CN118016793A - 蓄电元件的制造装置以及蓄电元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及蓄电元件的制造装置以及蓄电元件的制造方法。在用输送辊输送具有极耳的长条状的电极片时，抑制极耳的弯折。一种蓄电元件的制造装置(100)，其输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳(2)的长条状的电极片(1)，并且具备：输送辊(10)，其支承电极片(1)；以及极耳按压辊(20)，其用于使电极片(1)的极耳(2)向输送辊(10)侧倾倒。

Description

蓄电元件的制造装置以及蓄电元件的制造方法

技术领域

本发明涉及蓄电元件的制造装置以及蓄电元件的制造方法。

背景技术

为了制造电池等蓄电元件，已知有一边沿着输送辊输送长条状的电极片一边进行各种处理的装置。

作为这样的装置之一，在专利文献1中公开了一种电极的压制装置，其具备：压制单元，其对具有在表面形成有活性物质层的第一区域和未形成有活性物质层的第二区域的长条状的电极片进行压缩；以及拉伸单元，其向压缩后的电极片的第二区域施加张力。根据该电极的压制装置，通过由拉伸单元向第二区域施加张力，能够矫正因压缩成形而在电极片上产生的变形和翘曲。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-73690号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在此，作为蓄电元件的电极，已知有具备向外侧突出的极耳的电极。在极耳上没有形成活性物质层。可知如果想要用输送辊输送具有该极耳的长条状的电极片，则在极耳通过设置输送辊的位置时，在极耳上形成圆弧状的折痕而弯折。另外，还可知该极耳的弯折在极耳通过输送辊时，以与电极片平行的状态为基准，在极耳的位置位于与输送辊相反的一侧时产生。

本发明是为了解决上述技术问题而完成的，其目的在于提供蓄电元件的制造装置以及蓄电元件的制造方法，其能够在利用输送辊输送具有极耳的长条状的电极片时，抑制极耳的弯折。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述制造装置输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳的长条状的电极片，并且具备：

输送辊，所述输送辊支承所述电极片；以及

极耳按压辊，所述极耳按压辊用于使所述电极片的所述极耳向所述输送辊侧倾倒。

本发明的蓄电元件的制造方法，其特征在于，

具有沿着输送辊输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳的长条状的电极片的工序，

在输送所述电极片的过程中，使所述极耳向所述输送辊侧倾倒。

发明的效果

根据本发明的蓄电元件的制造装置，通过利用极耳按压辊使电极片的极耳向输送辊侧倾倒，能够抑制极耳通过设置输送辊的位置时的弯折。

根据本发明的蓄电元件的制造方法，通过在输送电极片的过程中使电极片的极耳向输送辊侧倾倒，能够抑制极耳通过设置输送辊的位置时的弯折。

附图说明

图1是示意性地示出一个实施方式中的蓄电元件的制造装置的构成的立体图。

图2是示意性地示出从箭头K1的方向观察图1所示的蓄电元件的制造装置时的构成的侧视图。

图3是示意性地示出从箭头K2的方向观察图1所示的蓄电元件的制造装置时的构成的俯视图。

图4是示意性地示出从箭头K3的方向观察图1所示的蓄电元件的制造装置时的构成的俯视图。

图5是示意性地示出长条状的电极片的俯视图。

图6是示意性地示出以极耳按压辊不与极耳接触，而仅与电极片的主体部中的极耳的附近区域接触的方式构成的蓄电元件的制造装置的俯视图。

图7是示意性地示出一个实施方式中的蓄电元件的制造装置的应用例的侧视图。

符号说明

1：电极片；1a：电极片的主体部；2：极耳；10：输送辊；20：极耳按压辊；31：放卷辊；32：收卷辊；100：蓄电元件的制造装置；R1：输送辊的中心轴；R2：极耳按压辊的中心轴。

具体实施方式

以下示出本发明的实施方式，具体地说明本发明的特征。

图1是示意性地示出一个实施方式中的蓄电元件的制造装置100的结构的立体图。图2是示意性地示出从箭头K1的方向观察图1所示的蓄电元件的制造装置100时的构成的侧视图。图3是示意性地示出从箭头K2的方向观察图1所示的蓄电元件的制造装置100时的构成的俯视图。图4是示意性地示出从箭头K3的方向观察图1所示的蓄电元件的制造装置100时的构成的俯视图。

通过本实施方式中的蓄电元件的制造装置100制造的蓄电元件具备具有极耳的电极，例如是电池。电池可以是一次电池，也可以是二次电池，对其种类没有特别限制。另外，蓄电元件并不限定于电池，也可以是双电层电容器和锂离子电容器等。

一个实施方式中的蓄电元件的制造装置100是输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳2的长条状的电极片1的装置，具备输送辊10和极耳按压辊20。电极片1是用于制作蓄电元件的电极的片材。

图5是示意地示出长条状的电极片1的俯视图。如图5所示，电极片1具有向宽度方向的外侧突出的多个极耳2。宽度方向是与长条状的电极片1的长边方向、即电极片1的输送方向正交的方向。多个极耳2可以如图5所示仅设置在电极片1的宽度方向的一侧，也可以设置在两侧。在电极片1的宽度方向的两侧设置有极耳2的情况下，能够在后面的工序中将电极片1在宽度方向的中央的位置切断而使用。

在此，将电极片1中的极耳2以外的部分称为主体部1a。电极片1的主体部1a的宽度方向的尺寸例如为50mm以上且500mm以下，长边方向的尺寸是任意的。极耳2的形状是任意的，例如在俯视观察下为矩形。宽度方向上的极耳2的尺寸例如为5μm以上且50mm以下，电极片1的长边方向上的极耳2的尺寸例如为50μm以上且50mm以下。另外，极耳2的厚度例如为50μm以上且10mm以下。

电极片1的主体部1a包括电极箔和在电极箔的表面形成的活性物质层。另外，在电极箔的一部分也可以包括没有形成活性物质层的区域。

在电极为正极的情况下，例如能够使用铝箔作为电极箔，使用镍钴铝作为活性物质层中含有的活性物质。正极的电极箔的厚度例如为1μm以上且50μm以下，正极的活性物质层的厚度例如为10μm以上且200μm以下。正极的活性物质层可以形成在电极箔的两面上，也可以仅形成在单面上。

在电极是负极的情况下，例如能够使用铜箔作为电极箔，使用石墨作为活性物质层中含有的活性物质。负极的电极箔的厚度例如为1μm以上且50μm以下，负极的活性物质层的厚度例如为10μm以上且200μm以下。负极的活性物质层可以形成在电极箔的两面上，也可以仅形成在单面上。

也可以是，在电极片1的极耳2上未形成上述活性物质层，但在主体部1a附近的区域形成活性物质层。极耳2由与构成主体部1a的电极箔相同的材料构成，但也可以由不同的材料构成。

需要说明的是，电极片1的主体部1a以及极耳2的形状、材料、尺寸等并不限定于上述内容。

输送辊10是用于支承长条状的电极片1的辊，例如由铝构成。输送辊10的表面也可以实施硬质氧化铝皮膜(alumite)处理和表面研磨处理等处理。输送辊10的直径例如为10mm以上且500mm以下。另外，输送辊10的直径可以根据电极片1的形状适当调整，也可以是500mm以上。与径向正交的方向、即与由输送辊10支承的电极片1的宽度方向平行的方向上的输送辊10的尺寸是任意的，但至少比电极片1的宽度方向的尺寸大。

在图1～图4中，示出了在将电极片1的输送方向改变90°的位置设置输送辊10的例子，但也可以设置在将输送方向改变为90°以外的角度的位置，也可以设置在输送方向不变的位置。输送电极片1时的输送速度例如为10m/s以上且20m/s以下。

如后述的图7所示，电极片1从放卷辊31放卷，收卷在收卷辊32上。在输送电极片1时，对电极片1施加张力以使其不松弛。施加的张力的大小也可以根据电极片1是正极还是负极而变更。例如，在电极片1为正极的情况下，可以使放卷时的张力为25N、收卷时的张力为15N，在电极片1为负极的情况下，可以使放卷时的张力为30N、收卷时的张力为25N。

极耳按压辊20相对于被输送的电极片1设置在与输送辊10相反侧的位置，是用于使电极片1的极耳2向输送辊10侧倾倒的辊。由于电极片1的极耳2非常薄，因此在输送电极片1时，有时不能维持与电极片1平行的状态。以与电极片1平行的状态为基准，在极耳2向与输送辊10侧相反的侧倾斜的状态下，当沿着输送辊10输送电极片1时，在极耳2上形成圆弧状的折痕而弯折。为了抑制该弯折的发生，极耳2需要与电极片1平行，或者向输送辊10侧倾斜。因此，极耳按压辊20是为了与向与输送辊10侧相反的侧倾斜的极耳2接触而向输送辊10侧倾倒而设置的。如图2所示，极耳按压辊20相对于被输送的电极片1设置在与输送辊10相反的一侧。

极耳按压辊20例如由聚缩醛等树脂构成。极耳按压辊20的直径优选比输送辊10的直径小。通过使极耳按压辊20的直径比输送辊10的直径小，能够使蓄电元件的制造装置100小型化。极耳按压辊20的直径例如为1mm以上且100mm以下。在与径向正交的方向、即与电极片1的宽度方向平行的方向上的极耳按压辊20的尺寸例如为10mm以上且100mm以下。

优选极耳按压辊20在电极片1的输送方向上设置在比电极片1开始与输送辊10接触的接触开始位置靠上游侧的位置。通过将极耳按压辊20设置在比接触开始位置靠上游侧的位置，能够在与输送辊10接触之前，使极耳2向输送辊10侧倾倒，能够更可靠地抑制极耳2的弯折。

如图3所示，从与接触开始位置处的电极片1正交的方向观察时，优选输送辊10的中心轴R1与极耳按压辊20的中心轴R2之间的距离L1比极耳2在电极片1的输送方向上的尺寸L2短。在输送辊10的中心轴R1和极耳按压辊20的中心轴R2之间的距离L1比输送方向上的极耳2的尺寸L2长的情况下，在因极耳按压辊20而向输送辊10侧倾倒的极耳2离开极耳按压辊20直到与输送辊10接触的期间，有可能向与输送辊10侧相反的一侧倾倒。在该情况下，如上所述，在极耳2上形成圆弧状的折痕而弯折。

相对于此，通过构成为输送辊10的中心轴R1和极耳按压辊20的中心轴R2之间的距离L1比输送方向上的极耳2的尺寸L2短，极耳2在因极耳按压辊20而向输送辊10侧倾倒的状态下与输送辊10接触，因此能够更有效地抑制极耳2的弯折。

如上所述，在极耳2上未形成活性物质层，或者仅形成在主体部1a附近的区域。因此，在极耳按压辊20仅与极耳2接触的构成中，极耳2由于弹性而在与输送辊10接触之前有可能向与输送辊10相反的一侧倾倒。

因此，在本实施方式的蓄电元件的制造装置100中，如图3所示，极耳按压辊20设置在与电极片1中的极耳2和极耳2以外的主体部1a接触的位置。极耳按压辊20不仅按压极耳2，还按压形成有活性物质层的主体部1a的极耳2的附近，由此，在极耳2与输送辊10接触之前的期间，能够更可靠地维持将极耳2向输送辊10侧倾倒的状态，能够更有效地抑制极耳2的弯折。另外，通过极耳按压辊20也与主体部1a接触，能够使施加在极耳2上的力分散，因此能够降低对极耳2的损伤。

另外，如图6所示，极耳按压辊20也可以设置在不与极耳2接触，而仅与电极片1的主体部1a中的极耳2的附近区域接触的位置。极耳按压辊20不直接按压极耳2，但通过按压作为极耳2的根部部分的极耳2的附近区域，能够使极耳2向输送辊10侧倾倒。在该情况下，由于极耳按压辊20不与极耳2直接接触，因此能够防止因与极耳2接触而引起的损伤。

图7是示意性地示出一个实施方式中的蓄电元件的制造装置100的应用例的侧视图。长条状的电极片1从放卷辊31放卷，收卷在收卷辊32上。在图7所示的例子中，设置有4个输送辊10，与四个输送辊10分别对应地设置有4个极耳按压辊20。另外，输送辊10的数量以及极耳按压辊20的数量并不分别限定于4个，能够是任意的数量。

在从放卷辊31放卷后到收卷到收卷辊32上的期间，能够对电极片1进行各种处理。例如，通过在放卷辊31和位于最上游侧的输送辊10之间的位置切断电极片1的一部分，能够形成极耳2。另外，也能够在输送方向上、在第二个输送辊10和第三个输送辊10之间的位置进行电极片1的主体部1a和极耳2的外观检查、尺寸检查等检查。

本发明的一个实施方式中的蓄电元件的制造方法具有沿着输送辊10输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳2的长条状的电极片1的工序，在输送电极片1的过程中，使极耳2向输送辊10侧倾倒。使极耳2向输送辊10侧倾倒的方法能够采用任意的方法。通过在输送电极片1的过程中使极耳2向输送辊10侧倾倒，能够抑制极耳2通过设置输送辊10的位置时的弯折。如上所述，优选在比电极片1开始与输送辊10接触的接触开始位置靠上游侧的位置使极耳2向输送辊10侧倾倒。通过在与输送辊10接触之前使极耳2向输送辊10侧倾倒，能够更可靠地抑制极耳2的弯折。

本发明并不限定于上述实施方式，在本发明的范围内，能够实施各种应用、变形。

本申请中的蓄电元件的制造装置以及蓄电元件的制造方法如下。

＜1＞.一种蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述制造装置输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳的长条状的电极片，所述制造装置具备：

输送辊，所述输送辊支承所述电极片；以及

极耳按压辊，所述极耳按压辊用于使所述电极片的所述极耳向所述输送辊侧倾倒。

＜2＞.根据＜1＞所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述极耳按压辊在所述电极片的输送方向上设置在比所述电极片开始与所述输送辊接触的接触开始位置靠上游侧的位置。

＜3＞.根据＜2＞所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

在从与所述接触开始位置处的所述电极片正交的方向观察时，所述输送辊的中心轴与所述极耳按压辊的中心轴之间的距离比所述电极片的输送方向上的所述极耳的尺寸短。

＜4＞.根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述极耳按压辊设置在与所述电极片中的所述极耳和所述极耳以外的主体部接触的位置。

＜5＞.根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述极耳按压辊设置在不与所述极耳接触而仅与所述极耳以外的主体部中的所述极耳的附近区域接触的位置。

＜6＞.根据＜1＞～＜5＞中任一项所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述极耳按压辊的直径比所述输送辊的直径小。

＜7＞.一种蓄电元件的制造方法，其特征在于，

具有沿着输送辊输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳的长条状的电极片的工序，

在输送所述电极片的过程中，使所述极耳向所述输送辊侧倾倒。

＜8＞.根据＜7＞所述的蓄电元件的制造方法，其特征在于，

在比所述电极片开始与所述输送辊接触的接触开始位置靠上游侧的位置，使所述极耳向所述输送辊侧倾倒。

Claims (8)

1.一种蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述制造装置输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳的长条状的电极片，所述制造装置具备：

输送辊，所述输送辊支承所述电极片；以及

极耳按压辊，所述极耳按压辊用于使所述电极片的所述极耳向所述输送辊侧倾倒。

2.根据权利要求1所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述极耳按压辊在所述电极片的输送方向上设置在比所述电极片开始与所述输送辊接触的接触开始位置靠上游侧的位置。

3.根据权利要求2所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

在从与所述接触开始位置处的所述电极片正交的方向观察时，所述输送辊的中心轴与所述极耳按压辊的中心轴之间的距离比所述电极片的输送方向上的所述极耳的尺寸短。

4.根据权利要求1所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述极耳按压辊设置在与所述电极片中的所述极耳和所述极耳以外的主体部接触的位置。

5.根据权利要求1所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述极耳按压辊设置在不与所述极耳接触而仅与所述极耳以外的主体部中的所述极耳的附近区域接触的位置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的蓄电元件的制造装置，其特征在于，

所述极耳按压辊的直径比所述输送辊的直径小。

7.一种蓄电元件的制造方法，其特征在于，

具有沿着输送辊输送具有向宽度方向的外侧突出的极耳的长条状的电极片的工序，

在输送所述电极片的过程中，使所述极耳向所述输送辊侧倾倒。

8.根据权利要求7所述的蓄电元件的制造方法，其特征在于，

在比所述电极片开始与所述输送辊接触的接触开始位置靠上游侧的位置，使所述极耳向所述输送辊侧倾倒。