DE60025645T2 - Verfahren zum wickeln von spiralelektrodengruppe und diese verwendende vorrichtung und batterie - Google Patents

Verfahren zum wickeln von spiralelektrodengruppe und diese verwendende vorrichtung und batterie Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wickelverfahren zur Herstellung von Batterie-Elektrodengruppen durch spiralförmiges Wickeln der Batterie-Anode (negative Elektrode) und der Batterie-Katode (positive Elektrode), die mit einem Separator dazwischen aufeinander liegen, wie sie in Lithium-Sekundärbatterien, Nickel-Wasserstoff-Batterien und dergleichen verwendet werden, sowie eine dieses Verfahren verwendende Vorrichtung und Batterien mit den darin eingebauten Elektrodengruppen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Beim Gestalten von in großen Stückzahlen hergestellten Sekundärbatterien mit kleiner und großer Kapazität sind bisher im Allgemeinen Elektrodengruppen verwendet worden, die aus solchen Elektrodenmaterialien wie bandförmigen Anoden, Katoden, Separatoren und dergleichen bestehen, die jeweils aufeinander liegen und spiralförmig gewickelt sind. Die einzelnen Anoden und Katoden werden durch die folgenden Schritte hergestellt: Versetzen einer Paste mit einem aktiven Material, das als Hauptbestandteil in einem leitfähigen Substrat dient; Trocknen der Paste; Walzenpressen zum Einstellen der Dicke der Elektrodenplatten und zum Verdichten der Schicht aus aktivem Material; Schneiden der Elektrodenplatten auf eine vorgegebene Breite unter Verwendung einer Längsschneidmaschine, sodass eine bandartige Form entsteht; und Anbringen eines Zuleitungsdrahts und dergleichen an den einzelnen Elektrodenplatten. Separatoren werden aus einem bandförmigen porösen Polypropylenfilm hergestellt, und in der Regel werden Elektrodengruppen verwendet, die jeweils durch die Schritte Aufeinanderlegen der vorgenannten Anoden- und Katodenplatten unter Beibehaltung einer vorgegebenen Lagebeziehung und mit dem Separator dazwischen und spiralförmiges dichtes Wickeln der vorgenannten Kombination aus Elektroden und Separator um einen Wickelkern ohne Spalt zwischen den gewickelten Schichten hergestellt werden.
  • Beim Herstellen von Sekundärbatterien unter Verwendung von Elektrodengruppen, die in dem vorgenannten spiralförmig gewickelten Körper ausgebildet sind, ist es allgemein üblich, diese spiralförmig gewickelten Körper dadurch herzustellen, dass auf vier zueinander parallel angeordneten Abwickelachsen die Elektrodenmaterialien Anodenplatte, Katodenplatte, erster Separator und zweiter Separator, die alle jeweils in Rollenform gewickelt sind, entsprechend aufgesteckt werden. Parallel zu den einzelnen vier Abwickelachsen sind Wickelkerne vorgesehen, die einzelnen vorderen Enden der Elektrodenmaterialien werden provisorisch an den Wickelkernen befestigt, und die einzelnen Wickelkerne werden mit einer konstanten Drehzahl in einer vorgegebenen Richtung gedreht.
  • Eine Spannvorrichtung ist in die Transportstrecke für die Elektrodenmaterialien integriert, um eine auf die Elektrodenmaterialien aufgebrachte Spannung zu steuern, sodass auf jedes einzelne Elektrodenmaterial eine zum Wickeln der Elektrodengruppen geeignete Spannung aufgebracht wird. Wenn sich der Wickelkern dreht, wird jedes einzelne bandförmige Material, das die vorgenannten Elektrodengruppen bildet, zusammen mit der Drehung der Abwickelachse zum Wickelkern transportiert und um den Wickelkern gewickelt.
  • Wenn Elektrodengruppen unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Wickelvorrichtung hergestellt werden, werden die einzelnen Anoden- und Katodenplatten, die in Rollenform gewickelt sind und auf eine Abwickelachse aufgesteckt sind, in Kontakt mit der Peripherie jeder einzelnen Rolle gebracht, von denen mehrere so vorgesehen sind, dass sie als Richtungsänderungsvorrichtung, Spannvorrichtung und dergleichen fungieren, und die Anoden- und Katodenplatten werden dadurch befördert, dass sie sich durch die Drehung der Rollen bewegen. Bei dem vorgenannten Verfahren erzeugen unregelmäßige Stirnflächen, die an den einzelnen Anoden- und Katodenplatten in deren Verarbeitungsschritten entstehen, Schwankungen in der Dicke von einer Stelle zur anderen an den Anoden- und Katodenplatten, lokal begrenzte Unebenheiten in der Dicke der Anoden- und Katodenplatten, die durch das Anbringen von Zuleitungsdrähten entstehen, Schwankungen in der Verarbeitung der Elektrodenplatten-Transportrollen der Wickelvorrichtung, Schwankungen bei der Montage der Rollenachsen und dergleichen allmählich eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur normalen Laufrichtung der Anoden- und Katodenplatten, wodurch die Elektrodenplatten in eine Schlängelbewegung geraten, was die große Gefahr des „versetzten Wickelns" der Elektrodengruppen mit sich bringt.
  • Verwiesen sei auf die Beschreibung eines Falls, bei der es um die Breite eines Elektrodenmaterials geht, das hauptsächlich in einer Lithium-Sekundärbatterie verwendet wird.
  • In der Regel haben ein erster Separator und ein zweiter Separator die gleiche Breite, die maximal auf die etwa 40 bis 60 mm der Elektrodenmaterialien eingestellt ist. Der Beschreibung zufolge ist die Breite jeder einzelnen Anodenplatte (negative Elektrodenplatte) groß, und die Breite der Katodenplatte (positive Elektrodenplatte) ist von den Elektrodenmaterialien die kleinste. Da der Unterschied in der Breite zwischen dem Separator und der Anodenplatte etwa 2 mm beträgt und der Unterschied zwischen der Anodenplatte und der Katodenplatte etwa 1 mm beträgt, muss das Wickeln der Elektrodengruppe sorgfältig erfolgen, damit die Katodenplatte innerhalb der Breite der Anodenplatte bleibt, die gegenüber der Katodenplatte mit dem Separator dazwischen angeordnet ist.
  • Die Anodenplatte darf nicht über die Breite des Separators hinausgehen. Auch wenn die vorstehend beschriebene Lagebeziehung der drei verschiedenen Elektrodenmaterialien zueinander erfüllt ist, dürfen sich die einzelnen Elektrodenmaterialien mit zunehmender Wickeldrehung der einzelnen Elektrodenmaterialien nicht wesentlich in Axialrichtung der Wickelachse verschieben.
  • Wenn die vorgenannten Bedingungen nicht erfüllt sind, entstehen solche Fehler wie innerer Kurzschluss der Batterie und Instabilität der Batteriekapazität. Im Extremfall wird es schwierig, die Elektrodengruppen im Batteriegefäß unterzubringen, was dazu führt, dass Probleme nicht nur bei der Batterieleistung, sondern auch hinsichtlich der Sicherheit und Produktivität der Batterie entstehen.
  • Daher sind bisher verschiedene Schlängelvermeidungsvorrichtungen im Verlauf des Transports der Elektrodenmaterialien von der Abwickelachse zum Wickelkern verwendet worden. Nachstehend werden einige der Vorrichtungen vorgestellt. Die am häufigsten verwendete Schlängelvermeidungsvorrichtung wird dort installiert, wo sich eine Abwickelachse befindet, die mit einer Rolle aus einem Elektrodenmaterial bestückt ist. Insbesondere wird die Kantenposition des von der Rolle abgezogenen Elektrodenmaterials mit der vorgegebenen Bezugsposition verglichen, und mit einem optischen Sensor o. Ä. wird eine Positionsverschiebung erkannt. Aufgrund des Erkennungsergebnisses wird die mit dem Elektrodenmaterial bestückte Abwickelachse in Richtung des Axialkerns bewegt, wodurch die Kantenposition des Elektrodenmaterials mit einer Genauigkeit von max. 0,1 mm zu der vorgegebenen Position zurückgebracht werden kann. Die Vorrichtung dieser Art wird im Allgemeinen für schwere Elektrodenmaterial-Rollen verwendet, ist oft groß und reagiert langsam, und sie ist daher für eine Wickelvorrichtung, die eine hohe Drehzahl und eine hohe Genauigkeit erfordert, nicht geeignet.
  • In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H11-40144 ist eine in 6 gezeigte Vorrichtung beschrieben, die durch automatisches Korrigieren der Kantenpositionen von Elektrodenplatten gekennzeichnet ist. In 6 sind zwei Axialkerne 32a und 33a senkrecht zur Laufrichtung der einzelnen Katoden- und Anodenplatten 1 und 3 angeordnet, und die beiden Axialkerne sind parallel zueinander angeordnet. Eine Elektrodenplatte befindet sich zwischen einem Paar Rollen 32 und 33, die von den Axialkernen 32a bzw. 33a drehbar gehalten werden, und das Rollenpaar ist so gestaltet, dass sich die Rollen schlupffrei drehen können, wenn die Elektrodenplatte transportiert wird. In der Nähe des Rollenpaars sind Kantenerkennungsmittel 34 angeordnet, um die Kantenpositionen der Elektrodenplatte zu erkennen, und aufgrund der Erkennungsergebnisse der Kantenerkennungsmittel 34 wird die Position des Rollenpaars in Richtung des Axialkerns der Rollen verschoben, wodurch die Kantenpositionen der Elektrodenplatte automatisch korrigiert werden.
  • In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H9-120822 ist eine in 7 gezeigte Versetztwicklungsvermeidungsvorrichtung beschrieben. In 7 werden Elektrodenmaterialien 1 und 3 so auf eine vorgegebene Länge geschnitten, dass jeweils eine rechteckige Form entsteht, und der Wicklungsendteil jedes rechteckigen Materials wird in der Nähe des Wicklungsendteils von Einspannmitteln 29 eingespannt, die durch Gleiten in Wicklungsrichtung entlang von Führungsmitteln 28 frei beweglich sind, und gleichzeitig werden unter Aufbringung einer Spannung auf die Einspannmittel 29 in der zur Wicklungsrichtung entgegengesetzten Richtung die Katodenplatte 1 und die Anodenplatte 3 zusammen mit einem Separator 5a mit einem Fixierband 30 um einen Wickelkern 7 gewickelt. Wenn jedoch Batterien nach diesen herkömmlichen Technologien hergestellt werden, bestehen solche Probleme wie Nachteile bei der Produktivität der Elektrodengruppen selbst, schlechter Produktionsausstoß der Batterien, starke Schwankungen in der Qualität der Batterien und dergleichen.
  • Auch wenn gemäß der japanischen Offenlegungsschrift N11-40144 zum Durchführen einer abschließenden Kantenkontrolle Kantenkontrollmittel, mit denen eine Elektrodenplatte zum Korrigieren der Kantenpositionen zwischen ein Rollenpaar gespannt wird, in der Nähe eines Wickelkerns installiert sind, besteht die Gefahr einer Beschädigung der Elektrodenplatte durch eine zu große Kraft, die auf diese aufgebracht wird. Daher dürfen die Kantenkontrollmittel nicht in der Nähe des Wickelkerns angeordnet werden, was wiederum die Gefahr mit sich bringt, dass in dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt der Schlängelkorrektur und dem Zeitpunkt des Erreichens des Wickelkerns die Kantenpositionen versetzt werden, wenn sich die Elektrodenplatte mit der Rolle dreht.
  • Bei dem in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H9-120822 beschriebenen Kantenkontrollverfahren, bei dem rechteckige Elektrodenmaterialien, die jeweils an ihrem Endteil mit entlang einer Führung beweglichen Einspannmitteln gehalten werden, am Wickelanfangsteil der Anoden- bzw. Katodenplatte mittels eines Fixierbands an einem Separator fixiert werden und dann der Separator in einen Schlitz des Wickelkerns eingesteckt wird, wodurch die Elektrodenmaterialien gewickelt werden, wenn sich der Wickelkern dreht, kommt es zwar kaum zum versetzten Wickeln, und die Genauigkeit des an den Elektrodengruppen beobachteten versetzten Wickelns ist wahrscheinlich sehr gut, aber auf welche Weise der Endteil der einzelnen lagenartigen Elektrodenmaterialien den Einspannmitteln automatisch und effizient zugeführt wird und von diesen eingespannt wird, ist nicht beschrieben, und es ist nicht zu erwarten, dass eine ausreichende Produktivität realisiert werden kann. Außerdem macht die Verwendung eines Fixierbands, das für die Leistungsfähigkeit von Batterien unwichtig ist, dieses Verfahren hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und Kosten problematisch.
  • Ein herkömmlicher Wickelkern 7 hat einen runden Querschnitt, wie 8(a) zeigt, und wenn die zylindrisch gewickelte Elektrodengruppe, wie in 8(b) gezeigt, durch Aufbringen einer Druckkraft in ihrer Form abgeflacht wird, werden die Positionen, an denen die Elektrodengruppe gebogen wird, nicht fixiert, wodurch das Problem besteht, dass die Positionen, an denen Zuleitungsdrähte der Elektroden herausgeführt werden, nicht fixiert werden. Außerdem sieht der Querschnitt der Elektrodengruppe wie ein Kokon aus, wie 8(c) zeigt, was einen negativen Einfluss auf die Flachheit der Elektrodengruppe beim Abflachen hat.
  • Seit kurzem wird ein in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H6-96801 beschriebener flacher Wickelkern, der im Querschnitt wie ein Rechteck gestaltet ist, beim Wickeln von Elektrodengruppen verwendet. 9(a) zeigt einen typischen abgeflachten Wickelkern. 9(b) ist eine Schnittansicht einer Elektrodengruppe, die durch Wickeln um den Wickelkern hergestellt wird, und 9(c) ist eine Schnittansicht einer anderen Elektrodengruppe, die mit einer auf diese aufgebrachten Druckkraft abgeflacht worden ist. In diesen Fällen ist zwar die Volumenleistung der Elektrodengruppen im Batteriegefäß sehr gut, aber es bestehen solche Probleme wie versetzte Wicklungen, die wahrscheinlich durch Pulsieren der peripheren Geschwindigkeit des Wickelns um den Wickelkern entstehen, Schwierigkeiten beim Herausnehmen des im Querschnitt abgeflachten Wickelkerns aus der gewickelten Elektrodengruppe, schlechtes Haltevermögen des eingefüllten Elektrolyten wegen mangelnder Abdrängung des Separators und wegen Platzmangels, und dergleichen.
  • Kurze Darstellung der Erfindung
  • Um die vorgenannten Probleme zu lösen, beschreibt die vorliegende Erfindung ein Elektrodengruppen-Wickelverfahren nach Anspruch 1, mit dem, wenn lange bandartige Elektrodenmaterialien so gewickelt werden, dass eine Elektrodengruppe entsteht, eine Elektrodengruppe mit extrem gering versetzten Wicklungen, die durch effizientes und genaues Korrigieren der Positionsverschiebungen realisiert wird, die an verschiedenen Elektrodenmaterialien, wie etwa einer Katodenplatte 1, einer Anodenplatte 3 und dergleichen, in Richtung ihres Transports und auch senkrecht dazu entstehen, kontinuierlich, ohne die Elektrodenmaterialien in eine rechteckige Form zu schneiden, und mit sehr guter Flachheit hergestellt werden kann, und die vorliegende Erfindung stellt auch eine Vorrichtung nach Anspruch 5, die das Verfahren verwendet, und Batterien mit stabilisierter Qualität und sehr guter Produktivität zur Verfügung.
  • Ein erfindungsgemäßes Spiralelektrodengruppen-Wickelverfahren weist die folgenden Schritte auf:
    Aufstecken von langen bandartigen Elektrodenmaterialien, wie etwa eine Anodenplatte, eine Katodenplatte und ein Separator, auf jeweils eine Abwickelachse;
    Transportieren des Elektrodenmaterials zu einzelnen Wickelkernen zum Aufnehmen der einzelnen Elektrodenmaterialien, während die Transportrichtung mit einer Schlängelvermeidungsvorrichtung, einer Spannvorrichtung und einer Vielzahl von Elektrodenmaterial-Transportrollen geändert wird, die entsprechend auf der Transportstrecke angeordnet sind, die von der Abwickelachse bis zum Wickelkern reicht;
    Ermitteln von Kantenpositionen der einzelnen bandartigen Elektrodenmaterialien, insbesondere der Anoden- und Katodenplatten, an einer vorgegebenen Stelle in der Nähe des Wickelkerns unter Verwendung von Kantenerkennungsmitteln, um die ermittelten Kantenpositionen mit der Bezugsposition zu vergleichen; und
    Korrigieren der Positionsverschiebung der Kanten der Elektrodenplatten senkrecht zur Transportrichtung der Elektrodenplatten aufgrund der Erkennungsergebnisse unter Verwendung von Spannvorrichtungs-Antriebsmitteln, die aus einem Stellmotor und einer Kugelumlaufspindel bestehen, nachdem die Elektrodenplatte von einem Paar Finger einer Spannvorrichtung, die vom Endteil der Elektrodenplatte senkrecht zur Laufrichtung der Elektrodenplatte verlaufen, eingespannt worden ist.
  • Wenn die Kantenposition einer Elektrodenplatte mit einer ausreichenden Genauigkeit automatisch korrigiert worden ist, wird der hintere Endteil der Elektrodenplatte, die sich über die Länge erstreckt, die zum Fertigstellen einer Wicklung der Spiralelektrodengruppe erforderlich ist, von einer zweiten Spannvorrichtung eingespannt, deren Verschiebung mittels einer parallel zur Transportrichtung der Elektrodenmaterialien angeordneten Führung auf eine zur Transportrichtung der Elektrodenplatte parallele Richtung beschränkt wird, um eine Positionsverschiebung senkrecht zur Laufrichtung der Elektrodenplatte zu vermeiden, und außerdem wird die Elektrodenplatte von einer dritten Spannvorrichtung, deren Bewegung parallel zur Transportrichtung der Elektrodenplatte beschränkt ist, an dem hinteren Endteil der Elektrodenplatte eingespannt, die sich über die Länge erstreckt, die zum Fertigstellen einer Wicklung der Spiralelektrodengruppe erforderlich ist, und der vordere Endteil der Elektrodenplatte wird so zu dem Wickelkern geführt, dass es zu keiner Positionsverschiebung kommt, wodurch vermieden wird, dass es durch die Wirkung der zweiten Spannvorrichtung zu einer Positionsverschiebung kommt, und wodurch das Wickeln der Elektrodengruppe unter Aufbringung einer Spannung auf die Elektrodengruppe erfolgt.
  • Das Spiralelektrodengruppen-Wickelverfahren ist außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralelektrodengruppen zur Steigerung der Produktivität der Elektrodengruppen, ohne die Anoden- und Katodenplatten jeweils auf eine rechteckige Form zu schneiden, kontinuierlich hergestellt werden, indem der Schneider zum Schneiden der Elektrodenplatten und der Schneider zum Schneiden des Separators, der in der Nähe des Wickelkerns installiert ist, nacheinander betrieben werden.
  • Eine erfindungsgemäße Spiralelektrodengruppen-Wickelvorrichtung in Wickelvorrichtungen zum Herstellen von Spiralelektrodengruppen für Batterien weist Folgendes auf:
    eine Abwickelachse, die mit einem langen bandartigen Elektrodenmaterial bestückt ist; und
    eine Schlängelvermeidungsvorrichtung, eine Spannvorrichtung und eine Vielzahl von Elektrodenmaterial-Transportrollen, die entsprechend auf der Transportstrecke angeordnet sind, die von der Abwickelachse bis zum Wickelkern zum Aufnehmen der Elektrodenmaterialien reicht, zum Transportieren der Elektrodenmaterialien zu einem Wickelkern unter Änderung der Transportrichtung, mit:
    einem Kantenpositionsdetektor zum Ermitteln von Kantenpositionen einer Elektrodenplatte, der jeweils auf der Transportstrecke für die Anoden- und Katodenplatte in der Nähe einer vorgegebenen Position des Wickelkerns angeordnet ist, um die Kantenpositionen der Anoden- und Katodenplatten endgültig zu korrigieren; und
    einer Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie mit einem Paar Finger, die senkrecht zur Laufrichtung der Elektrodenplatte verlaufen, einen Stellmotor und eine Kugelumlaufspindel in Betrieb setzen, wodurch die Kantenpositionen durch Vergleichen mit der Bezugsposition korrigiert werden.
  • Die Spiralelektrodengruppen-Wickelvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Spannvorrichtung zum Wickeln der Elektrodengruppen unter Aufbringung einer Spannung auf die Elektrodengruppen angeordnet ist, wobei die Elektrodenplatte in ihrer Bewegung mittels einer Führung nur parallel zur Transportrichtung der Elektrodenplatte beschränkt wird, nachdem die Kantenpositionen der Elektrodenplatte mit einer ausreichenden Genauigkeit automatisch korrigiert worden sind, um eine Positionsverschiebung der Elektrodenplatte senkrecht zu ihrer Laufrichtung zu vermeiden; dass eine dritte Spannvorrichtung angeordnet ist, um den vorderen Endteil der Elektrodenplatte zu dem Wickelkern zu führen, wenn keine Positionsverschiebung der Elektrodenplatte stattfindet; und dass ein Elektrodenplattenschneider zwischen der dritten Spannvorrichtung und dem Wickelkern angeordnet ist, wodurch die Elektrodenplatte an einer Stelle unmittelbar vor dem Wickelkern geschnitten werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Kantenpositions-Korrekturvorrichtung, die einen wesentlichen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • 2 ist eine Vorderansicht, die den schematischen Aufbau der gesamten Elektrodengruppen-Wickelvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist Zeitdiagramm für den Betrieb von wesentlichen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Elektrodengruppen-Wickelvorrichtung.
  • Die 4(a), 4(b) und 4(c) zeigen einen erfindungsgemäßen Wickelkern, eine Schnittansicht einer gewickelten Spiralelektrodengruppe bzw. eine Schnittansicht einer Spiralelektrodengruppe, die durch Aufbringen einer Druckkraft auf die Spiralelektrodengruppe abgeflacht worden ist.
  • 5 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Batterie mit der eingebauten Spiralelektrodengruppe.
  • 6 zeigt wesentliche Bestandteile einer typischen herkömmlichen Kantenpositions-Korrekturvorrichtung.
  • 7 zeigt wesentliche Bestandteile einer weiteren typischen herkömmlichen Kantenpositions-Korrekturvorrichtung.
  • Die 8(a), 8(b) und 8(c) zeigen einen herkömmlichen Wickelkern, eine Schnittansicht einer herkömmlichen gewickelten Spiralelektrodengruppe bzw. eine Schnittansicht einer herkömmlichen Spiralelektrodengruppe, die durch Aufbringen einer Druckkraft auf die Spiralelektrodengruppe abgeflacht worden ist.
  • Die 9(a), 9(b) und 9(c) zeigen einen weiteren herkömmlichen Wickelkern, eine Schnittansicht einer weiteren herkömmlichen gewickelten Spiralelektrodengruppe bzw. eine Schnittansicht einer weiteren herkömmlichen Spiralelektrodengruppe, die durch Aufbringen einer Druckkraft auf die Spiralelektrodengruppe abgeflacht worden ist.
  • Bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachstehend werden ein Spiralelektrodengruppen-Wickelverfahren für Batterien und eine dieses Verfahren verwendende Vorrichtung in einigen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines wesentlichen Abschnitts einer Kantenpositions-Korrekturvorrichtung, die in einer erfindungsgemäßen Elektrodengruppen-Wickelvorrichtung verwendet wird und zum Herstellen von rechteckigen Lithium-Sekundärbatterien eingerichtet ist. (Zum besseren Verständnis der Vorrichtung ist die Zeichnung vereinfacht, indem gezeigt ist, wie nur die Katodenplatte 1 oder die Anodenplatte 3 um den Wickelkern 7 gewickelt wird, und die anderen Elektrodenmaterialien sind nicht beschrieben.) 2 ist eine schematische Darstellung der gesamten erfindungsgemäßen Spiralelektrodengruppen-Wickelvorrichtung für Batterien.
  • In 2 sind eine Katodenplatte 1 und eine Anodenplatte 3, die jeweils in Rollenform gewickelt sind, sowie ein erster Separator 6a und ein zweiter Separator 6b jeweils einzeln auf eine Abwickelachse (in 2 nicht dargestellt) aufgesteckt. Der Wickelabschnitt der Vorrichtung weist einen Drehtisch 26 mit daran angebrachten vier Wickelkernen 7 auf, die im Querschnitt jeweils wie ein Sechseck aussehen, wie 4 zeigt. Entlang der von der Abwickelachse bis zum Wickelkern reichenden Transportstrecke für jedes einzelne Elektrodenmaterial sind eine Spannvorrichtung 8, eine Schlängelvermeidungsvorrichtung 9, Transportrollen (da zahlreiche Rollen entsprechend vorgesehen sind, ist ihnen kein Bezugssymbol zugeordnet) und dergleichen angeordnet. Unmittelbar vor der Stelle, an der sich der Wickelkern 7 befindet, ist eine Kantenpositions-Korrekturvorrichtung 25 angeordnet, wie 1 zeigt. Die Katodenplatte 1 wird von rechts oben nach links unten zum Wickelkern 7 bewegt, wie in 1 gezeigt, und eine Kantenpositions-Erkennungsvorrichtung 10 zum Erkennen der Kantenpositionen der Katodenplatte 1 ist an einer vorgegebenen Stelle der Transportstrecke in der Nähe des hinteren Endteils der Elektrodenplatte angeordnet, die sich über eine zum Fertigstellen einer Wicklung der Spiralelektrodengruppe ausreichende Länge erstreckt. (Da das Kantenpositions-Korrekturverfahren für die Anoden- und Katodenplatten gemeinsam verwendet wird, wird es hier nur für die Katodenplatte und nicht für die Anodenplatte beschrieben.) In der Nähe der Kantenpositions-Korrekturvorrichtung 10 ist eine Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung 11 angeordnet, die die Katodenplatte an ihren beiden Flächen mit einem Paar Finger der Spannvorrichtung 11, die senkrecht zur Laufrichtung der Katodenplatte verlaufen, einspannt, und die Spannvorrichtung 11 kann sich mit Hilfe einer Kugelumlaufspindel 15 und eines Stellmotors 16 senkrecht zur Laufrichtung der Katodenplatte 1 bewegen. Mit einer Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12, die in der Nähe der Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung 11 zum Wickelkern 7 hin angeordnet ist, kann die Katodenplatte 1 durch Einspannen an ihrer Ober- und Unterseite gehalten werden oder durch Betätigen einer Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtungs-Schaltbetätigungseinheit 22 ausgespannt werden, und die Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12 kann durch Gleiten entlang einer Führung 21, die parallel zur Laufrichtung der Katodenplatte 1 angeordnet ist, mit Hilfe eines Riemens 19, der zwischen einer mit einem Stellmotor 20 angetriebenen Riemenscheibe 17 und einer Riemenscheibe 18 angeordnet ist, bewegt werden, wodurch eine Spannung, die zum Wickeln der Elektrodengruppe geeignet ist, auf die Katodenplatte 1 aufgebracht werden kann, wobei die Spannung entsprechend dem Drehmoment des Stellmotors 20, dem Durchmesser der Riemenscheibe 17 und dergleichen eingestellt wird. Außerdem spannt eine Startpositions-Spannvorrichtung 13, die zwischen der Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12 und dem Wickelkern 7 angeordnet ist, die Katodenplatte 1 an ihrer Ober- und Unterseite ein oder spannt die Katodenplatte 1 aus, und die Startpositions-Spannvorrichtung 13 kann sich mittels einer Kugelumlaufspindel 23 und eines Stellmotors 24 parallel zur Katodenplatte 1 bewegen. Ein Elektrodenplattenschneider 14 ist in der Nähe des Wickelkerns 7 zu dessen Vorderseite hin angeordnet, wodurch die Katodenplatte 1 entsprechend einem Steuersignal geschnitten werden kann. Ein Separatorschneider (in 1 nicht dargestellt) befindet sich in der Mitte zwischen einer vorgegebenen Stelle am Wickelkern 7 und einer Stelle kurz vor der Fertigstellung der Wicklung am Wickelkern, wodurch der Aufbau realisiert wird, wobei der Separator entsprechend einem Steuersignal geschnitten wird.
  • Nachstehend wird beschrieben, wie das Spiralelektrodengruppen-Wickelverfahren in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform funktioniert. Eine Katodenplatte 2, eine Anodenplatte 4, ein erster Separator 6a und ein zweiter Separator 6b, die jeweils in Rollenform gewickelt sind, sind einzeln auf vier Abwickelachsen (in der Zeichnung nicht dargestellt) aufgesteckt. Jedes einzelne vorgenannte Elektrodenmaterial wird über eine Schlängelvermeidungsvorrichtung 9, eine Spannvorrichtung 8, eine Vielzahl von Transportrollen und dergleichen im Verlauf des Transports zwischen der Abwickelachse und dem Wickelkern geführt und mit einer Wickelkraft, die durch die Drehung des Wickelkerns 7 entsteht, wenn sich die Abwickelachse dreht, dem Wickelkern 7 zugeführt.
  • In dem vorgenannten Verlauf des Transports erlangt die in Rollenform gewickelte Elektrodenplatte infolge einer Änderung der Dicke der Elektrodenmaterialien o. Ä. eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Laufrichtung der Elektrodenplatte, wodurch sich die Kantenpositionen der Elektrodenmaterialien ändern und es gelegentlich zum versetzten Wickeln in der Elektrodengruppe kommt.
  • Daher ist eine Kantenpositions-Korrekturvorrichtung 9 in der Nähe jeder einzelnen Abwickelachse angeordnet, wodurch sich jedes der rollenförmigen Elektrodenmaterialien 2, 4, 6a und 6b gemeinsam mit der Abwickelachse, die mit diesen Elektrodenmaterialien bestückt ist, in Axialrichtung bewegen kann und die Kantenpositionen jedes einzelnen Elektrodenmaterials korrigiert werden können.
  • Auch noch danach können sich die Kantenpositionen der Elektrodenmaterialien möglicherweise ändern, wenn die Elektrodenmaterialien von den sich drehenden Rollen transportiert werden, während sie in Kontakt mit einigen Elektrodenmaterial-Transportrollen gehalten werden. Bis zu diesem Punkt sind die Bedingungen für die Elektrodenmaterialien die Gleichen wie bei dem herkömmlichen Elektrodengruppen-Wickelverfahren. Daher erfolgt für die Katodenplatte 1 oder die Anodenplatte 3, für die das versetzte Wickeln nicht akzeptabel ist, das Wickeln bei dem erfindungsgemäßen Wickelverfahren mit einer Kantenpositions-Korrekturvorrichtung 25, die für die einzelnen Elektrodenplatten verwendet wird. Dies wird nachstehend näher beschrieben.
  • Bei Beendigung des Schritts des Wickelns der Katodenplatte 1, die sich über die Länge erstreckt, die zur Herstellung einer Elektrodengruppe durch die Drehung des Wickelkerns 7 erforderlich ist, wird die Drehung des Wickelkerns 7 unterbrochen. Die Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12 kommt an einer Stelle zum Stillstand, die dem Wickelkern 7 am nächsten liegt. Genau dann, wenn die Katodenplatte 1 kurzzeitig zum Stillstand kommt, wird die Startpositions-Spannvorrichtung 13 in Betrieb gesetzt, um die Katodenplatte 1, die die nächste Elektrodengruppe bildet, an einer Stelle in der Nähe ihres vorderen Endes einzuspannen. Dann wird die Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtungs-Schaltbetätigungseinheit 22 betätigt, um die Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12 zu öffnen, wodurch die Funktion des Einspannens der Katodenplatte 1 auf die Startpositions-Spannvorrichtung 13 übertragen wird, um zu vermeiden, dass es zu einem versetzten Wickeln kommt. Die von der Funktion des Einspannens der Katodenplatte enthobene Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12 wird von einem Spannungsaufbringungs-Stellmotor 20, Riemenscheiben 17 und 18 und einem Riemen 19 so angetrieben, dass sie sich entlang einer Führung 21 bewegt und zu der Stelle in der Nähe der Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung 11 zurückkehrt, wodurch sie in einen Bereitschaftszustand gesetzt wird.
  • Fast zu dem gleichen Zeitpunkt, zu dem die Startpositions-Spannvorrichtung 13 die Katodenplatte 1 einspannt, wird der Elektrodenplattenschneider 14 so betrieben, dass er die Katodenplatte 1 auf eine vorgegebene Länge schneidet, und die Startpositions-Spannvorrichtung 13 wird an der gleichen Stelle in den Bereitschaftszustand gesetzt, bis die nächste Runde des Elektrodengruppenwickelns beginnt. Wenn die Katodenplatte 1 von dem Elektrodenplattenschneider 14 geschnitten wird, wird der um den Wickelkern 7 gewickelte Endteil der Katodenplatte 1 aus allen Spannvorrichtungen ausgespannt, und durch geringfügiges Drehen des Wickelkerns 7 wird der Endteil zusammen mit einem Separator 5a und einem Separator 5b usw. um den Wickelkern 7 gewickelt, und dann wird die Drehung des Wickelkerns 7 zum Stillstand gebracht. Da die Drehung des Wickelkerns 7 zu diesem Zeitpunkt minimal ist, ist die Positionsverschiebung zu klein, als dass sie zu einem Problem führen würde.
  • Wenn das Wickeln der beiden Elektrodenplatten um die Länge, die zum Beenden des Schritts des Wickelns einer Elektrodengruppe erforderlich ist, beendet ist, dreht sich der Drehtisch 26, der die Wickelkerne 7 trägt, um eine viertel Drehung und der nächste Wickelkern 7 kommt in eine vorgegebene Position. An dieser Position wird der Wickelkern 7 in Axialrichtung herausgedrückt, und wenn die Separatoren 5a und 5b vorgegebene Positionen erreichen, während sie zwischen Separator-Halteschlitzen gehalten werden, werden Separatorschneider (in der Zeichnung nicht dargestellt) so betrieben, dass sie die Separatoren 5a und 5b schneiden, und ihre übrigen Teile werden gewickelt, wodurch der Schritt des Wickelns der Elektrodengruppe mit dem vorhergehenden Wickelkern 7 beendet wird.
  • Fast gleichzeitig mit diesem Prozess wird die Katodenplatte 1 an ihrer Ober- und Unterseite von Fingern der Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung 11 sicher eingespannt. Gleichzeitig wird die Kantenposition der Katodenplatte 1 von der Kantenpositions-Erkennungsvorrichtung 10 erkannt, und das Erkennungsergebnis wird an einen Steuerstromkreis gesendet, um die Verschiebung zwischen der Kantenposition der Katodenplatte 1 und der Bezugs-Kantenposition zu diesem Zeitpunkt zu ermitteln. Dann wird durch Bewegen der Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung 11 senkrecht zur Laufrichtung der Katodenplatte 1 mittels der Kugelumlaufspindel 15 und des Stellmotors 16 die Kantenposition der Katodenplatte 1 in Übereinstimmung mit der Bezugsposition gebracht.
  • Wenn die Kantenposition der Katodenplatte 1 so korrigiert wird, dass sie in Übereinstimmung mit der Bezugsposition kommt, spannt die Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12, die an der vorgegebenen Position in den Bereitschaftszustand gesetzt worden ist, unter Beibehaltung der korrigierten Positionen zur Vermeidung des Auftretens einer Positionsverschiebung den hinteren Endteil jeder Elektrodenplatte mit einer Länge, die zur Fertigstellung einer Elektrodengruppe erforderlich ist, sicher ein. Dann wird aufgrund eines Folgesteuerbefehls die Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung 11 geöffnet und in den Bereitschaftszustand zurückgesetzt.
  • Wenn die vorgenannten Schritte beendet sind, beginnt der Wickelkern 7, sich zu drehen, und gleichzeitig wird die Startpositions-Spannvorrichtung 13, die in den Bereitschaftszustand gesetzt worden ist, mit dem Stellmotor 24 und der Kugelumlaufspindel 23 zum Wickelkern 7 bewegt, wodurch der vordere Endteil der Katodenplatte 1 zwischen die Separatoren geschoben wird. Am Beginn des Wickelschritts wird die Startpositions-Spannvorrichtung 13 ausgeklinkt und in den Bereitschaftszustand zurückgesetzt. Wenn die Katodenplatte 1 gewickelt wird, wird die Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12 durch Gleiten entlang der Führung 21 bewegt, und die Katodenplatte 1, die unter Aufbringung einer Spannung transportiert wird, die zum Wickeln der Elektrodengruppe geeignet ist und entsprechend dem Drehmoment des Stellmotors 20, des Durchmessers der Riemenscheibe 17 und dergleichen festgelegt wird, wird unter Vermeidung des Auftretens einer Positionsverschiebung zum Wickelkern 7 bewegt.
  • Wenn die Katodenplatte 1 fast mit der Länge, die für eine Elektrodengruppe erforderlich ist, durch die Drehung des Wickelkerns 7 gewickelt ist, wird die Drehung des Wickelkerns 7 zum Stillstand gebracht, und die Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung 12 wird an der dem Wickelkern nächstgelegenen Position ebenfalls zum Stillstand gebracht. Dann werden die Startpositions-Spannvorrichtung 13 und der Elektrodenplattenschneider 14 in Betrieb gesetzt, damit die Katodenplatte 1 geschnitten wird, und der Arbeitsablauf der Kantenpositions-Korrekturvorrichtung 25 wird wiederholt.
  • 3 ist ein Zeitdiagramm, das die vorstehende Funktionsweise deutlicher beschreibt.
  • 4(a) ist eine Schnittansicht des Wickelkerns der vorliegenden Erfindung, dessen vertikaler Querschnitt fast wie ein Sechseck aussieht, 4(b) ist eine Schnittansicht einer Elektrodengruppe, die durch Wickeln von Elektrodenmaterialien um den vorgenannten Wickelkern hergestellt worden ist, und 4(c) ist eine Schnittansicht der vorgenannten Elektrodengruppe, die durch Aufbringen einer Druckkraft auf die Elektrodengruppe abgeflacht worden ist. Wie in 4(c) zu erkennen ist, kann durch die Verwendung des Wickelkerns der vorliegenden Erfindung eine Elektrodengruppe realisiert werden, deren Querschnitt wie gleichmäßig angeordnete Ovale aussieht, die von der Innenperipherie zur Außenperipherie verlaufen.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Batterie beschrieben, die eine nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Elektrodengruppe enthält. Der vordere Endteil einer Katodenzuleitung 121 wird durch Schweißen mit der inneren Unterseite eines mit einem Boden versehenen prismatischen Batteriegefäßes 102 verbunden, an dessen oberen Ende eine Öffnung 103 vorgesehen ist. Eine Elektrodengruppe 123 wird in das Batteriegefäß 102 eingesteckt, in dem die Katodenzuleitung 121 mittels einer Katodenisolierplatte 122 unterteilt wird, sodass die Katodenzuleitung 121 elektrisch isoliert wird. Außerdem wird der obere Endteil der Elektrodengruppe 123 mittels einer katodenseitigen Isolierplatte 124 elektrisch isoliert. In einem von dem Vorstehenden getrennten Prozess wird ein Anodenanschluss 129 an einer Dichtungsplatte 104 mit einem Elektrolyt-Einfüllloch 107, das an der Dichtungsplatte 104 seitlich ausgebildet ist, so angebracht, dass er über eine Isolierdichtung 128 an einem in der Mitte der katodenseitigen Isolierplatte 104 befindlichen Montageloch 127 elektrisch isoliert wird. Eine Anodenzuleitung 130, die über ein Durchführungsloch 124a einer Anodenisolierplatte 124 aus der Elektrodengruppe 123 herausgeführt wird, wird durch Schweißen mit der Unterseite des Anodenanschlusses 129 verbunden. Die Dichtungsplatte 104 wird in die Öffnung 103 des Batteriegefäßes 102 an einer vorgegebenen Stelle des Batteriegefäßes 102 eingepasst und durch Schweißen zwischen der Peripherie der Dichtungsplatte 104 und der Innenperipherie des Batteriegefäßes 102 sicher fixiert. Anschließend wird eine vorgegebene Menge Elektrolyt (in der Zeichnung nicht dargestellt) über das Elektrolyt-Einfüllloch 107 der Dichtungsplatte 104 in das Batteriegefäß 102 gefüllt, wodurch ein Stromerzeugungselement aus dem Elektrolyten und der mit dem Elektrolyten getränkten Elektrodengruppe 123 entsteht.
  • Die fertiggewickelte Elektrodengruppe der vorliegenden Erfindung hat einen Querschnitt, der die Form eines Sechsecks hat, wie 4(b) zeigt, und wenn die Elektrodengruppe durch Formen abgeflacht wird, werden die Biegepositionen der Elektrodengruppe fixiert, wodurch die Positionen, an denen die Elektrodenzuleitungsdrähte herausgeführt werden, konstantgehalten werden können. Da die Abmessung des Separator-Halteschlitzes 7a des Wickelkerns der vorliegenden Erfindung gleich der Zwei-Ebenen-Breite des sechseckigen Querschnitts des Wickelkerns ist, ist das Abziehen der fertiggewickelten Elektrodengruppe leichter als in dem Fall, dass das Wickeln unter Verwendung eines flachen Wickelkerns erfolgt, wodurch das Ausmaß der negativen Auswirkungen auf die Flachheit minimal gehalten werden kann und die Realisierung einer Elektrodengruppe möglich wird, deren Querschnitt wie gleichmäßig angeordnete Ovale aussieht, wie in 4(c) gezeigt. Dadurch wird die Realisierbarkeit des Flachformens der Elektrodengruppe und auch des Einbringens der Elektrodengruppe in ein Batteriegefäß verbessert. Außerdem ist, wenn das Batteriegefäß mit einem Elektrolyten gefüllt ist, das Elektrolyt-Haltevermögen sehr gut, und die Batterie, die die Elektrodengruppe der vorliegenden Erfindung enthält, zeichnet sich durch Schnell-Entladung aus und zeigt auch eine stabile Qualität.
  • Anwendungsmöglichkeiten in der Industrie
  • Wie vorstehend dargelegt, wird erfindungsgemäß beim Wickeln von Elektrodengruppen zur Verwendung in Lithium-Sekundärbatterien insbesondere die Positionsverschiebung, die bei verschiedenen Arten von Elektrodenmaterialien, wie etwa Anoden- und Katodenplatten, senkrecht zur Transportrichtung entsteht, mittels eines Sensors erkannt, die Elektrodenplatte wird mit einer Spannvorrichtung eingespannt und wird zusammen mit der Spannvorrichtung senkrecht zur Laufrichtung der Elektrodenplatte bewegt, wodurch die Positionsverschiebung der Elektrodenplatte korrigiert wird.
  • Eine Startpositions-Spannvorrichtung spannt einen Teil der Elektrodenplatte ein, deren Position exakt korrigiert wird, und führt die Elektrodenplatte zu einem Wickelkern. Dann spannt eine Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung oder eine Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung einen Teil der Elektrodenplatte ein, und die Elektrodenplatte wird um den Wickelkern, dessen Querschnitt die Form eines Sechsecks hat, gewickelt, wenn sich der Wickelkern dreht, wobei das Auftreten einer Positionsverschiebung der Elektrodenplatte dadurch vermieden wird, dass stets die richtige Spannung auf die Elektrodenplatte aufgebracht wird, wodurch ein Elektrodengruppen-Wickelverfahren und eine Vorrichtung zum Wickeln von Elektrodengruppen zur Verfügung gestellt werden können, mit denen Elektrodengruppen, die eine extrem geringe versetzte Wicklung zeigen und eine ausgezeichnete Flachheit haben, realisiert werden können. Darüber hinaus zeichnen sich die Batterien, die die Elektrodengruppen enthalten, die erfindungsgemäß so hergestellt sind, dass sie vom Beginn bis zum Ende des Wickelns einen gleichmäßigen Querschnitt und außerdem eine ausgezeichnete Flachheit zeigen, durch einen hohen Produktionsausstoß aus, und die Qualität der Batterien bleibt stabil.
  • 1
    Katodenplatte
    2
    Rollenförmige Katodenplatte
    3
    Anodenplatte
    4
    Rollenförmige Anodenplatte
    5a
    Erster Separator
    5b
    Zweiter Separator
    6a
    Rollenförmiger erster Separator
    6b
    Rollenförmiger zweiter Separator
    7
    Wickelkern
    7a
    Separator-Halteschlitz
    8
    Spannvorrichtung
    9
    Schlängelvermeidungsvorrichtung (Kantenpositions-Korrekturvorrichtung)
    10
    Kantenpositions-Erkennungsvorrichtung
    11
    Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung
    12
    Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung
    13
    Startpositions-Spannvorrichtung
    14
    Elektrodenplattenschneider
    15
    Kantenpositionskorrektur-Kugelumlaufspindel
    16
    Kantenpositionskorrektur-Stellmotor
    17
    Riemenscheibe
    18
    Riemenscheibe
    19
    Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtungs-Transportriemen
    20
    Spannungsaufbringungs-Stellmotor
    21
    Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtungsführung
    22
    Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtungs-Schaltbetätigungseinheit
    23
    Kugelumlaufspindel für Startpositions-Spannvorrichtung
    24
    Startpositions-Spannvorrichtungs-Stellmotor
    25
    Kantenpositions-Korrekturvorrichtung, die den Hauptbestandteil der vorliegenden
    Erfindung darstellt
    26
    Drehtisch
    102
    Batteriegefäß
    103
    Öffnung
    104
    Dichtungsplatte
    107
    Elektrolyt-Einfüllloch
    121
    Katodenzuleitung
    122
    Katodenisolierplatte
    123
    Elektrodengruppe
    124
    Anodenisolierplatte
    124a
    Durchführungsloch
    127
    Montageloch
    128
    Isolierdichtung
    129
    Anodenanschluss
    130
    Anodenzuleitung
  • Figuren
  • 1 oder 3
    • Wickeln
    • Schneiden
    • Bewegen zur Startposition
    • Startpositions-Spannvorrichtung
    • Nach der Spannungsaufbringungs- Spannvorrichtung
    • Spannungsaufbring.-Spannvorr.
    • Bewegen der Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung
    • Elektrodenplatten-Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung geöffnet geschlossen geöffnet geschlossen geöffnet geschlossen Korrigieren Vorwärts Rückwärts Rückw.
    • Stellmotor zum Drehen des Wickelkerns
    • Startpositions-Stellmotor
    • Spannungsaufbring.-Stellmotor
    • Positionskorrektur-Stellmotor

Claims (7)

  1. Spiralelektrodengruppen-Wickelverfahren für Batterien zum Wickeln von Elektrodenmaterialien, wie etwa einer Anodenplatte, einer Katodenplatte und eines Separators, die jeweils in einer durchgehenden und langen bandartigen Form hergestellt werden, um einen Wickelkern mit den Schritten: Ermitteln einer Kantenposition einer Elektrodenplatte (1) in Breitenrichtung mittels eines an einer vorgegebenen Stelle befindlichen Kantenpositionssensors (10); Korrigieren der Kantenposition aufgrund eines Ermittlungsergebnisses des Kantenpositionssensors (10); Ergreifen der Elektrodenplatte (1) unter Verwendung einer Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung (12), die gleitfähig entlang einer Führung (21) platziert ist, die senkrecht zu einer Achse eines Wickelkerns (7) angeordnet ist; Ergreifen der Elektrodenplatte (1) mittels einer an der Anfangsposition befindlichen Spannvorrichtung (13), die gleitfähig in Laufrichtung der Elektrodenplatte (1) zwischen dem Wickelkern (7) und der Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung (12) platziert ist; Wickeln eines Spitzenendteils der Elektrodenplatte (1), die von der an der Anfangsposition befindlichen Spannvorrichtung (13) bewegt wird, senkrecht zur Wickelkernachse um den umlaufenden Wickelkern (7) in einem Zustand, wo die Kantenposition der Elektrodenplatte an einer vorgegebenen Stelle gehalten wird, während eine Spannung auf die Elektrodenplatte (1) mittels der Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung (12) aufgebracht wird; und Abschneiden der Elektrodenplatte (1), während die an der Ausgangsposition befindliche Spannvorrichtung (13) die Elektrodenplatte ergreift, wenn die Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung (12) eine Stelle erreicht, die dem Wickelkern (7) am nächsten ist.
  2. Spiralelektrodengruppen-Wickelverfahren für Batterien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung (11) jeweils für die Anoden- und Katodenplatte (3, 1) vorgesehen ist, jede der Elektrodenplatten von einem Paar Finger der Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung (11), die in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung der Elektrodenplatte verlaufen, ergriffen wird und eine Kantenposition der Elektrodenplatte dadurch korrigiert wird, dass die Elektrodenplatte in einer Richtung senkrecht zu ihrer Laufrichtung mit Spannvorrichtungs-Antriebsmitteln, die aus einem Stellmotor (16) und einer Kugelumlaufspindel (15) bestehen, verschoben wird.
  3. Spiralelektrodengruppen-Wickelverfahren für Batterien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenplatte mit einem Elektrodenplattenschneider (14) abgeschnitten wird, der sich in einer Richtung senkrecht zu einer Achse des Wickelkerns (7) bewegt, wenn sich die jeweilige Anoden- und Katodenplatte (3, 1) zu dem Wickelkern (7) bewegt.
  4. Spiralelektrodengruppen-Wickelverfahren für Batterien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (7) einen senkrecht auf seiner Achse stehenden Querschnitt hat, der die Form eines Sechsecks hat.
  5. Spiralelektrodengruppen-Wickelvorrichtung für Batterien zum Wickeln von Elektrodenmaterialien, wie etwa einer Anodenplatte, einer Katodenplatte und eines Separators, die jeweils in einer durchgehenden und langen bandartigen Form hergestellt werden, um einen frei drehbaren Wickelkern, um eine Spiralelektrodengruppe herzustellen, mit: einem Kantenpositionssensor (10), der sich an einer vorgegebenen Stelle der Vorrichtung befindet, zum Ermitteln einer Kantenposition einer Elektrodenplatte (1) in Breitenrichtung; einer Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung (11) zum Korrigieren der Kantenposition aufgrund eines Ermittlungsergebnisses des Kantenpositionssensors (10); einer Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung (12), die nahe der Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung (11) zu dem Wickelkern (7) so platziert ist, dass sie entlang einer Führung (21) gleitfähig ist, die senkrecht zu einer Achse des Wickelkerns (7) angeordnet ist, wodurch die Elektrodenplatte (1) ergriffen oder freigegeben werden kann; einer an der Anfangsposition befindlichen Spannvorrichtung (13), die gleitfähig in Laufrichtung der Elektrodenplatte zwischen dem Wickelkern (7) und der Spannungsaufbringungs-Spannvorrichtung (12) platziert ist, wodurch die Elektrodenplatte (1) ergriffen oder freigegeben werden kann; und einem Elektrodenplattenschneider (14) zum Abschneiden der Elektrodenplatte (1), der zwischen der an der Anfangsposition befindlichen Spannvorrichtung (13) und dem Wickelkern (7) angeordnet ist.
  6. Spiralelektrodengruppen-Wickelvorrichtung für Batterien nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kantenpositionskorrektur-Spannvorrichtung (11) jeweils für die Anoden- und Katodenplatte (3, 1) vorgesehen ist und eine Kantenposition der Elektrodenplatte zur Korrektur senkrecht zur Laufrichtung der Elektrodenplatte mit Spannvorrichtungs-Antriebsmitteln, die aus einem Stellmotor (16) und einer Kugelumlaufspindel (15) bestehen, verschoben wird, nachdem die Elektrodenplatte an ihren beiden Oberflächen mit einem Paar Finger der Spannvorrichtung, die senkrecht zur Laufrichtung der Elektrodenplatte verlaufen, ergriffen worden ist.
  7. Spiralelektrodengruppen-Wickelvorrichtung für Batterien nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein senkrecht auf der Wickelkernachse stehender Querschnitt die Form eines Sechsecks hat.
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