JP2000012069A - 捲回型電極の製造装置 - Google Patents
捲回型電極の製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 規定の寸法・形状に捲回型電極を安定的に作
成できる製造装置の提供。 【解決手段】 互いに対向する面が平面で、かつこの対
向面間が巻き始め端装着部1aを成す一対の断面半円状部
を有する円柱状の巻芯体１と、前記巻芯体１を回転可能
に軸支し回転させる回転駆動機構とを有する捲回型電極
の製造装置、あるいは、互いに対向する面が平面で、か
つこの対向面間が巻き始め端装着部1aを成す一対の断面
半円状部を有する円柱状の巻芯体１と、前記巻芯体１を
回転可能に軸支し回転させる回転駆動機構と、前記巻芯
体１の回転で積層・捲装されるシート類５，６，７を巻
芯体１面側に押圧する進退可能に配置された一対の加圧
ローラ2a，2bと、前記積層・捲装される絶縁シート５、
正極シート６および負極シート７をそれぞれガイドする
シートガイド機構3a，3bとを有する捲回型電極の製造装
置であって、前記巻芯体１は少なくとも表面層がタング
ステンカーバイドで形成されていることを特徴とする捲
回型電極の製造装置である。
成できる製造装置の提供。 【解決手段】 互いに対向する面が平面で、かつこの対
向面間が巻き始め端装着部1aを成す一対の断面半円状部
を有する円柱状の巻芯体１と、前記巻芯体１を回転可能
に軸支し回転させる回転駆動機構とを有する捲回型電極
の製造装置、あるいは、互いに対向する面が平面で、か
つこの対向面間が巻き始め端装着部1aを成す一対の断面
半円状部を有する円柱状の巻芯体１と、前記巻芯体１を
回転可能に軸支し回転させる回転駆動機構と、前記巻芯
体１の回転で積層・捲装されるシート類５，６，７を巻
芯体１面側に押圧する進退可能に配置された一対の加圧
ローラ2a，2bと、前記積層・捲装される絶縁シート５、
正極シート６および負極シート７をそれぞれガイドする
シートガイド機構3a，3bとを有する捲回型電極の製造装
置であって、前記巻芯体１は少なくとも表面層がタング
ステンカーバイドで形成されていることを特徴とする捲
回型電極の製造装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形状の捲回型
電極を歩留まりよく製造できる製造装置に関する。
電極を歩留まりよく製造できる製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】正極活物質を塗布した正極シート、絶縁
シート、負極活物質を塗布した負極シートおよび絶縁シ
ートの積層体を巻装して成る捲回型電極（起電部）、さ
らには所要の電解液を円筒形の外装容器内に液密に封装
した構成の二次電池などが広く実用に供されている。そ
して、この種の二次電池としては、鉛蓄電池やニッケル
カドミウム二次電池などの他、最近では、ニッケル水素
二次電池が実用化されている。
シート、負極活物質を塗布した負極シートおよび絶縁シ
ートの積層体を巻装して成る捲回型電極（起電部）、さ
らには所要の電解液を円筒形の外装容器内に液密に封装
した構成の二次電池などが広く実用に供されている。そ
して、この種の二次電池としては、鉛蓄電池やニッケル
カドミウム二次電池などの他、最近では、ニッケル水素
二次電池が実用化されている。
【０００３】また、この種の二次電池のうち、高容量化
を図れるニッケル水素二次電池は、たとえば携帯電話機
や携帯型パソコンなど、電子機器のコードレス化、高性
能化、小形軽量化の要望に伴って、電源機能の向上が期
待されている。
を図れるニッケル水素二次電池は、たとえば携帯電話機
や携帯型パソコンなど、電子機器のコードレス化、高性
能化、小形軽量化の要望に伴って、電源機能の向上が期
待されている。
【０００４】ところで、前記円筒形の起電部形成は、一
般的に、次のように行われている。図１は、その実施態
様を模式的に示す平面図である。先ず、軸方向に沿っ
て、かつ径方向に対向・離隔する平坦面部（開口部）1a
を有するステンレス鋼製の円柱状巻芯体１と、前記前記
円柱状巻芯体１を回転可能に軸支し回転させる回転駆動
機構（図示省略）と、前記円柱状巻芯体１の回転で積層
・捲装されシート類を円柱状巻芯体１周面側に押圧する
進退可能に配置された一対の加圧ローラ2a，2bと、前記
積層・捲装されるシート類をそれぞれガイドするシート
ガイド機構3a，3bと、電極保持ブロック4a，4bとを有す
る捲回型電極の製造装置を用意する。
般的に、次のように行われている。図１は、その実施態
様を模式的に示す平面図である。先ず、軸方向に沿っ
て、かつ径方向に対向・離隔する平坦面部（開口部）1a
を有するステンレス鋼製の円柱状巻芯体１と、前記前記
円柱状巻芯体１を回転可能に軸支し回転させる回転駆動
機構（図示省略）と、前記円柱状巻芯体１の回転で積層
・捲装されシート類を円柱状巻芯体１周面側に押圧する
進退可能に配置された一対の加圧ローラ2a，2bと、前記
積層・捲装されるシート類をそれぞれガイドするシート
ガイド機構3a，3bと、電極保持ブロック4a，4bとを有す
る捲回型電極の製造装置を用意する。
【０００５】次いで、前記円柱状巻芯体１の対向する平
坦面間1aに、絶縁シート（セパレータ）５を挟持させ、
かつこの絶縁シート５に正極シート６、負極シート７を
所要の位置関係を持たせて配置する一方、その仮想中心
軸（巻芯体と同軸）とし、円柱状巻芯体１を回転させる
ことによって、絶縁シート５をセパレータとした形で巻
き込み、捲回型電極（起電部）を製造している。
坦面間1aに、絶縁シート（セパレータ）５を挟持させ、
かつこの絶縁シート５に正極シート６、負極シート７を
所要の位置関係を持たせて配置する一方、その仮想中心
軸（巻芯体と同軸）とし、円柱状巻芯体１を回転させる
ことによって、絶縁シート５をセパレータとした形で巻
き込み、捲回型電極（起電部）を製造している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の捲回型電極の製造装置の場合は、次のような不都合
がある。すなわち、高容量化を図れるニッケル水素二次
電池用の場合などには、正極シートおよび負極シートの
厚さを厚くしたり、あるいは長尺化する傾向にある。こ
こで、正極シート６および負極シート７の厚さを厚く、
あるいは長尺化することは、巻き込み製造する捲回型電
極の規定外形・寸法を保つため、捲装の高緊縛が必然的
に要求される。つまり、セパレータ５を介在させた正極
シート６および負極シート７の捲装（捲回）において、
積層・捲装体の外周面に高い加圧や張力が付与されるこ
とになる。そして、この高い加圧や張力の付与に伴っ
て、巻芯体に変形・撓みが生じ易いので、規定の寸法・
形状に捲回型電極を捲装・形成することが困難である。
来の捲回型電極の製造装置の場合は、次のような不都合
がある。すなわち、高容量化を図れるニッケル水素二次
電池用の場合などには、正極シートおよび負極シートの
厚さを厚くしたり、あるいは長尺化する傾向にある。こ
こで、正極シート６および負極シート７の厚さを厚く、
あるいは長尺化することは、巻き込み製造する捲回型電
極の規定外形・寸法を保つため、捲装の高緊縛が必然的
に要求される。つまり、セパレータ５を介在させた正極
シート６および負極シート７の捲装（捲回）において、
積層・捲装体の外周面に高い加圧や張力が付与されるこ
とになる。そして、この高い加圧や張力の付与に伴っ
て、巻芯体に変形・撓みが生じ易いので、規定の寸法・
形状に捲回型電極を捲装・形成することが困難である。
【０００７】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、規定の寸法・形状に捲回型電極を安定的に作成でき
る製造装置の提供を目的とする。
で、規定の寸法・形状に捲回型電極を安定的に作成でき
る製造装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、互い
に対向する面が平面で、かつこの対向面間が巻き始め端
装着部を成す一対の断面半円状部を有する円柱状の巻芯
体と、前記巻芯体を回転可能に軸支し回転させる回転駆
動機構とを有する捲回型電極の製造装置であって、前記
巻芯体は少なくとも表面層がタングステンカーバイドで
形成されていることを特徴とする捲回型電極の製造装置
である。
に対向する面が平面で、かつこの対向面間が巻き始め端
装着部を成す一対の断面半円状部を有する円柱状の巻芯
体と、前記巻芯体を回転可能に軸支し回転させる回転駆
動機構とを有する捲回型電極の製造装置であって、前記
巻芯体は少なくとも表面層がタングステンカーバイドで
形成されていることを特徴とする捲回型電極の製造装置
である。
【０００９】請求項２の発明は、互いに対向する面が平
面で、かつこの対向面間が巻き始め端装着部を成す一対
の断面半円状部を有する円柱状の巻芯体と、前記巻芯体
を回転可能に軸支し回転させる回転駆動機構と、前記巻
芯体の回転で積層・捲装されるシート類を巻芯体面側に
押圧する進退可能に配置された一対の加圧ローラと、前
記積層・捲装される絶縁シート、正極シートおよび負極
シートをそれぞれガイドするシートガイド機構とを有す
る捲回型電極の製造装置であって、前記巻芯体は少なく
とも表面層がタングステンカーバイドで形成されている
ことを特徴とする捲回型電極の製造装置である。
面で、かつこの対向面間が巻き始め端装着部を成す一対
の断面半円状部を有する円柱状の巻芯体と、前記巻芯体
を回転可能に軸支し回転させる回転駆動機構と、前記巻
芯体の回転で積層・捲装されるシート類を巻芯体面側に
押圧する進退可能に配置された一対の加圧ローラと、前
記積層・捲装される絶縁シート、正極シートおよび負極
シートをそれぞれガイドするシートガイド機構とを有す
る捲回型電極の製造装置であって、前記巻芯体は少なく
とも表面層がタングステンカーバイドで形成されている
ことを特徴とする捲回型電極の製造装置である。
【００１０】請求項１および請求項２の発明は、円柱状
の巻芯体を回転させ、この円柱状巻芯体の外周面に絶縁
シート、正極シートおよび負極シートを積層・捲装し、
捲回型電極を形成する捲回型電極の製造装置において、
円柱状巻芯体の少なくとも外周面を硬い材質として、高
い加圧や張力の付与による変形・撓みの発生を解消し
て、捲装の安定性化を図ったことを骨子とするものであ
る。すなわち、請求項１および請求項２の発明は、従来
知られている一般的な捲回型電極の製造装置において、
円柱状巻芯体の構成ないし材質を本質的に変更した点で
特徴付けられるものである。
の巻芯体を回転させ、この円柱状巻芯体の外周面に絶縁
シート、正極シートおよび負極シートを積層・捲装し、
捲回型電極を形成する捲回型電極の製造装置において、
円柱状巻芯体の少なくとも外周面を硬い材質として、高
い加圧や張力の付与による変形・撓みの発生を解消し
て、捲装の安定性化を図ったことを骨子とするものであ
る。すなわち、請求項１および請求項２の発明は、従来
知られている一般的な捲回型電極の製造装置において、
円柱状巻芯体の構成ないし材質を本質的に変更した点で
特徴付けられるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照して実施例を説
明する。
明する。
【００１２】図１は捲回型電極の製造装置の概略構成例
を示す平面図である。図１において、１は円柱状巻芯体
であり、互いに対向する面が平面で、この対向面間が巻
き始め端装着部1aとなる一対の断面半円状部材で構成さ
れている。ここで、円柱状巻芯体１は、径 2.5〜 4mm程
度のタングステンカーバイド製であるが、タングステン
カーバイド製の円筒体に、ステンレス鋼製の円柱棒を挿
入した２層構造型であってもよい。また、円柱状巻芯体
１の巻き始め端装着部1aは、テープ状シートを挿通保持
可能な巻き始め部を形成してしている。すなわち、捲装
する絶縁シートを挟み込む隙間であり、その軸方向の長
さが絶縁シートおよび両電極シート幅よりも大きく設定
されている。
を示す平面図である。図１において、１は円柱状巻芯体
であり、互いに対向する面が平面で、この対向面間が巻
き始め端装着部1aとなる一対の断面半円状部材で構成さ
れている。ここで、円柱状巻芯体１は、径 2.5〜 4mm程
度のタングステンカーバイド製であるが、タングステン
カーバイド製の円筒体に、ステンレス鋼製の円柱棒を挿
入した２層構造型であってもよい。また、円柱状巻芯体
１の巻き始め端装着部1aは、テープ状シートを挿通保持
可能な巻き始め部を形成してしている。すなわち、捲装
する絶縁シートを挟み込む隙間であり、その軸方向の長
さが絶縁シートおよび両電極シート幅よりも大きく設定
されている。
【００１３】なお、前記円柱状巻芯体１は、図示を省略
した軸受部で軸支され、かつサーボモーターおよび回転
伝達部を有する回転駆動機構によって回転する構成と成
っている。ここで、円柱状巻芯体１は、軸方向に沿って
径方向に開口し、対向する平坦な離隔面間に、たとえば
テープ状シートを挿通保持可能な巻き始め端装着部を形
成している。
した軸受部で軸支され、かつサーボモーターおよび回転
伝達部を有する回転駆動機構によって回転する構成と成
っている。ここで、円柱状巻芯体１は、軸方向に沿って
径方向に開口し、対向する平坦な離隔面間に、たとえば
テープ状シートを挿通保持可能な巻き始め端装着部を形
成している。
【００１４】さらに、2a，2bは前記円柱状巻芯体１の外
周面に、積層・捲装される捲装されシート類を円柱状巻
芯体１面に押圧する進退可能に配置された一対の加圧ロ
ーラ、3a，3bは前記積層・捲装されるシート類、すなわ
ちテープ状絶縁シート５、テープ状正極シート６および
テープ状負極シート７をそれぞれガイドするシートガイ
ド機構、4a，4bは前記回転可能に軸支された円柱状巻芯
体１の外周面に対向する面が凹面に加工され、かつ対向
して配置された捲回型電極保持ブロックである。ここ
で、一対の加圧ローラ2a，2bは、図示を省略してあるロ
ーラ加圧シリンダーによって、適度にテープ状絶縁シー
ト５を反対面側から巻芯体１の外周面側に押圧して巻装
に寄与する。一方、捲回型電極保持ブロック4a，4bは、
図示を省略してある捲回型電極保持ブロック加圧シリン
ダーによって、前記積層・捲装終了後、換言すると所定
の捲回型電極化した後、この捲回型電極を挟着・保持し
て、巻芯体１から引き抜き・分離するように構成されて
いる。
周面に、積層・捲装される捲装されシート類を円柱状巻
芯体１面に押圧する進退可能に配置された一対の加圧ロ
ーラ、3a，3bは前記積層・捲装されるシート類、すなわ
ちテープ状絶縁シート５、テープ状正極シート６および
テープ状負極シート７をそれぞれガイドするシートガイ
ド機構、4a，4bは前記回転可能に軸支された円柱状巻芯
体１の外周面に対向する面が凹面に加工され、かつ対向
して配置された捲回型電極保持ブロックである。ここ
で、一対の加圧ローラ2a，2bは、図示を省略してあるロ
ーラ加圧シリンダーによって、適度にテープ状絶縁シー
ト５を反対面側から巻芯体１の外周面側に押圧して巻装
に寄与する。一方、捲回型電極保持ブロック4a，4bは、
図示を省略してある捲回型電極保持ブロック加圧シリン
ダーによって、前記積層・捲装終了後、換言すると所定
の捲回型電極化した後、この捲回型電極を挟着・保持し
て、巻芯体１から引き抜き・分離するように構成されて
いる。
【００１５】次に、捲回型電極の製造方法の具体例を説
明する。
明する。
【００１６】図１に平面的に示すごとく、タングステン
カーバイド製の円柱状巻芯体１の離隔・対向平坦面間が
成す巻き始め端装着部1aに、たとえば厚さ 0.2mm，幅60
mmの絶縁シート５を挿着もしくは挟着する一方、たとえ
ば厚さ 0.8mm，幅57mmの正極シート６の先端部を、前記
巻き始め端装着部の一端側に対接・位置合わせするとと
もに、たとえば厚さ 0.5mm，幅57mmの負極シート７の先
端部を巻き始め端装着部の他端側に対接・位置合わせ
し、それぞれ絶縁シート5a，5bに沿わせて配置する。
カーバイド製の円柱状巻芯体１の離隔・対向平坦面間が
成す巻き始め端装着部1aに、たとえば厚さ 0.2mm，幅60
mmの絶縁シート５を挿着もしくは挟着する一方、たとえ
ば厚さ 0.8mm，幅57mmの正極シート６の先端部を、前記
巻き始め端装着部の一端側に対接・位置合わせするとと
もに、たとえば厚さ 0.5mm，幅57mmの負極シート７の先
端部を巻き始め端装着部の他端側に対接・位置合わせ
し、それぞれ絶縁シート5a，5bに沿わせて配置する。
【００１７】このように、絶縁シート5a，5b、正極シー
ト６および負極シート７を位置決め配置した後、回転機
構駆動を駆動させ、円柱状巻芯体１を一定の方向に回転
させる。この巻芯体１の回転によって、正極シート６，
絶縁シート5a，負極シート７，絶縁シート5bの積層・捲
装が進行する。また、この積層・捲装過程において、捲
装・積層される絶縁シート5a，5b、正極シート６および
負極シート７に、高い加圧力および高い張力が加わる。
ト６および負極シート７を位置決め配置した後、回転機
構駆動を駆動させ、円柱状巻芯体１を一定の方向に回転
させる。この巻芯体１の回転によって、正極シート６，
絶縁シート5a，負極シート７，絶縁シート5bの積層・捲
装が進行する。また、この積層・捲装過程において、捲
装・積層される絶縁シート5a，5b、正極シート６および
負極シート７に、高い加圧力および高い張力が加わる。
【００１８】しかし、円柱状巻芯体１は、いわゆる超硬
材であるタングステンカーバイド製で、それ自体の機械
的な強度が高いため、前記高い加圧力や高い張力による
変形・撓みの発生が回避（解消）される。この円柱状巻
芯体１の変形・撓み発生の回避（解消）は、捲装・積層
の精度向上に連なり、結果的に、規格寸法・形状を満た
す円筒状形の捲回型電極を安定的に製造できる。
材であるタングステンカーバイド製で、それ自体の機械
的な強度が高いため、前記高い加圧力や高い張力による
変形・撓みの発生が回避（解消）される。この円柱状巻
芯体１の変形・撓み発生の回避（解消）は、捲装・積層
の精度向上に連なり、結果的に、規格寸法・形状を満た
す円筒状形の捲回型電極を安定的に製造できる。
【００１９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの
変形を採り得る。たとえば、円柱状巻芯体、加圧ロー
ラ、ガイドブロック、電極保持ブロックなどの構造、寸
法などは、対象とする捲回型電極、すなわち積層・捲装
する絶縁シート、正極シート、負極シートの厚さや幅な
ど二次電池の種類、容量にと対応して適宜設定できる。
ものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの
変形を採り得る。たとえば、円柱状巻芯体、加圧ロー
ラ、ガイドブロック、電極保持ブロックなどの構造、寸
法などは、対象とする捲回型電極、すなわち積層・捲装
する絶縁シート、正極シート、負極シートの厚さや幅な
ど二次電池の種類、容量にと対応して適宜設定できる。
【００２０】
【発明の効果】請求項１および２の発明によれば、絶縁
シート、正極シートおよび負極シートを捲装・積層する
円柱状巻芯体の少なくとも外周面が、超硬材であるタン
グステンカーバイドで形成されている。そして、この円
柱状巻芯体の硬材質化に伴って、硬さおよび強度が向上
しているため、外周面に高い加圧や張力を付与した状態
で、絶縁シート、正極シートおよび負極シートを高い緊
縛度で積層・捲装しても、円柱状巻芯体は、変形・撓み
を発生する恐れも解消する。すなわち、起電部を形成す
る各シートの積層・捲装が安定化され、精度の高い寸
法、形状の捲回型電極を歩留まりよく、かつ容易に製造
することができ、信頼性の高い円筒形電池の提供に大き
く寄与する。
シート、正極シートおよび負極シートを捲装・積層する
円柱状巻芯体の少なくとも外周面が、超硬材であるタン
グステンカーバイドで形成されている。そして、この円
柱状巻芯体の硬材質化に伴って、硬さおよび強度が向上
しているため、外周面に高い加圧や張力を付与した状態
で、絶縁シート、正極シートおよび負極シートを高い緊
縛度で積層・捲装しても、円柱状巻芯体は、変形・撓み
を発生する恐れも解消する。すなわち、起電部を形成す
る各シートの積層・捲装が安定化され、精度の高い寸
法、形状の捲回型電極を歩留まりよく、かつ容易に製造
することができ、信頼性の高い円筒形電池の提供に大き
く寄与する。
【図１】捲回型電極の製造装置の要部構成を示す平面
図。
図。
１……円柱状の巻芯体 1a……巻き始め端装着部 2a，2b……加圧ローラ 3a，3b……ガイドブロック 4a，4b……捲回型電極保持ブロック ５，5a，5b……絶縁シート ６……正極シート ７……負極シート
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに対向する面が平面で、かつこの対
向面間が巻き始め端装着部を成す一対の断面半円状部を
有する円柱状の巻芯体と、前記巻芯体を回転可能に軸支
し回転させる回転駆動機構とを有する捲回型電極の製造
装置であって、 前記巻芯体は少なくとも表面層がタン
グステンカーバイドで形成されていることを特徴とする
捲回型電極の製造装置。 - 【請求項２】 互いに対向する面が平面で、かつこの対
向面間が巻き始め端装着部を成す一対の断面半円状部を
有する円柱状の巻芯体と、前記巻芯体を回転可能に軸支
し回転させる回転駆動機構と、前記巻芯体の回転で積層
・捲装されるシート類を巻芯体面側に押圧する進退可能
に配置された一対の加圧ローラと、前記積層・捲装され
る絶縁シート、正極シートおよび負極シートをそれぞれ
ガイドするシートガイド機構とを有する捲回型電極の製
造装置であって、 前記巻芯体は少なくとも表面層がタングステンカーバイ
ドで形成されていることを特徴とする捲回型電極の製造
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10177633A JP2000012069A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 捲回型電極の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10177633A JP2000012069A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 捲回型電極の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000012069A true JP2000012069A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=16034420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10177633A Withdrawn JP2000012069A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 捲回型電極の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000012069A (ja) |
-
1998
- 1998-06-24 JP JP10177633A patent/JP2000012069A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |