JP2001202986A - 渦巻状電極群巻回方法と装置およびそれを用いた電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リチウム２次電池、ニッケル水素蓄電池など
のように、電池の正負両電極板にセパレーターを介して
重ね合わせ、渦巻き状に巻回して製造される電極群にお
いて、巻きずれの少ない電極群の巻回ができる、電池用
渦巻状電極群巻回装置を提供する。 【解決手段】 断面が６角形状である巻芯近傍の所定位
置に於いて、帯状電極板のエッジ位置をエッジ検出手段
により検出し、基準位置と比較しその結果に基づいて、
極板の端部から極板の走行方向と直角方向に伸びたチャ
ックの一対のフィンガーでつかみ、チャック駆動手段で
極板のエッジの位置を自動的に修正することが出来る。
その後、電極板の移送方向と平行な方向のみにその移動
を拘束されたチャックで電極板を常時保持して、巻芯に
電極板の先端部を供給し、引き続き別のチャックで電極
板を保持し、位置ずれを防止すると共に、張力を加えな
がら電極群の巻回を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム２次電
池、ニッケル水素電池などのように、電池の正負両電極
板にセパレータを介して重ね合わせ、渦巻き状に巻回し
て製造される電池用電極群の巻回方法とその装置並びに
その電極群を内蔵した電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、大量に生産されている小形高
容量の２次電池の構造としては、帯状をした正極板、負
極板、セパレータなどのそれぞれの電極材料を重ね合わ
せて、渦巻き状に巻き上げた電極群が一般的に用いられ
る。正負それぞれの電極板は導電性芯材に活物質を主成
分とするペーストを充填、乾燥し、その後電極板の厚さ
調整と、活物質層の高密度化のためにロールプレス加工
を行い、その後スリッタを用いて所定の幅に切断し、帯
状形状に加工され、さらにリード線なども取りつけられ
る。また、セパレータは帯状をした微孔性のポリプロピ
レンフイルムより成り、そのセパレータを介して、前記
の正負両電極板を所定の位置関係に重ね合わせ、巻芯の
回りに、渦巻き状に隙間なくしっかりと巻き付けて製造
された電極群を用いるものが一般的である。

【０００３】このような渦巻き状の巻回体を電極群とし
て用いる２次電池の製作に於いて、巻回体を作製するに
は、一般的に、４本の平行に配設された繰り出し軸に、
正負それぞれの電極板と、第１のセパレータと第２のセ
パレータのそれぞれを、ロール状に巻き上げた原材料を
装着する。さらに、これらの４本の繰り出し軸と平行に
巻芯が設けられ、前記それぞれの電極材料の先端部を巻
芯に仮固定し、巻芯を所定の方向に一定速度で回転させ
る。

【０００４】それぞれの電極材料には、電極群を巻回す
るに適した張力が働くように、電極材料移送経路にはテ
ンション装置を組み込み、張力をコントロールしてい
る。巻芯の回転に伴って、前記の電極群を構成するそれ
ぞれの帯状材料は、繰り出し軸の回転に連れて巻芯の方
向に移送され、巻芯の回りに巻き付けられる。

【０００５】ところで、上記のような電極群の巻回装置
を利用して電極群を製造する場合には、繰り出し軸に装
着されたロール状に巻き上げられた正負それぞれの電極
板が、方向転換やテンション装置などの為に多数設けら
れたローラ外周と接触し、ローラの回転により搬送され
走行している間に、正負それぞれの電極板の加工段階に
於いて生じた端面ぶれや、部分的な厚さのバラツキ、ま
た、リード線取り付けによる電極板の局部的な厚さ不
同、及び巻回装置の電極板移送用ローラの加工精度不
良、ローラ軸の取りつけ精度不良、などにより次第に正
規の走行方向に対して垂直方向の速度成分をも有するよ
うになり蛇行することとなる。そしてこれら電極板の蛇
行が、電極群の「巻きずれ」の主要な原因となる。

【０００６】参考までに、リチウム２次電池において用
いられている主要な電極材料の幅寸法について記すと、
一般的に第１、第２のセパレータは同一幅に設定されて
最も広く４０〜６０ｍｍ程度、次いで負極板の幅が広
く、正極板の幅が最も狭い。そして、セパレータと負極
板の幅寸法の差は２ｍｍ程度であり、負極板と正極板の
差は１ｍｍ程度であり、電極群として巻回された際に
は、正極板はセパレータを挟んで対向する負極板の幅の
内側に収まり、負極板もセパレータの幅からはみだすこ
とのないように巻回される必要がある。また、上記電極
材料３者間の相対的な位置的条件を満たしていても、そ
れぞれの電極材料が巻回に連れて軸芯の軸方向に大きく
変位していることも許されない。

【０００７】このような条件から逸脱する場合には、電
池の内部短絡を起こしたり、電池容量が不安定となった
り、極端な場合には、電池ケース内部に電極群を収容す
ることが困難と成り、電池としての性能面のみならず、
安全面、生産性の面からも問題である。

【０００８】そこで、従来から電極材料を繰り出し軸か
ら巻芯に向けて移送する途中において、種々の蛇行防止
装置が利用されているので、簡単に２〜３の例について
紹介する。最も一般的な蛇行防止装置は、それぞれの電
極材料の原反ロールを取りつけた繰り出し軸の部分で行
っている。すなわち、原反ロールより送り出された電極
材料のエッジの位置を、所定の基準位置と比較し、位置
ずれを光センサなどを用いて検出し、この検出結果に基
づいて原反ロールを装着した繰り出し軸を、軸芯方向に
移動操作し、原材料のエッジ位置を所定の位置に、０．
１ｍｍ単位の精度で戻すようにしている。この場合に
は、一般的に原反ロールの重量も大きく装置が大型化し
応答性に劣り、高速、高精度を要求する巻回装置には不
適当である。

【０００９】また、特開平１１−４０１４４号公報に
は、図６に示すような、正負それぞれの電極板１，３の
走行する方向に垂直な２本の軸芯３２ａ，３３ａを有
し、且つ、前記２本の軸芯を互いに平行に配設し、軸芯
の回りに回転可能に支持された一対のローラ３２，３３
で、電極板の両面から挟み、電極板の走行に伴って、一
対のローラはスリップすることなく回転可能に製作す
る。これら一対のローラの近傍に配設された、電極板の
エッジの位置を検出するエッジ検出手段３４による検出
結果に基づいて、一対のローラを、ローラの軸芯方向に
移動操作することにより、電極板のエッジの位置を、自
動的に補正することを特徴とするものが開示されてい
る。

【００１０】また、特開平９−１２０８２２号公報に
は、図７に示すように、電極材料１，３のそれぞれを所
定の長さに切断して短冊状とし、それぞれの短冊状材料
の巻取り終端部近傍を、ガイド手段２８に沿って巻取り
方向に摺動自在とした把持手段２９により把持すると共
に、前記把持手段に巻取り方向と反対方向の張力を加え
ながら、正極板１と負極板３とを固定テープ３０を介し
て、セパレータ５ａと共に巻芯７に巻き取る巻きずれ防
止装置が開示されている。しかし、これら従来の技術に
よって電池を生産する場合、電極群そのものの生産性に
難点があるか、電池の生産歩留まりが悪くなるか品質の
ばらつきが大きいというような問題がある。

【００１１】さらに、最終的にエッジコントロールを行
う際にも、特開平１１−４０１４４号公報で開示され
る、一対のローラで電極板の両面を挟みエッジ位置を修
正するエッジコントロール手段を巻芯近傍に設けた場
合、電極板に大きい力が加わり電極板が破損する可能性
があるため、巻芯の近くに設置することができない。こ
れにより蛇行補正してから巻芯までの間で電極板がロー
ラの回転と共に再び位置ずれが発生する恐れがある。

【００１２】また、ガイドに沿って移動可能な把持手段
により、終端部を保持した短冊状電極材料を用い、さら
に、正極板及び負極板それぞれの巻き始め部を、固定テ
ープを用いてセパレータに固定した後、巻芯のスリット
にセパレータを嵌め込み、巻芯を回転させて巻回する特
開平９−１２０８２２号公報のエッジコントロール方式
では、巻きずれはほとんど発生せず、電極群の巻きずれ
精度は良好であると予想される。しかし、どのようにし
て自動的に且つ能率的に、電極用シート材の端末部を把
持手段に供給し、把持させるのかは開示されていなく、
充分な生産性が得られないと考えられる。また、電池の
性能にとっては全く不要な固定テープを用いるこの方式
は、性能面やコスト面からも問題がある。

【００１３】また、従来の巻芯７は図８の（ａ）に示す
ように、軸直角断面が円形であるため、同図（ｂ）に示
す巻回した円筒形状の電極群を押圧して偏平状に整形し
た場合、折れ位置が定まらず、電極のリード線取り出し
位置が一定しないという問題があった。また、電極群の
断面が同図（ｃ）に示すように繭型形状になり、電極群
を偏平に整形する時偏平性に悪影響を及ぼしている。

【００１４】近時、特開平６−９６８０１号公報に開示
されるような、軸直角断面が矩形形状である偏平な巻芯
による巻回が行われるようになってきた。図９の（ａ）
は偏平な巻芯の一例で、同図（ｂ）および（ｃ）にそれ
ぞれ、この巻芯により巻回した電極群と、押圧して偏平
状に整形した電極群の断面図を示す。この場合、電極群
の電池ケース内に占める体積効率は優れているが、巻芯
による巻き取り周速度が脈動して巻きずれが生じ易い、
偏平な断面形状の巻芯を巻き上げた電極群から外しにく
い、さらに余分なセパレータや空間部がないので、電解
液を注入した時の保液性が悪いといった問題点があっ
た。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上により、本発明は
長い帯状の電極材料を電極群として巻回する際、正極板
１、負極板３をはじめとする各種電極材料に発生する移
送方向と直角方向の位置ずれを効率的に、精度良く補正
して極めて巻きずれの少ない電極群を、電極材料を短冊
状に切ることなく、連続的に製造することができるとと
もに、偏平性に優れた電極群の巻回方法とその装置並び
に品質の安定した生産性に優れた電池を提供するもので
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明にもとずく渦巻状
の電極群の巻回方法は、長い帯状の正極、負極やセパレ
ータの電極材料を繰り出し軸に装着し、繰り出し軸から
電極材料を巻き取る巻芯に至る移送経路に設けた、蛇行
防止装置、テンション装置、多数の電極材移送用ローラ
を介して、方向転換をさせながら巻芯に向けて移送し、
巻芯近傍の所定位置に於いて、特に正負それぞれの帯状
電極板のエッジ位置をエッジ検出手段により検出し、基
準位置と比較してその結果に基づいて、電極板の端部か
ら電極板の走行方向と直角方向に伸びたチャックの一対
のフィンガでつかみ、サーボモータとボールねじで構成
されるチャック駆動手段で電極板のエッジの電極板の走
行方向と直角方向の位置ずれを修正する。

【００１７】一旦、電極板のエッジ位置を十分な精度で
自動的に修正した後は、電極板の走行方向と直角方向の
位置ずれを起こすことのないように、電極材料の移送方
向と平行なガイドにより、電極板の移送方向と平行な方
向のみにその移動を拘束された第２のチャックで渦巻状
電極群１個分の巻回に必要な長さの電極板の終端部を保
持し、さらに渦巻状電極群１個分の長さの電極板の終端
部位で、電極板の移送方向と平行な方向のみにその移動
を拘束された第３のチャックで電極板を保持し、位置ず
れを起こさない状態で、巻芯に電極板の先端部を供給
し、第２のチャックの作用によって位置ずれを防止する
と共に、張力を加えながら電極群の巻回を行う。

【００１８】また、電極群の生産性を向上させるため
に、巻芯の近くに設けた電極切断用のカッタ装置とセパ
レータのカッタ装置とを順序付けて動作させ、正極板、
負極板とも短冊状に切断することなく、連続的に製造で
きる方式であることを特徴とするものである。

【００１９】本発明にもとづく渦巻状の電極群の巻回装
置は、長い帯状の電極材料を装着した繰り出し軸と、繰
り出し軸から電極材料を巻き取る巻芯に至る移送経路
に、蛇行防止装置、テンション装置、電極材を方向転換
させながら巻芯に向けて移送するための多数の電極材移
送用ローラを設けた電池用渦巻状電極群の巻回装置にお
いて、巻芯近傍の所定位置に、正負の電極板の最終的な
エッジ位置の修正を行うために正負の両電極板の移送路
のそれぞれに、電極板のエッジ位置を検出するエッジ位
置検出装置を設け、基準位置と比較してエッジの位置を
修正するための、電極板の走行方向と直角方向に伸びた
一対のフィンガとサーボモータとボールねじとで駆動さ
れる構成のエッジ位置修正チャックを設ける。

【００２０】電極板のエッジ位置を十分な精度で修正し
た後に、電極板の走行方向と直角方向の位置ずれを起こ
すことのないように、ガイドにより電極板の移送方向と
平行な方向のみにその移動を拘束され、張力を加えなが
ら電極群の巻回を行うための第２のチャックを設け、電
極板の位置ずれを起こさない状態で、巻芯に電極板の先
端部を供給する第３のチャックを設け、第３のチャック
と巻芯の間に極板カッタを設け、巻芯の直前の位置で電
極板を切断することを特徴とするものである。

【００２１】また、本発明にもとずく渦巻式電極群を内
蔵した電池は、品質の安定したしかも生産性に優れた電
池であることを特徴とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明に
係る電池用渦巻状電極群の巻回方法とその装置の実施形
態について説明する。図１は本発明の電極群巻回装置の
エッジ位置修正装置を、角形リチウム２次電池用として
構成した場合の主要部を示す斜視図であり（但し、理解
を容易化する為に、巻芯７に対して正極板１、または負
極板３のみを巻き付けている様子を示し、その他の電極
材料は省略し、図を簡略化して示している）、図２は本
発明の電池用渦巻状電極群巻回装置全体について、概略
の構成を示す図である。

【００２３】図２において、ロール状に巻かれた正負の
両電極板２、４と第一のセパレータ６ａ、第二のセパレ
ータ６ｂのそれぞれは、別々に繰り出し軸（図示せず）
に取り付けられている。そして巻き取り装置部分は、ひ
とつの回転盤２６に、図４に示すような、軸直角断面が
略６角形をした巻芯７が４本取り付けられている。ま
た、それぞれの電極材料の、繰り出し軸から巻芯に至る
移送経路の途中には、テンション装置８、蛇行防止装置
９、移送ローラ（個数が多数になる為に符号記入せず）
などが設けられ、巻芯７の直前に図１に示すエッジ位置
修正装置２５が設けられている。正極板１は（正極板も
負極板もエッジ位置修正方法は全く同じで、従って以下
では、正極板の場合についてのみ説明し、負極板の場合
については割愛する）右上から左下に図示される巻芯７
に向かって移動するが、その経路の所定位置、１個の渦
巻状電極群を巻回するに必要な電極長さの終端部分近く
に、正極板１のエッジ位置を検出するためのエッジ位置
検出装置１０を設けてある。エッジ位置検出装置１０の
近くにはエッジ位置修正チャック１１が設けられてい
る。エッジ位置修正チャック１１は、正極板の両面を正
極板の走行方向と直角な方向から伸びるチャックの一対
のフィンガーでつかみ、ボールねじ１５とサーボモータ
１６によって正極板１の走行方向と直角方向に可動であ
る。エッジ位置修正チャック１１の近く巻芯７寄りに設
けた張力付与チャック１２は開閉操作部２２によって正
極板１を上下から狭持したり開放したり出来るととも
に、サーボモータ２０により駆動されるプーリ１７とプ
ーリ１８の間に掛けられたベルト１９によって正極板の
走行方向と平行に設けられたガイド２１に沿って摺動可
能で、サーボモータ２０の回転トルクとプーリ１７の径
などにより設定された、電極群の巻回に適した張力を加
えることができる。張力付与チャック１２と巻芯７の間
に設けた頭出しチャック１３も正極板１を上下から狭持
したり開放したりするとともに、ボールねじ２３とサー
ボモータ２４によって、正極板１と平行に可動である。
巻芯７に至る手前近傍に極板カッタ１４があり、制御信
号により正極板１を切断する。巻芯７の所定位置とその
前に巻き取りを行った巻芯の中間位置にセパレータカッ
タ（図示せず）があり制御信号にしたがってセパレータ
を切断する構造になっている。

【００２４】次に本実施例の作用について述べる。ロー
ル状に巻かれた正負の両極板２、４と第一のセパレータ
６ａ、第二のセパレータ６ｂのそれぞれは、別々に４本
の繰り出し軸（図示せず）に装着されている。それぞれ
の電極材料は、繰り出し軸から巻芯に至る移送途中で
は、蛇行防止装置９、テンション装置８、多数の移送ロ
ーラなどに案内され、巻芯７の回転による巻き取り力
で、繰り出し軸の回転につれて、巻芯７に向けて送り出
される。

【００２５】この移送途中において、ロール状に巻かれ
た極板は電極材料の厚みのバラツキ等が原因で、走行方
向に対して垂直方向の速度成分を持つようになり、電極
材料のエッジの位置が変化し電極群には巻きずれが発生
することがある。

【００２６】そこで、それぞれの繰り出し軸に近い位置
に設けたエッジ位置修正装置９によって、ロール状電極
材料２、４、６ａ、６ｂなどを装着した繰り出し軸と共
に、軸方向移動させて、電極材料のエッジ位置を修正す
る。

【００２７】その後も幾つもの電極材料移送ローラと接
触しローラを回転させながら走行しているうちに、エッ
ジ位置が変化する傾向がある。ここまでの状況は従来例
と同じである。従って、巻きずれを嫌う正極板１または
負極板３に対して、本発明による巻回方式では、それぞ
れエッジ位置修正装置２５を用いて巻回を行う。続いて
その詳細について説明する。

【００２８】巻芯７の回転によって電極群１個分の正極
板１をほぼ巻き取ると巻芯７の回転が止まる。張力付与
チャック１２も巻芯７に最も近い位置で止まる。正極板
１が一時的に走行を停止したタイミングに、頭出しチャ
ック１３が働き、次の電極群を構成する正極板１の先端
付近を保持する。そこで、張力付与チャック開閉操作部
２２を働かせて、張力付与チャック１２を開き、正極板
１を保持し位置ずれを防止する役目を、頭出しチャック
１３に引継ぎ交代する。正極板保持の役目を開放された
張力付与チャック１２は、ガイド２１に沿って張力付与
サーボモータ２０、プーリ１７，１８とベルト１９によ
って駆動され、エッジ位置修正チャック１１の近くに引
き返して待機する。

【００２９】頭出しチャック１３が正極板１を保持する
と同時ぐらいに、極板カッタ１４を作動させて、正極板
１の長さを所定の寸法に切断し、次の電極群の巻回を開
始するまで、頭出しチャック１３は、そのままの位置で
待機する。正極板１が極板カッタ１４で切断されると、
巻芯７に巻き付けられている正極板１の末端部は、全て
のチャックから開放され、巻芯７を少し回転することに
よって、端末部は、セパレータ５ａ、５ｂなどと共に巻
芯７に巻き取られ巻芯７の回転は停止する。この時の巻
芯７の回転は僅かであるため、位置ずれが問題となるこ
とはない。

【００３０】１個の電極群に必要な両電極板の巻回が終
わると巻芯７が載っている回転盤２６が４分の１回転
し、次の巻芯７が所定の位置に来る。その位置で巻芯７
が軸方向に押し出され、セパレータ保持スリットの間で
セパレータの保持を進めながら所定の位置に達すると、
セパレータカッタ（図示せず）が作動し、セパレータ５
ａ、５ｂが切断され、残部を巻き取り、先の巻芯７によ
る電極群の巻回が完了する。

【００３１】この工程と同時ぐらいに、エッジ位置修正
チャック１１のフィンガで正極板１の上下両面から正極
板１をしっかりとつかむ。同時にエッジ位置検出装置１
０により、正極板１のエッジ位置を検出し、その結果を
制御回路に送り、現状の正極板のエッジ位置と基準のエ
ッジ位置の変位を把握し、位置修正チャック１１をボー
ルねじ１５とサーボモータ１６を用いて、正極板の走行
方向と直角方向に移動させ、正極板１のエッジ位置を基
準位置と一致させる。

【００３２】正極板１のエッジ位置が、基準位置と一致
するように修正されると、位置ずれを起こさないように
修正状態を維持して、所定位置に待機していた張力付与
チャック１２が、１個の電極群に必要な電極長さの終端
部分をしっかりとつかむ。その後に、エッジ位置修正チ
ャック１１を開き、シーケンス制御の指令にもとづい
て、エッジ位置修正チャック１１を待機位置に復帰させ
る。

【００３３】以上の工程が完了すると、巻芯７が回転を
開始し、同時に待機していた頭出しチャック１３が、サ
ーボモータ２４とボールねじ２３の作用によって巻芯７
の方向に動き、正極板１の先端部がセパレータの間に差
し込まれる。巻回が始まると頭出しチャック１３は開放
され待機位置に戻る。正極板１が巻き取られるに連れ
て、張力付与チャック１２はガイド２１に沿って摺動
し、サーボモータ２０の回転トルクとプーリ１７の径な
どにより設定された、電極群の巻回に適した張力を加え
て正極板１を移送し、位置ずれを防止ししながら巻芯７
側に移動する。

【００３４】巻芯７の回転によって電極群１個分の正極
板１をほぼ巻き取ると巻芯７の回転が止まり、張力付与
チャック１２も巻芯７に最も近い位置で止まる。ついで
頭出しチャック１３と極板カッタ１４が作動して正極板
１が切断され、エッジ位置修正装置２５の作用が繰り返
される。

【００３５】上記の動作説明をより明確にするために、
タイミングチャートを図３として示している。

【００３６】また、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそ
れぞれ本発明の軸直角断面が略6角形形状の巻芯、その
巻芯を用いて巻回した電極群の断面図および押圧して偏
平化した電極群の断面図である。図４（ｃ）から分かる
ように、本発明の巻芯を用いれば、内周から外周まで均
一で略小判状の断面を持つ電極群を得る事が出来る。

【００３７】次に、図５にもとづいて本発明による電極
群を内蔵した電池について説明する。上端に開口部１０
３を有する有底角筒状の電池ケース１０２の内底面上に
は、正極リード１２１の先端部が溶接により接続され、
この正極リード１２１を正極側絶縁板１２２で電気絶縁
状態に仕切った電池ケース１０２の内部には電極群１２
３が挿入され、さらに、電極群１２３の上端部は負極側
絶縁板１２４で電気絶縁される。一方、上記とは別工程
において、電解液の注液孔１０７を側部に有する封口板
１０４には、その中央部の取付孔１２７に、絶縁ガスケ
ット１２８を介して電気絶縁した状態で負極端子１２９
が取り付けられる。この負極端子１２９の下面には、電
極群１２３から負極側絶縁板１２４の挿通孔１２４ａを
通じて導出された負極リード１３０が溶接により接続さ
れる。この封口板１０４は、電池ケース１０２の開口部
１０３の所定位置に嵌入して、その周囲を電池ケース１
０２の内周面に溶接することによって固着される。その
のち、電池ケース１０２内には、封口板１０４の注液孔
１０７から所定量の電解液（図示せず）が注入され、こ
の電解液とこれが含浸した電極群１２３とによって発電
要素が構成される。

【００３８】巻回が終わったときの本発明による電極群
は、図４の（ｂ）に示すように断面が６角形の筒状であ
り、偏平に整形する時に折れ位置が安定しているので、
電極のリード線取り出し位置を一定にすることが出来
る。また、本発明の巻芯のセパレータ保持スリット７ａ
の寸法は、６角形断面の二面幅に等しいので、偏平な巻
芯で巻回した時よりも巻き上がった電極群を巻芯から外
す工程も容易であり、偏平性への悪影響の程度が少な
く、図４（ｃ）に示すような略小判状の均一な偏平形状
の電極群が得られる。従って、電極群を偏平に整形する
工程の作業性並びに、電極群を電池ケースに入れる工程
の作業性がよくなる。さらに、電解液を注入した時の保
液性にも優れ、本発明による電極群を内蔵した電池は高
率放電性能が優れ、品質も安定している。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、特にリチ
ウム２次電池用の電極群を巻回する際に、正極板、負極
板をはじめとする各種の電極材料に発生する移送方向と
直角方向の位置ずれを、センサにより検出し、電極板を
チャックでつかみ、チャックと共に電極板を、電極板の
走行方向と直角方向に移動させて電極板の位置ずれを修
正する。

【００４０】さらに、正確に位置を修正された電極板の
一部を頭出しチャックでつかみ巻芯に供給して、その後
も常に、電極板の一部をエッジ位置修正チャックまたは
張力付与チャックでつかみ、適度な張力を電極板に加え
て位置ずれを防止しながら、巻芯の回転に連れて断面形
状６角形の巻芯の回りに電極板を巻き付けるので、極め
て巻きずれの少ない偏平性に優れた電極群を製造可能な
電極群巻回方式と電極群巻回装置を提供することが出来
る。また、本発明による内周から外周まで均一で偏平性
に優れた電極群を内蔵した電池は生産歩留まりがよく、
品質も安定している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の主要部であるエッジ位置修正装置の斜
視図

【図２】本発明の電極群巻回装置全体の概略の構成を示
す正面図

【図３】本発明の電極群巻回装置主要部の動作について
のタイミングチャート

【図４】本発明の巻芯および本発明により得られた渦巻
状電極群を示す図 （ａ）巻芯を示す図 （ｂ）巻回した渦巻状電極群の断面図 （ｃ）押圧して偏平化した渦巻状電極群の断面図

【図５】本発明による渦巻状電極群を内蔵した電池の断
面図

【図６】従来のエッジ位置修正装置の１例についての主
要部を示す図

【図７】従来のエッジ位置修正装置での他の１例につい
ての主要部を示す図

【図８】従来の巻芯および従来の渦巻状電極群を示す図 （ａ）巻芯を示す図 （ｂ）巻回した渦巻状電極群の断面図 （ｃ）押圧して偏平化した渦巻状電極群の断面図

【図９】他の１例の従来の巻芯および渦巻状電極群を示
す図 （ａ）巻芯を示す図 （ｂ）巻回した渦巻状電極群の断面図 （ｃ）押圧して偏平化した渦巻状電極群の断面図

【符号の説明】

１ 正極板 ２ ロール状正極板（原材料） ３ 負極板 ４ ロール状負極板（原材料） ５ａ 第１セパレータ ５ｂ 第２セパレータ ６ａ ロール状第１セパレータ（原材料） ６ｂ ロール状第２セパレータ（原材料） ７ 巻芯 ７ａ セパレータ保持スリット ８ テンション装置 ９ 蛇行防止（エッジ位置修正）装置 １０ エッジ位置検出装置 １１ エッジ位置修正チャック １２ 張力付与チャック １３ 頭出しチャック １４ 極板カッタ １５ エッジ位置修正ボールねじ １６ エッジ位置修正サーボモータ １７ ベルト用プーリ １８ ベルト用プーリ １９ 張力付与チャック搬送用ベルト ２０ 張力付与サーボモータ ２１ 張力付与チャックガイド ２２ 張力付与チャック開閉操作部 ２３ 頭出しチャック用ボールねじ ２４ 頭出しチャックサーボモータ ２５ 本発明の主要部であるエッジ位置修正装置 ２６ 回転盤 １０２ 電池ケース １０３ 開口部 １０４ 封口板 １０７ 注液孔 １２１ 正極リード １２２ 正極側絶縁板 １２３ 電極群 １２４ 負極側絶縁板 １２４ａ 挿通孔 １２７ 取付孔 １２８ 絶縁ガスケット １２９ 負極端子 １３０ 負極リード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中ノ瀬 武治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大澤 善樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続した長い帯状の正極板、負極板、セ
   パレータの電極材料を、巻芯によって、渦巻き状の電極
   群に巻回する電池用の電極群巻回方法であって、所定の
   位置に設けたエッジ位置検出装置によって電極板の幅方
   向エッジ位置を検出し、前記エッジ位置検出装置の検出
   結果に基づいて前記エッジ位置を修正後、前記巻芯の軸
   に対して直角方向に設けられたガイドに沿って摺動可能
   に設けた張力付与チャックにより前記電極板をつかみ、
   前記巻芯と前記張力付与チャックとの間において、前記
   電極板の走行方向に移動可能に設けた頭出しチャックに
   よって前記電極板をつかみ、前記張力付与チャックによ
   って前記電極板に張力を掛けながら前記電極板のエッジ
   位置を所定の位置に保った状態で、前記頭出しチャック
   によって前記電極板の先端部を前記巻芯の軸に対して直
   角な方向に移動させて、回転している前記巻芯に巻付
   け、前記張力付与チャックが前記巻芯に最も近づいた時
   点で、前記頭出しチャックで保持しながら、前記電極板
   を切断することを特徴とする電池用渦巻状電極群巻回方
   法。
2. 【請求項２】 エッジ位置修正チャックを正負の両電極
   板それぞれに対して設け、電極板の両面を電極板の走行
   方向と直角な方向から伸びるチャックの一対のフィンガ
   でつかみ、サーボモータとボールねじにより構成される
   チャック駆動手段により、電極板の走行方向と直角な方
   向に極板のエッジの位置を移動させ修正することを特徴
   とする請求項1に記載の電池用渦巻状電極群巻回方法。
3. 【請求項３】 極板カッタが巻芯の軸に対して直角な方
   向に移動し、正負の電極板が巻芯に向かって移動中に、
   電極板を切断することを特徴とする請求項１に記載の電
   池用渦巻状電極群巻回方法。
4. 【請求項４】 前記巻芯の軸直角断面の形状が６角形状
   であることを特徴とする請求項１に記載の電池用渦巻状
   電極群巻回方法。
5. 【請求項５】 連続した長い帯状の正極板、負極板、セ
   パレータの電極材料を、回転自在の巻芯によって、渦巻
   き状の電極群に巻回する電池用の電極群巻回装置であっ
   て、巻回装置として定めた所定の位置に電極板の幅方向
   エッジ位置を検出するエッジ位置検出装置を設け、前記
   エッジ位置検出装置の検出結果に基づいて前記エッジ位
   置を修正するエッジ位置修正チャックを設け、前記エッ
   ジ位置修正チャックの近く前記巻芯よりに、電極板を狭
   持したり開放したり出来る張力付与チャックを前記巻芯
   の軸に対して直角方向に設けられたガイドに沿って摺動
   可能に設け、前記張力付与チャックと前記巻芯の間に、
   前記電極板を狭持したり開放したりする頭出しチャック
   を、前記電極板の走行方向に移動可能に設け、前記頭出
   しチャックと前記巻芯の間に、前記電極板を切断する極
   板カッタを設けたことを特徴とする電池用渦巻状電極群
   巻回装置。
6. 【請求項６】 エッジ位置修正チャックを正負の両電極
   板それぞれに対して設け、電極板の両面を電極板の走行
   方向と直角な方向から伸びるチャックの一対のフィンガ
   でつかみ、サーボモータとボールねじにより構成される
   チャック駆動手段により、電極板の走行方向と直角な方
   向に極板のエッジの位置を移動させ修正することを特徴
   とする請求項５に記載の電池用渦巻状電極群巻回装置。
7. 【請求項７】 前記巻芯の軸直角断面の形状が６角形状
   であることを特徴とする請求項５に記載の電池用渦巻状
   電極群巻回装置。
8. 【請求項８】 請求項４の方法により巻回された渦巻状
   電極群を押圧して偏平化し、電池ケースに収納し封口し
   た電池。