单片化为多个单位层叠体。多个保持头具有吸附保持连续层叠体26的保持面。各保持头的保持面朝向分隔件切断鼓12的外侧。被供给到分隔件切断鼓12的连续层叠体26在被吸附保持于多个保持头的保持面的状态下，通过分隔件切断鼓12的旋转而被输送。
也可以是，多个保持头能够分别围绕分隔件切断鼓12的中心轴旋转，并且相对于其他保持头彼此独立地沿鼓的圆周方向移动。各保持头的相对移动通过以下方式来实现：将与使分隔件切断鼓12旋转的电机不同的电机搭载于各保持头。例如，在圆周方向上相邻的第1保持头及第2保持头因分隔件切断鼓12的旋转而围绕鼓的中心轴以一定的速度旋转。此外，在鼓的圆周上的预定区间中，2个保持头的相对速度会因保持头的电机的驱动而改变。第1保持头及第2保持头的相对速度的变化、以及分隔件切断鼓12的旋转与被设置于保持头的电机的驱动的组合与第1极切断鼓2的情况相同。
分隔件切断鼓12对被供给的连续层叠体26进行吸附保持，将其旋转输送，并在图1中示意性地示出的切断位置28处切断连续层叠体26，从而生成单位层叠体。连续层叠体26在相邻的保持头之间的位置处被切断刃切断，从而被单片化为多个单位层叠体。此时，连续层叠体26中，在连续层叠体26的输送方向上相邻的电极板之间，第1分隔件连续体S1及第2分隔件连续体S2被切断。得到的各单位层叠体被以被吸附保持于各保持头的状态来输送。保持头将吸附保持的单位层叠体向层叠鼓14侧排出。分隔件切断鼓12也可以包括各种照相机。通过这些照相机，能够对被生成的多个单位层叠体的位置进行监视。另外，作为一例，切断前的连续层叠体26的位置在比分隔件切断鼓12靠上游的输送辊处被监视。此外，分隔件切断鼓12也可以包括对保持头的位置等进行监视的、照相机以外的传感器。
层叠鼓14将多个单位层叠体层叠于层叠台30，从而形成层叠电极体。层叠鼓14具有第7半径，并围绕中心轴以第7角速度来旋转。层叠鼓14的线速度被调整为与分隔件切断鼓12的线速度大致相同。层叠鼓14具有被沿鼓的圆周方向配置的多个层叠头。各层叠头具有吸附保持单位层叠体的保持面。各层叠头的保持面朝向层叠鼓14的外侧。
多个层叠头能够分别围绕层叠鼓14的中心轴旋转，并且相对于其他层叠头彼此独立地沿鼓的圆周方向移动。各层叠头的相对移动例如通过被设置于层叠鼓14的凸轮来实现。例如，在圆周方向上相邻的第1层叠头及第2层叠头因层叠鼓14的旋转而围绕鼓的中心轴以一定的速度来旋转，并且在鼓的圆周上的预定区间中，彼此的相对速度会改变。
例如，在某一定时，第1层叠头及第2层叠头一同以一定的速度来旋转，相对速度为0，而在另一定时，第1层叠头会沿远离后续的第2层叠头的方向增速，成为有限的相对速度。通过这样的层叠头的独立驱动，能够维持一定的角速度下的层叠鼓14的旋转，并在与层叠台30相对的层叠位置处，将各层叠头置于停止状态。通过在与层叠台30相对的位置处将层叠头置于停止状态，从而能够将该层叠头所吸附保持的单位层叠体以高位置精度排出到层叠台30上。
层叠台30被配置在层叠鼓14的正下方。在层叠台30，从层叠鼓14排出的单位层叠体依次被层叠。由此，层叠电极体被形成。层叠台30能够沿相互正交的X轴方向及Y轴方向进行驱动。此外，层叠台30能够对X-Y平面上的倾斜角进行调整。由此，相对于已经被层叠于层叠台30的单位层叠体的、从层叠鼓14排出的单位层叠体的X轴方向及Y轴方向的位置、以及倾斜角会被调整。层叠台30在4角具备爪，被层叠的多个单位层叠体由这些爪来按压固定。此外，被层叠的多个单位层叠体被加压及/或加热，并被相互粘接。
第1极切断鼓2、第2极切断鼓6及分隔件切断鼓12中的至少1者由以下说明的本实施方式的切断装置100构成。以下，作为一例，将第1极切断鼓2由切断装置100构成的情况作为例子而举出，对切断装置100的结构进行说明。图2是示意性地表示实施方式的切断装置100的一部分的剖视图。图3是示意性地表示实施方式的切断装置100的主视图。图2图示了切断装置100的截面的一半。图3图示了从图2的箭头A方向观察的切断装置100。此外，在图3中，将各部分的图示适当简化或省略。
构成第1极切断鼓2的切断装置100包括鼓部102和切断部104。鼓部102具有鼓驱动部106、旋转轴部108、第1圆盘部110、第2圆盘部112、多个头驱动部114、以及多个保持头116。鼓驱动部106由公知的电机等构成。旋转轴部108为圆筒状或圆柱状，一端被连结于鼓驱动部106。旋转轴部108相当于第1极切断鼓2的中心轴。旋转轴部108因鼓驱动部106的驱动而旋转。鼓驱动部106使旋转轴部108以第1角速度来旋转。
关于第1圆盘部110及第2圆盘部112，各自的中心被连结于旋转轴部108的另一端侧。第1圆盘部110及第2圆盘部112具有同一形状，并彼此平行地扩展。第1圆盘部110被配置于比第2圆盘部112更远离鼓驱动部106的一侧。第1圆盘部110及第2圆盘部112从旋转轴部108的外周面突出，并相对于旋转轴部108的轴向垂直地扩展。在第1圆盘部110的周缘部，铺设有圆弧引导件118。在第2圆盘部112的周缘部，铺设有圆弧引导件119。圆弧引导件118及圆弧引导件119彼此平行地延伸。
多个头驱动部114被沿第1圆盘部110的圆周方向排列。各头驱动部114具有托架120、电机122、以及小齿轮124。托架120在剖视下为大致“U”字状，介由圆弧引导件118而夹入第1圆盘部110的缘。电机122被支撑于托架120。对于电机122，能够使用公知的电机。小齿轮124被连结于电机122的旋转轴，因电机122的驱动而旋转。小齿轮124与被固定于第1圆盘部110侧的大齿轮126啮合。本实施方式的大齿轮126被固定于旋转轴部108的外周面。大齿轮126被遍及旋转轴部108的整周地设置。当电机122进行驱动时，驱动扭矩会被传递到与小齿轮124啮合的大齿轮126。由此，各头驱动部114能够各自独立地沿圆弧引导件118在第1圆盘部110的圆周上移动。
多个保持头116分别被支撑于头驱动部114。因此，多个保持头116被沿第1圆盘部110的圆周方向排列。各保持头116能够因第1圆盘部110的旋转而以旋转轴部108为中心旋转，并且因头驱动部114而与第1圆盘部110的旋转所导致的移动不同地进行移动。
各保持头116具有保持面128，该保持面128朝向第1圆盘部110的突出方向，即鼓部102的圆周的外侧。保持面128被从旋转轴部108的中心配置在第1半径的位置。在保持面128，设置有吸附孔(未图示)，该吸附孔用于对工件W的连续体Wa、以及由连续体Wa单片化的工件W进行吸附保持。通过从吸附孔吸引空气，连续体Wa或工件W因该吸引力而被吸附保持。工件W为电极板、分隔件、以及单位层叠体等。在第1极切断鼓2的情况下，连续体Wa为第1极连续体N，工件W为第1极板。连续体Wa在被吸附保持于多个保持头116的保持面128的状态下，通过第1圆盘部110的旋转而被输送。
切断部104切断连续体Wa，从而将其单片化为多个工件W。切断部104具有切割器单元130和切割器驱动部132。切割器单元130因鼓部102的旋转而与多个保持头116一同移动，并切断连续体Wa。切割器驱动部132使切割器单元130与多个保持头116独立地移动。切断部104具有少于保持头116的数量的切割器单元130。作为一例，本实施方式的切断装置100相对于15个保持头116，具有3个切割器单元130。相邻的切割器单元130的间隔被确定为如下尺寸：在其间可收容1个保持头116或1个工件W。
切割器驱动部132被设置于各切割器单元130。各切割器驱动部132被沿第2圆盘部112的圆周方向排列。各切割器驱动部132具有托架134、电机136、以及小齿轮138。托架134在剖视下为大致“U”字状，介由圆弧引导件119而夹入第2圆盘部112的缘。电机136被支撑于托架134。对于电机136，能够使用公知的电机。小齿轮138被连结于电机136的旋转轴，因电机136的驱动而旋转。小齿轮138与被固定于第2圆盘部112侧的大齿轮140啮合。本实施方式的大齿轮140被固定于旋转轴部108的外周面。大齿轮140被设置于至少从后述的切断开始位置T1到退避结束位置T3的范围。当电机136进行驱动时，驱动扭矩会被传递到与小齿轮138啮合的大齿轮140。由此，各切割器驱动部132能够各自独立地沿圆弧引导件119在第2圆盘部112的圆周上移动。
各切割器单元130被支撑于切割器驱动部132。因此，各切割器单元130被沿第2圆盘部112的圆周方向排列。各切割器单元130能够因第2圆盘部112的旋转而以旋转轴部108为中心旋转，并且因切割器驱动部132而与第2圆盘部112的旋转所导致的移动不同地进行移动。
各切割器单元130具有保持件142、电机144、以及切断刃146。保持件142被支撑于托架134。保持件142能够沿与连续体Wa所延伸的方向大致正交的方向，换言之与鼓部102的圆周方向大致正交的方向滑动。保持件142沿第1圆盘部110及第2圆盘部112所排列的方向延伸，并在第1圆盘部110侧的端部处支撑切断刃146。此外，在保持件142中的、支撑切断刃146的端部的相反侧的区域，设置有齿轨148。齿轨148沿第1圆盘部110及第2圆盘部112所排列的方向延伸。
电机144被支撑于托架134。对于电机144，能够使用公知的电机。在电机144的旋转轴，连结有小齿轮(pinion)150。小齿轮150与保持件142的齿轨148啮合。齿轨148及小齿轮150构成齿轮齿条机构，由于小齿轮150因电机144的驱动而旋转，因而驱动扭矩会被传递到齿轨148，保持件142会滑动。由于保持件142的滑动，因而能够使被支撑于保持件142的切断刃146相对于连续体Wa而前进及退避。在图2中，将处于相对于连续体Wa而退避的位置的切断刃146以实线来图示，将处于相对于连续体Wa而前进的位置的切断刃146以虚线来图示。
切断刃146切断连续体Wa，从而将其单片化为多个工件W。本实施方式的切断刃146由一对圆刃152a、152b构成。圆刃152a及圆刃152b被沿连续体Wa的厚度方向排列，并以如下方式相对于保持面128来确定位置：在相对于连续体Wa而进退时，连续体Wa会通过两刃之间。当保持件142滑动，切断刃146相对于连续体Wa前进时，连续体Wa会因圆刃152a及圆刃152b的旋转而被切断。切断刃146通过相邻的2个保持头116之间，从而相对于连续体Wa而进退。
保持件142在圆刃152a与圆刃152b之间，具有沿保持件142的滑动方向延伸的狭缝(slit)154。在切断刃146向前进位置位移时，被切断的工件W的端部会进入到狭缝154。由此，会避免保持件142与工件W的干扰。
鼓驱动部106、头驱动部114、切割器驱动部132及切割器单元130的动作由控制装置156来控制。控制装置156作为硬件构成，通过以计算机的CPU及存储器为代表的元件或电路来实现，作为软件构成，通过计算机程序等来实现，但在图2中，作为通过它们的协作来实现的功能框而描绘。本领域技术人员当然应理解的是，该功能框能够通过硬件及软件的组合，以各种形式来实现。
控制装置156能够从拍摄第1极切断鼓2的照相机接收图像数据，并基于从图像数据导出的各保持头116及切割器单元130的位置等来控制各部分的动作。另外，也可以是，控制装置156也从照相机以外的传感器取得信息，并控制各部分的动作。此外，控制装置156也能够基于预先设定的动作程序来控制各部分的动作。
在连续体Wa的切断行程中，各部分的动作被像以下这样地控制。图4是表示连续体Wa的切断行程的时序图的图。鼓驱动部106被控制为始终旋转。由此，连续体Wa会被因鼓部102的旋转导致的各保持头116的移动持续输送。
切割器单元130处于预定的切断开始位置T1(0周期)，一边从切断开始位置T1起与连续体Wa并行一边切断连续体Wa(0.5周期～1.0周期)。具体而言，切割器单元130一边与被输送的连续体Wa并行，一边使切断刃146向连续体Wa前进。由此，连续体Wa被切断。在连续体Wa的切断结束的时间点，切割器单元130到达切断结束位置T2。
切割器单元130能够因鼓部102的旋转而与连续体Wa并行。另外，除了基于鼓部102的旋转的连续体Wa的输送之外，连续体Wa也可以通过各头驱动部114的驱动来输送。在该情况下，与头驱动部114的驱动量对应的切割器单元130的移动会被切割器驱动部132的驱动补偿。
切断连续体Wa后的切割器单元130一边与连续体Wa并行，一边使切断刃146从连续体Wa退避(1.5周期～2.0周期)。在切断刃146的退避结束的时间点，切割器单元130到达退避结束位置T3。接着，切割器驱动部132使切断连续体Wa后的切割器单元130返回到切断开始位置T1(2.5周期～3.0周期)。具体而言，切割器驱动部132使处于切断刃146退避的状态的切割器单元130向鼓部102的旋转的反方向移动，从而使其返回到切断开始位置T1。然后，重复上述0周期～3.0周期的动作。因此，切割器单元130会在鼓部102的整周中的、切断开始位置T1～退避结束位置T3的范围内进行往复移动。
在上述说明中，对第1极切断鼓2由切断装置100构成的情况进行了说明，但第2极切断鼓6及分隔件切断鼓12也可以由切断装置100构成。在第2极切断鼓6由切断装置100构成的情况下，连续体Wa为第2极连续体P，工件W为第2极板。在分隔件切断鼓12由切断装置100构成的情况下，连续体Wa为连续层叠体26，工件W为单位层叠体。
如以上说明的那样，本实施方式的切断装置100包括：鼓部102，其通过旋转来输送工件W的连续体Wa；以及切断部104，其切断连续体Wa，从而将其单片化为多个工件W。鼓部102具有多个保持头116，该多个保持头116被沿圆周方向排列，并一边保持各工件W一边移动。切断部104具有：少于保持头116的数量的切割器单元130，其因鼓部102的旋转而与多个保持头116一同移动；以及切割器驱动部132，其使切割器单元130与多个保持头116独立地移动。切割器单元130从预定的切断开始位置T1起，一边与连续体Wa并行一边切断连续体Wa。切割器驱动部132使切断连续体Wa后的切割器单元130回到切断开始位置T1。
在本实施方式的切断装置100中，通过处于与连续体Wa并行的状态的切割器单元130来切断连续体Wa。由此，能够在切割器单元130与连续体Wa的相对速度大致为零的状态下切断连续体Wa。因此，能够高位置精度地切断连续体Wa。此外，与通过沿破断线破坏连续体Wa来使工件W单片化的情况相比，能够避免在被单片化的工件W中的各电极板的切断部产生毛刺的情况。因此，能够谋求层叠电极体的质量提高。此外，因为能够不停止连续体Wa的输送地切断连续体Wa，所以也能够抑制吞吐量的降低。
此外，在一边使切割器单元130与连续体Wa并行一边切断连续体Wa的情况下，也考虑针对每个保持头116设置切割器单元130的结构。然而，在该情况下，切割器单元130的数量会变多，在消除工件W的质量波动上必要的切断刃146的定位或状态管理这样的设置或维护的工时会增加，切断装置的制造成本及管理成本会增大。与此不同，在本实施方式的切断装置100中，因为相对于保持头116的数量而减少了切割器单元130的数量，所以能够抑制它们的成本上升。因此，能够根据本实施方式的切断装置100，使得容易谋求层叠电极体的质量提高。
此外，切割器单元130具有可相对于连续体Wa而进退的切断刃146。切断刃146通过一边与被输送的连续体Wa并行一边向连续体Wa前进来切断连续体Wa，并在切断连续体Wa后一边与连续体Wa并行一边从连续体Wa退避。切割器驱动部132使处于切断刃146退避的状态的切割器单元130返回到切断开始位置T1。由此，能够在使切断刃146退避时，不必停止连续体Wa及工件W的输送，且避免切断刃146与连续体Wa及工件W的干扰地，使切断刃146退避。因此，能够谋求工件W的质量提高和吞吐量的降低抑制。
此外，本实施方式的层叠电极体的制造装置1包括：第1极切断鼓2，其切断多个第1极板的连续体，从而将其单片化为多个第1极板并进行输送；第2极切断鼓6，其切断多个第2极板的连续体，从而将其单片化为多个第2极板并进行输送；粘接鼓10，其将多个第1分隔件连续的第1分隔件连续体S1、从第1极切断鼓2供给的多个第1极板、多个第2分隔件连续的第2分隔件连续体S2、以及从第2极切断鼓6供给的多个第2极板按该顺序层叠并粘接，形成由第1分隔件、第1极板、第2分隔件及第2极板构成的单位层叠体连续的连续层叠体26；分隔件切断鼓12，其对连续层叠体26的第1分隔件连续体S1及第2分隔件连续体S2进行切断，从而将其单片化为多个单位层叠体；以及层叠鼓14，其将多个单位层叠体层叠于层叠台30，形成层叠电极体。并且，第1极切断鼓2、第2极切断鼓6及分隔件切断鼓12中的至少1个由本实施方式的切断装置100构成。由此，能够谋求兼顾层叠电极体乃至电池的质量提高与吞吐量提高。
以上，针对本公开的实施方式详细进行了说明。前述实施方式并不仅仅表示在实施本公开时的具体例。实施方式的内容并不对本公开的技术范围进行限定，能够在不脱离权利要求书所规定的本公开的思想范围内，进行构成要素的变更、追加、删除等多种设计变更。加以设计变更的新实施方式兼具被组合的实施方式及变形各自的效果。在前述实施方式中，关于能够进行这种设计变更的内容，添加了“本实施方式的”、“在本实施方式中”等记载以进行强调，但即使在没有该种记载的内容中，也容许进行设计变更。以上的构成要素的任意组合作为本公开的方案也是有效的。附图的截面上所附的阴影并不对附有阴影的对象的材质进行限定。
[工业可利用性]
本公开能够利用于切断装置、及层叠电极体的制造装置。
[附图标记说明]
1 制造装置、2 第1极切断鼓、6 第2极切断鼓、10 粘接鼓、12 分隔件切断鼓、14层叠鼓、26 连续层叠体、30 层叠台、100 切断装置、102 鼓部、104 切断部、116 保持头、130 切割器单元、132 切割器驱动部、146 切断刃。

Claims (3)

1.一种切断装置，包括：
鼓部，其通过旋转来输送工件的连续体，以及
切断部，其切断上述连续体，从而将其单片化为多个工件；
上述鼓部具有多个保持头，该多个保持头被沿圆周方向排列，并一边保持各工件一边移动，各上述保持头能够分别围绕上述鼓部的中心轴进行旋转，并且相对于其他上述保持头彼此独立地沿上述鼓部的圆周方向移动；
上述切断部具有少于上述保持头的数量的切割器单元、以及切割器驱动部，该切割器单元因上述鼓部的旋转而与多个上述保持头一同移动，该切割器驱动部使上述切割器单元与多个上述保持头独立地移动；
上述切割器单元从预定的切断开始位置起一边与上述连续体并行一边切断上述连续体；
上述切割器驱动部使切断上述连续体后的上述切割器单元返回到上述切断开始位置。
2.如权利要求1所述的切断装置，其中，
上述切割器单元具有切断刃，该切断刃可相对于上述连续体而进退；
上述切断刃通过一边与被输送的上述连续体并行一边向上述连续体前进来切断上述连续体，并在切断上述连续体后，一边与上述连续体并行一边从上述连续体退避；
上述切割器驱动部使处于上述切断刃退避的状态的上述切割器单元返回到上述切断开始位置。
3.一种层叠电极体的制造装置，包括：
第1极切断鼓，其切断多个第1极板的连续体，从而将其单片化为多个上述第1极板并进行输送，
第2极切断鼓，其切断多个第2极板的连续体，从而将其单片化为多个上述第2极板并进行输送，
粘接鼓，其将多个第1分隔件连续的第1分隔件连续体、从上述第1极切断鼓供给的多个上述第1极板、多个第2分隔件连续的第2分隔件连续体、以及从上述第2极切断鼓供给的多个上述第2极板按该顺序层叠并粘接，形成由上述第1分隔件、上述第1极板、上述第2分隔件及上述第2极板构成的单位层叠体连续的连续层叠体，
分隔件切断鼓，其对上述连续层叠体的上述第1分隔件连续体及上述第2分隔件连续体进行切断，从而将其单片化为多个上述单位层叠体，以及
层叠鼓，其将多个上述单位层叠体层叠于层叠台，形成层叠电极体；
上述第1极切断鼓、上述第2极切断鼓及上述分隔件切断鼓中的至少1者由如权利要求1或2所述的切断装置构成。
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