JP2004171825A - 透明絶縁体膜の検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透明な絶縁体膜が導電体に対して配置された場合において、この透明体膜の検出を簡便な構成および取り扱いによって行うことができるようにする。
【解決手段】導電体２１上の透明絶縁体膜２２を検出する装置であって、導電体２１を所定方向に移行させる手段３４と、この導電体２１の移行方向に所要の間隔を保持して導電体２１に接触する対の導電性接触子３１および３２を有する。導電性接触子３１および３２が、共に導電体２１に接触している状態の時、この導電体２１を通じて対の導電性接触子３１および３２間が電気的に導通とされた第１の状態となり、導電体２１の移行に伴って透明絶縁体膜２２が、導電性接触子２１と導電体２２との間に入り込むとき、高抵抗化される第２の状態となる。この様にして対の導電性接触子２１および２２間の導通の遮断ないしは高抵抗化、および導通によって透明絶縁体膜２２の有無を検出する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明絶縁体膜の検出装置、例えば巻回電極体を有する非水電解質電池の製造に適用して好適な透明絶縁体膜の検出装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
非水電解質電池、例えばリチウムイオン電池においては、図５に、その模式的断面図を示すように、長尺状の負極集電体２の両面に負極活物質１が塗布されて成る負極３と、長尺状の正極集電体５に正極活物質４が塗布されて成る正極６とが、微多孔性ポリプロピレンフィルムより成るセパレータ７を介して重ね合わせられて巻回され、巻回電極体８が構成される。
この巻回電極体８における負極集電体２と正極集電体５とには、その幅方向に沿って、すなわち図５の紙面と交叉する方向に沿ってリボン状金属箔よりなる負極リード９と正極リード１０の各一端部が溶接され、各遊端が各長尺状の負極集電体２および正極集電体５の側縁から導出される。
【０００３】
この巻回電極体８は、隣接する負極３および正極６と、各セパレータ７との間に間隙が生じることによってゲル電解質同士が離れて正極から負極へのリチウムイオンの受け渡しが良好に行われなくなることを回避するために、図６に斜視図を示すように、扁平形状の巻回電極体を構成するに当たり、大きな圧力によって圧潰する。
このようにして作製された巻回電極体８は、図７に示すように、ラミネートフィルムよりなる外装体１１によって包み込み、リード９および１０を外部に導出した状態で周囲を融着封止して目的とする非水電解質電池を構成する。
【０００４】
ところで、負極集電体２および正極集電体５の作製は、例えばＣｕ箔およびＡｌ箔からの切り出しによって形成されるものであるが、その切り出し縁には、微小な“ばり”が発生し勝ちである。
このような“ばり”が存在すると、上述した巻回電極体の圧潰によって負極および正極間を短絡させるとか、また、外装体１１の被覆に際して、これを破壊するなどの、信頼性の低下、歩留りの低下を来す。
そこで、この種の電池においては、この短絡の発生が予測される領域（本明細書においては、短絡想定位置と呼称する）に、上述した“ばり”を包み込むように短冊状絶縁テープ２２の貼着がなされる（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
この電池の製造過程で、上述した短絡想定位置に、何らかの原因で、絶縁テープの貼着がなされなかった場合、製造された電池に不良品が発生して歩留り低下を来す。そこで、製造過程において、例えば絶縁テープの貼着工程の直後に、絶縁テープの有無を判知することができれば、この絶縁テープの未貼着位置に、絶縁テープの補足貼着を行って歩留りの向上を図るとか、これ以降の作業を回避して無駄な作業を排除するなどの処置をとることができる。
ところが、透明な絶縁膜の有無を検出できる装置は、一般に複雑な構成を有し、高価であることから、コスト高を来すなど工業的利用に問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特許文献特開２００２−４２８１１号公報（段落〔００８３〕〜〔００８８〕図６〜図８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、透明な絶縁体膜を、特に例えば上述した電池の製造におけるように、金属箔、すなわち導電体に対して配置する場合において、この透明体膜の検出を行うことができ、その構成が簡潔で、取り扱いが簡便で、廉価に構成することができ、さらに、電池の製造工程等において、各工程の動作、順序等の制御を行う制御部と直結することができ、製造作業の自動化を簡便に行うことができるようにした透明絶縁体膜の検出装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、導電体上の透明絶縁体膜を検出する透明絶縁体膜の検出装置であって、導電体を移行させる移行手段と、この導電体の移行途上に、この導電体の移行方向に所要の間隔を保持して導電体に接触する少なくとも対の導電性接触子とを有する。対の導電性接触子の少なくとも一方は、導電体の透明絶縁体膜の配置面側に接触して配置される。
そして、対の導電性接触子が、共に導電体に直接接触している状態で、この導電体を通じて対の導電性接触子間が電気的に導通とされた第１の状態と、導電体の移行に伴って透明絶縁体膜が、この透明絶縁体膜の配置面側に配置された導電性接触子と導電体との間に入り込むとき、対の導電性接触子間の導通が遮断ないしは高抵抗化される第２の状態とを形成する。
このようにして対の導電性接触子間の導通の遮断ないしは高抵抗化および導通によって、すなわち第２の状態および第１の状態によって透明絶縁体膜の有無を検出する。
【０００９】
この導電体は、例えば長尺状導電体例えば長尺状導電箔であり、導電性接触子は、長尺状導電体の幅方向に沿って、例えばその全幅に渡って摺接ないしは転動する例えば導電性円柱体もしくは導電性円筒体とすることができる。
【００１０】
また、導電体は、例えば電池の巻回電極体の長尺状負極集電体および長尺状正極集電体であり、透明絶縁体膜が、負極集電体および正極集電体の短絡想定位置に貼着される絶縁フィルム例えば絶縁テープである。
そして、導電性接触子が、導電体に対してなされる作業、順序等を制御する制御部、例えばＣＰＵ等を有する制御部、シーケンサ構成を有する制御部等の制御部に直結させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１および図２を参照して本発明による透明絶縁体膜の検出装置３０の基本的構成を説明する。
本発明においては、図１および図２に示すように、例えば長尺状の金属箔による導電体２１上に形成された例えば透明絶縁体、例えばポリオレフィン樹脂、例えばポリプロピレンシート、テープ等より成る透明絶縁体膜２２の有無を検出する。
本発明装置においては、導電体２１は、その長尺方向の矢印ａで示す方向に、例えばその繰出しローラ３１から巻取りローラ３２へと定速移動させる移行手段３４が設けられる。
この移行手段３４は、例えば駆動ローラとこれに導電体２１を挟んで転動するピンチローラとによって構成するいわゆるドライブローラによって構成することができる。
【００１２】
そして、この導電体２１の移行途上に、この導電体２１の移行方向に所要の間隔を保持して導電体２１に接触する少なくとも対の第１および第２導電性接触子３１および３２が設けられる。
これら対の導電性接触子３１および３２の少なくとも一方例えば図において第１の導電性接触子３１は、導電体２１の透明絶縁体膜２２が、配置例えば貼着される配置面側に接触するように配置される。
このようにして、図１に示すように、第１および第２導電性接触子３１および３２が、共に導電体２１に接触している状態では、この導電体２１を通じて対の導電性接触子３１および３２間が電気的導通状態とされる。そして、図２に示すように、導電体の２１の移行に伴って透明絶縁体膜２２が、第１の導電性接触子３１と導電体２１との間に入り込む状態では、両導電性接触子３１および３２間の導通が、透明絶縁体膜２２の介在によって遮断状態ないしは高抵抗化状態とされる。
このようにして対の導電性接触子間の導通状態の変化によって透明絶縁体膜２２が、この透明絶縁体膜２２に先に差し掛かった導電性接触子３１の位置に存在することを検知することができるようになされる。
【００１３】
そして、これら導電性接触子３１および３２は、例えば導電体２１に対してなされる作業順および作業を制御する例えばシーケンサ構成による制御部に直結させる。
このようにして、導電性接触子３１および３２に対して透明絶縁体膜の検出のための電源供給およびこれよりの検出信号を制御部に入力することができるようにし、これによって、後述するように、透明絶縁体膜が貼着されていない場合には、その貼着作業の指令等を行う。
【００１４】
次に、本発明装置を用いて非水電解質電池の巻回電極体の製造に適用する場合の実施形態を説明する。しかしながら、本発明はこのような電池の電極体の製造に適用する場合に限定されるものではなく、導電体上に透明絶縁体膜が形成される場合の透明絶縁体膜の検出に適用できることはいうまでもない。
【００１５】
この実施形態で対象とする巻回電極体は、例えば前述した図５の概略断面図で示すような巻回電極体８である。
すなわち、この場合、巻回電極体８は、長尺状の例えばＣｕ箔より成る負極集電体２の両面に負極活物質１が塗布された負極３と、長尺状の例えばＡｌ箔より成る正極集電体５に正極活物質４が塗布されてた正極６とが、例えば微多孔性ポリプロピレンフィルムより成るセパレータ７を介して重ね合わせられて巻回された構成とされる。
この巻回電極体８における負極集電体２と正極集電体５とには、その幅方向に沿ってそれぞれリボン状の例えばＣｕ箔より成る負極リード９とリボン状の例えばＡｌ箔より成る正極リード１０の各一端部が溶接され、各遊端が各長尺状の負極集電体２および正極集電体５の側縁から導出される。
【００１６】
そして、この巻回電極体８には、前述したように、“ばり”等による短絡の発生が予測される短絡想定位置に、その短絡防止を行う絶縁テープすなわち透明絶縁体膜２２の貼着がなされる。
この構成による巻回電極体８は、前述したように、図６に示すように、圧潰されて扁平化され、図７に示すように、ラミネートフィルムによる外装体１１によって密着被覆されて電池が構成される。
【００１７】
図３は、ＣＰＵ等を有する制御部、シーケンサ構成を有する制御部等による電極形成のフローを示したものである。
図３においては、負極電極の製造フローの概略を示しものであり、正極電極についても、用いる材料等が相違するものの、基本的には、同様の工程をとることができるものである。
【００１８】
（１）電極形成の開始、すなわち長尺負極集電体２の移行開始。
（２）負極活物質合剤の塗布開始位置の検出。
（３）負極用活物質合剤の塗布開始位置を基準として負極シートを基準送り量だけ走行させる。
（４）負極活物質合剤が負極走行幅方向に対して位置の位置ずれ検出。
（５）短冊状絶縁テープ（透明絶縁体膜）搬送基準距離の補正。
（６）負極集電体２に対する短冊状絶縁テープの貼着。
（７）負極合剤活物質の塗布開始位置を基準とした他の短絡想定位置存在するかの検出。
（８）貼着処理が終了した否かの判知。
（９）負極用活物質合剤の塗布開始位置を基準として負極シートを基準送り量だけ走行させる作業。
（１０）本発明装置による透明絶縁体膜の導通・非導通（抵抗値変化）の測定。
（１１）抵抗値に変化があるかの判知。
（１２）基準位置から所定値ごとに高抵抗値が得られるかにより、電極の良品、不良品の記録を行う。
（１３）巻取りを完了。次工程へのデータ送信。
（１４）終了
【００１９】
図４は、上述した図３のフローによる電極形成の一部の製造過程を示す製造装置の模式的構成図を示すもので、制御部５０によって、例えば図３のフローに基く作業の制御、手順の制御がなされる。
図４においては、繰出しローラ３１から巻取りローラ３２に、長尺状の例えば負極集電体を構成する導電体２１が、制御部５０によって制御されるドライブローラ３４によって所要の速度をもって移行するようになされている。
【００２０】
図４においては、導電体２１すなわち負極集電体に、すでに負極活物質が塗布されている状態であり、この導電体２１の移行途上に、導電体２１の、活物質が塗布されていない部分に、制御部５０によってその動作制御がなされる前述した負極リード９を溶接するリード溶接部４４が配置される。そして、その次段には、このリードの取付がなされているかの検査を行う検査部４５が配置されこの検査結果が制御部５０に送られる。
この検査部４５の後段に、同様に制御部によってその作業の制御がなされる前述した絶縁テープすなわち透明絶縁体膜の貼着装置４６が配置される。この貼着装置は、前掲の特許文献１に記載されているテープ貼着装置を適用することができる。
【００２１】
この貼着装置４６の後段に、制御部５０に連結された第１および第２の導電性接触子３１および３２による図１および図２で説明した本発明による透明絶縁体膜の検出装置３０が配置される。すなわち、導電体に接触して、第１および第２の導電性接触子３１および３２が配置される。
そして、更に、この検出装置３０において、透明絶縁体膜２２すなわち絶縁テープが貼着されていないことが検知さた場合には、この検知信号が制御部５０に導入され、例えば更に次段に設けた貼着装置４６によって、透明絶縁体膜２２の貼着を行う。この後段側の貼着装置４６の更に後段には図示しないが、本発明装置を配置することもできる。
【００２２】
上述したように、本発明装置を、例えば電池電極の製造に用いることによって透明絶縁体膜、すなわち電極間の短絡、漏洩等を阻止する絶縁テープの貼着の検出を行うようにすることができるので、この絶縁テープの貼着がなされているかの判断、すなわちこの絶縁テープの有無を判知することができることから、この絶縁テープが貼着されていない場合には、その未貼着位置に、絶縁テープの補足貼着を行って歩留りの向上を図るとか、これ以降の作業を回避して無駄な作業を排除するなどの処置をとることができる。
【００２３】
上述の説明においては、負極電極の製造の例について説明したが、言うまでもなく正極電極の製造において、本発明装置を適用することできる。
また、電池の製造に限定されるものではなく、導電体上に透明絶縁体膜が存在するかどうかの検知において本発明装置を適用できるものである。
更に、本発明装置は、実際の適用例に応じて、導電性接触子の形状、構造、数等において種々の選定、変更を行うことができることも言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
上述したように、本発明は、単に導電性接触子を配置するという極めて簡潔な構成によって導電体上に透明絶縁体膜の有無の検出を行うことができるものであり、また、その導電性接触子を、各動作、制御を行う制御部に直結できることから、例えば電池の電極製造に適用して製造装置の自動化の簡略化、小型化、取り扱いの簡便化を図るとができ、これによりコストの低廉化を図ることができるなど、工業的に大きな利益をもたらすものである。
その取り扱い、構成が更に簡便となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による透明絶縁体膜の検出装置の一例の一動作状態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明による透明絶縁体膜の検出装置の一例の他の一動作状態を示す概略斜視図である。
【図３】本発明装置を電池電極の作製に適用した概略構成図である。
【図４】本発明装置を電池電極の作製に適用した場合の一例のフロー図である。
【図５】本発明装置を適用する電池の巻回電極体の一例の概略断面図である。
【図６】本発明装置を適用する電池の巻回電極体の一例の斜視図である。
【図７】本発明装置を適用する電池の一例の斜視図である。
【符号の説明】
１・・・負極活物質、２・・・負極集電体、３・・・負極、４・・・正極活物質、５・・・正極集電体、６・・・正極、７・・・セパレータ、８・・・巻回電極体、９・・・負極リード、１０・・・正極リード、１１・・・外装体、２１・・・導電体、２２・・・透明絶縁体膜、３０・・・透明絶縁体膜の検出装置、３１・・・第１の導電性接触子、３２・・・第２の導電性接触子、３４・・・移行手段（ドライブローラ）、４１・・・繰出しローラ、４２・・・巻取りローラ、４３・・・エッジセンサ、４４・・・リード溶接部、４５・・・検査部、４６・・・透明絶縁体膜の貼着装置

Claims (5)

1. 導電体上の透明絶縁体膜を検出する透明絶縁体膜の検出装置であって、
   上記導電体を移行させる移行手段と、
   該導電体の移行途上に、該導電体の移行方向に所要の間隔を保持して上記導電体に接触する少なくとも対の導電性接触子とを有して成り、
   該対の導電性接触子の少なくとも一方は、上記導電体の上記透明絶縁体膜の配置面側に接触するように配置され、
   上記対の導電性接触子が、共に上記導電体に直接接触している状態で、上記導電体を通じて上記対の導電性接触子間が電気的に導通される第１の状態と、
   上記導電体の移行に伴って透明絶縁体膜が、該透明絶縁体膜の配置面側に配置された導電性接触子と上記導電体との間に入り込むとき、対の導電性接触子間の導通が遮断ないしは高抵抗化されるよう第２の状態がとられ、
   第１および第２の状態によって、上記透明絶縁体膜が存在しない状態と存在する状態とを検知するようにしたことを特徴とする透明絶縁体膜の検出装置。
2. 上記導電体が、長尺状導電体であることを特徴とする請求項１に記載の透明絶縁体膜の検出装置。
3. 上記導電性接触子が、導電性円柱体もしくは導電性円筒体であることを特徴とする請求項１に記載の透明絶縁体膜の検出装置。
4. 上記導電体が、電池の巻回電極体の長尺状負極集電体および長尺状正極集電体であり、上記透明絶縁体膜が、上記負極集電体および正極集電体の短絡想定位置に貼着される絶縁フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の透明絶縁体膜の検出装置。
5. 上記導電性接触子が、上記導電体に対してなされる各作業を制御する制御部に直結させたことを特徴とする請求項１に記載の透明絶縁体膜の検出装置。

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