JP2013161740A - Winding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば二次電池等に内蔵される捲回素子を得るための捲回装置に関するものである。 The present invention relates to a winding device for obtaining a winding element incorporated in, for example, a secondary battery.
例えば、リチウムイオン電池等の二次電池として用いられる電池素子は、正極活物質が塗布された正電極シートと、負極活物質が塗布された負電極シートとが、絶縁材からなる2枚のセパレータを介して重ね合わされた状態で捲回されて製造される。 For example, a battery element used as a secondary battery such as a lithium ion battery has two separators in which a positive electrode sheet coated with a positive electrode active material and a negative electrode sheet coated with a negative electrode active material are made of an insulating material. It is wound and manufactured in a state where it is overlapped via.
当該電池素子を製造する捲回装置においては、ロール状に捲回された原反から供給される上記各電極シート及び各セパレータがそれぞれ別個の搬送路に沿って捲回部へと搬送され、当該捲回部にて各電極シート及び各セパレータが重ね合わされた状態で捲回される。 In the winding device for manufacturing the battery element, the electrode sheets and the separators supplied from the roll wound in a roll are each conveyed along a separate conveyance path to a winding unit, Each electrode sheet and each separator are wound in a state of being overlapped at the winding portion.
捲回部の構成としては、例えば回転可能に設けられたターレットと、当該ターレットの回転方向に沿って所定間隔をあけて配置されると共に自身も回転可能に設けられた複数の巻芯とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。 As a configuration of the winding unit, for example, a turret provided rotatably, and a plurality of cores provided so as to be rotatable while being arranged at predetermined intervals along the rotation direction of the turret. Are known (see, for example, Patent Document 1).
かかる構成においては、まず第1ポジション(捲回ポジション)にある第1巻芯に対し2枚のセパレータをある程度巻き付けた後、両セパレータ間にそれぞれ正負両電極シートを挿入し、正負両電極シートの捲回を開始する。 In such a configuration, first, two separators are wound around the first winding core in the first position (winding position) to some extent, and then both positive and negative electrode sheets are inserted between the separators. Start winding.
そして、各電極シートが所定長捲回されたところで一旦捲回を停止し、所定の把持手段により各電極シートを把持した上で、各電極シートを切断する。 Then, once each electrode sheet is wound for a predetermined length, the winding is temporarily stopped, and each electrode sheet is cut after being gripped by a predetermined gripping means.
その後、セパレータを切断することなく、ターレットを回転させることで、セパレータが繋がったままの状態の第1巻芯を第2ポジション(取外しポジション)へと移動させると共に、何も捲回されていない第2巻芯を新たに第1ポジションへ移動させる。 After that, by rotating the turret without cutting the separator, the first core with the separator connected is moved to the second position (removal position) and nothing is wound. Move the 2-core to the first position.
ここで、セパレータは、第2ポジションへ移動した第1巻芯と、第1ポジションへ移動した第2巻芯との間に架け渡された状態となる。そして、例えば当該セパレータを第2巻芯に幾分巻付ける等して固定すると共に、両巻芯間においてセパレータを切断する。その後、セパレータの終端部分(巻き残し部分)を第1巻芯に巻取ることで、当該第1巻芯についての一連の電池素子の捲回作業が完了する。 Here, the separator is in a state of being spanned between the first core that has moved to the second position and the second core that has moved to the first position. Then, for example, the separator is fixed by winding it around the second core, and the separator is cut between both cores. Then, the winding | wrapping operation | work of a series of battery elements about the said 1st core is completed by winding the terminal part (unwinding part) of a separator around a 1st core.
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来技術では、セパレータの切断後、セパレータの終端部分を第1巻芯に巻取るにあたり、当該セパレータの終端部分が何らの保持もされておらず、自由な状態となっている。このため、セパレータ自体のクセや静電気等の影響により、セパレータが巻きズレ(幅方向への位置ズレ)を起こすおそれがあり、製品の品質低下が懸念される。
However, in the related art described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セパレータの巻きズレを抑制し、得られる捲回素子の品質低下を抑制することのできる捲回装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the winding apparatus which can suppress the winding shift | offset | difference of a separator and can suppress the quality fall of the winding element obtained. .
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problem will be described separately. In addition, the effect specific to the means to respond | corresponds as needed is added.
手段1.活物質の塗布された帯状の正負両電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータとを重ね合わせて捲回する捲回装置であって、
自身の中心軸を回転軸として回転可能に設けられたターレットと、
前記ターレットの回転方向に所定間隔をあけて配置されると共に、それぞれ自身の中心軸を回転軸として回転し前記電極シート及びセパレータを捲回可能な複数の巻芯と、
前記複数の巻芯のうち第1ポジションにある第1巻芯に対し、所定の供給機構から連続供給される前記電極シート及びセパレータを所定長捲回した後、前記ターレットを回転させ、当該第1巻芯を第2ポジションへと移動させると共に、当該第1巻芯とは異なる第2巻芯を前記第1ポジションへ移動させるターレット制御手段と、
少なくとも前記第1巻芯が前記第2ポジションへ移動する前段階に、当該第1巻芯に捲回された前記電極シートの終端部を切断するシート切断手段と、
前記第1ポジションへ移動した前記第2巻芯に対し前記セパレータを固定する固定手段と、
前記第2ポジションに位置する第1巻芯と、前記第1ポジションに位置する第2巻芯との間に繋がった前記セパレータを把持可能な一対の把持手段と、
前記把持手段により把持された位置と、前記第2巻芯に固定された位置との間で、前記セパレータを切断可能なセパレータ切断手段と、
前記セパレータの切断後、前記第2ポジションに位置する第1巻芯により前記セパレータの巻き残し部分を巻取るにあたり、当該巻き残し部分を把持した前記把持手段を前記第1巻芯の方に向かって移動可能とするガイド手段と、
前記把持手段が前記第1巻芯の方に向かって移動するにあたり、前記セパレータの巻き残し部分に対しその巻取方向と反対方向へ所定の張力を付与する張力付与手段とを備えたことを特徴とする捲回装置。
A turret provided so as to be rotatable about its central axis as a rotation axis;
A plurality of winding cores that are arranged at predetermined intervals in the rotation direction of the turret, and each of which can be wound around the electrode sheet and the separator by rotating around its own central axis,
After winding the electrode sheet and the separator continuously supplied from a predetermined supply mechanism for a predetermined length with respect to the first core in the first position among the plurality of cores, the turret is rotated, and the first winding Turret control means for moving the core to the second position and moving the second core different from the first core to the first position;
Sheet cutting means for cutting the terminal portion of the electrode sheet wound around the first core at least before the first core moves to the second position;
Fixing means for fixing the separator to the second core moved to the first position;
A pair of gripping means capable of gripping the separator connected between the first core located in the second position and the second core located in the first position;
Separator cutting means capable of cutting the separator between a position held by the holding means and a position fixed to the second core;
After winding the separator, when the unwinding portion of the separator is wound up by the first core located at the second position, the gripping means that grips the unwinding portion is directed toward the first core. Guide means for enabling movement;
Tension applying means for applying a predetermined tension to the unwinding portion of the separator in a direction opposite to the winding direction when the gripping means moves toward the first winding core. Winding device.
上記手段1によれば、まず第1ポジションにある第1巻芯に対し電極シート及びセパレータを捲回し、電極シート及びセパレータが所定長捲回されたところで、電極シートを切断する。その後、セパレータを切断することなく、ターレットを回転させることで、セパレータが繋がった状態のまま、第1巻芯が第2ポジションへと移動すると共に、何も捲回されていない第2巻芯が新たに第1ポジションへと移動する。ここで、セパレータは、第2ポジションへ移動した第1巻芯と、第1ポジションへ移動した第2巻芯との間に架け渡された状態となる。そして、当該セパレータを第2巻芯に溶着等して固定すると共に、第1巻芯と第2巻芯との間で把持手段によりセパレータを把持した上で切断する。セパレータの切断後、第2ポジションに位置する第1巻芯によりセパレータの巻き残し部分の巻取りを開始する。この際、セパレータの巻き残し部分は、把持手段により把持された状態のまま、巻取り方向とは反対方向への張力を付与されながら、ガイド手段に沿って第1巻芯に巻取られていくこととなる。
According to the
結果として、セパレータの巻きズレを抑制し、得られる捲回素子の品質低下を抑制することができる。 As a result, it is possible to suppress the winding deviation of the separator and to suppress the deterioration of the quality of the obtained winding element.
さらに、本手段によれば、複数の巻芯を移動させ順次捲回を行う構成となっている。つまり、第1巻芯に対しセパレータの巻き残し部分を巻取ると同時に、第2巻芯に対し新たな捲回を行うことができる。結果として、1つの巻芯のみを備えた捲回装置に比べ、生産性の向上を図ることができる。 Furthermore, according to this means, it is the structure which moves a some core and performs winding sequentially. That is, a new winding can be performed on the second core at the same time that the unwinding portion of the separator is wound around the first core. As a result, productivity can be improved as compared with a winding device having only one winding core.
手段2.前記第1巻芯及び第2巻芯の2つの巻芯が、前記ターレットの回転方向に180°間隔で設けられた構成であることを特徴とする手段1に記載の捲回装置。
Mean 2. 2. The winding device according to
近年では、リチウムイオン電池素子など、捲回素子が大型化する傾向にあるため、1つの巻芯に、より大きな捲回素子を捲回できるよう、生産効率の良い複数の巻芯を備えた装置の中でも、巻芯数が比較的少ない装置が求められている。しかし、巻芯数が減り、第1ポジションと第2ポジションとの間が長くなればなるほど、セパレータの巻き残し部分の長さも長くなり、上記不具合がより顕著となるおそれがある。つまり、巻芯を複数備えた装置の中でも、巻芯が2つの場合に最も上記不具合が現れやすい。従って、手段2の構成の下で、上記手段1の作用効果がより奏効することとなる。
In recent years, since winding elements such as lithium ion battery elements tend to be larger, a device having a plurality of cores with high production efficiency so that a larger winding element can be wound on one winding core. Among these, an apparatus having a relatively small number of cores is required. However, as the number of winding cores decreases and the distance between the first position and the second position becomes longer, the length of the unwinding portion of the separator becomes longer, and the above-described problem may become more remarkable. That is, among the apparatuses having a plurality of cores, the above problem is most likely to appear when there are two cores. Therefore, the effect of the
手段3.前記一対の把持手段は、前記ターレットに配置されたターレット側把持手段と、当該ターレット側把持手段に対し進退可能に設けられた可動把持手段とからなり、
前記複数の巻芯に対応して、前記ターレットに前記ターレット側把持手段を複数設けたことを特徴とする手段1又は2に記載の捲回装置。
Means 3. The pair of gripping means includes a turret side gripping means disposed on the turret, and a movable gripping means provided so as to be movable forward and backward with respect to the turret side gripping means.
The winding device according to
上記手段3によれば、ターレットにおいて、各巻芯に対応したターレット側把持手段が設けられることにより、各巻芯が各ポジションへ移動するごとに、セパレータに合せて各ターレット側把持手段の位置を調節したり、セパレータの位置をセンサにより検知等する必要もない。結果として、部品点数の増加や構成の複雑化を抑制することができる。
According to the
以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の捲回装置によって得られる捲回素子としてのリチウムイオン電池素子の構成について説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. First, the structure of the lithium ion battery element as a winding element obtained by the winding apparatus of this embodiment is demonstrated.
図9に示すように、リチウムイオン電池素子1(以下、単に「電池素子1」という)は、2枚のセパレータ2,3を介して、正電極シート4及び負電極シート5が重ね合わされた状態で捲回されることで製造される。尚、図9においては、説明の便宜上、セパレータ2,3及び電極シート4,5(以下、これらを総称する場合は「各種シート2〜5」という)の相互の間隔をあけて示している。
As shown in FIG. 9, the lithium ion battery element 1 (hereinafter simply referred to as “
セパレータ2,3は、それぞれ同一の幅を有する帯状をなしており、異なる電極シート4,5同士が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止すべく、ポリプロピレン(PP)等の絶縁体により構成されている。
The
電極シート4,5は、薄板状の金属シートよりなり、セパレータ2,3と略同一の幅を有している。また、電極シート4,5の表裏両面には活物質が塗布されている。正電極シート4には例えばアルミニウム箔シートが用いられ、その表裏両面に正極活物質が塗布されている。負電極シート5には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に負極活物質が塗布されている。そして、当該活物質を介して、正電極シート4及び負電極シート5間におけるイオン交換ができるようになっている。より詳しくは、充電時には、正電極シート4側から負電極シート5側へとイオンが移動し、放電時には、負電極シート5側から正電極シート4側へとイオンが移動する。
The
また、正電極シート4の幅方向一端縁からは図示しない複数の正極リードが延出するとともに、負電極シート5の幅方向他端縁からは図示しない複数の負極リードが延出している。
A plurality of positive leads (not shown) extend from one edge of the
リチウムイオン電池を得るに際しては、捲回された電池素子1が金属製で筒状をなす電池容器(図示せず)内に配設されるとともに、前記正極リード及び負極リードがそれぞれまとめられる。そして、まとめられた正極リードを正極端子部品(図示せず)に接続するとともに、同じくまとめられた負極リードを負極端子部品(図示せず)に接続し、両端子部品が前記電気容器の両端開口に塞ぐように設けられることで、リチウムイオン電池を得ることができる。
In obtaining a lithium ion battery, the
次に、電池素子1を製造するための捲回装置10について説明する。
Next, the winding
図1に示すように、捲回装置10は、各種シート2〜5を捲回するための捲回部11と、正電極シート4を捲回部11へ供給するための正電極シート供給機構31と、負電極シート5を捲回部11へ供給するための負電極シート供給機構41と、セパレータ2,3をそれぞれ捲回部11へ供給するためのセパレータ供給機構51,61とを備えている。尚、上記捲回部11や各供給機構31,41,51,61など、捲回装置10内の各種機構は、図示しない制御装置により動作制御される構成となっている。
As shown in FIG. 1, the winding
正電極シート供給機構31は、正電極シート4がロール状に捲回されてなる正電極シート原反32と、正電極シート4を捲回部11へ供給するためのシート挿入手段33と、正電極シート4を切断するためのシート切断手段としてのシート切断カッタ34とを備えている。
The positive electrode
正電極シート原反32は、自由回転可能に支持されており、ここから適宜、正電極シート4が引き出されることとなる。
The positive electrode sheet
シート挿入手段33は、正電極シート4の供給経路に沿って、捲回部11に接近する接近位置と、捲回部11から離間する離間位置とに移動可能に構成されている。シート挿入手段33の先端部には、正電極シート4を挟持可能な一対のチャック33Rを備えている。
The sheet insertion means 33 is configured to be movable along a supply path of the
そして、正電極シート4を捲回部11へ供給する際には、チャック33Rにより正電極シート4の始端部近傍を挟持した上で、シート挿入手段33を捲回部11に対して接近させることで、後述する巻芯13,14に固定された両セパレータ2,3の間に正電極シート4の始端部が挿入されることとなる。
When the
シート切断カッタ34は、正電極シート4の上下に位置する一対の刃部からなる。シート切断カッタ34は、その一対の刃部が正電極シート4を挟むように位置するシート切断位置と、正電極シート4の供給経路外へ退避する退避位置との間を移動可能に設けられている。そして、捲回部11へ正電極シート4を供給すべく、シート挿入手段33が捲回部11側へ接近移動する際には、正電極シート4の供給経路から離間することで、シート挿入手段33の移動を阻害しないようになっている。尚、正電極シート4の切断は、チャック33Rにより正電極シート4が挟持された状態で行われる。
The
負電極シート供給機構41は、正電極シート供給機構31と同様、負電極シート原反42、シート挿入手段43(一対のチャック43R)、シート切断カッタ44などを備えている。尚、シート挿入手段43やシート切断カッタ44など、負電極シート供給機構41の各種構成は、正電極シート供給機構31と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
Similar to the positive electrode
一方、セパレータ供給機構51,61は、それぞれセパレータ2,3がロール状に捲回されてなるセパレータ原反52,62を備えている。
On the other hand, the
セパレータ原反52,62は、自由回転可能に支持されており、ここから適宜、セパレータ2,3が引き出されることとなる。
The
また、各種シート2〜5の供給経路の途中には、それぞれ各種シート2〜5の弛みを防止するためのテンション付与機構(図示略)や、各種シート2〜5を案内するための各種ガイドローラ(符号略)等も設けられている。
Further, in the middle of the supply path of the
図2等に示すように、捲回部11は、図示しない駆動機構により回転可能に設けられた円盤状のターレット12と、当該ターレット12の回転方向に180°間隔で設けられた2つの巻芯13,14と、セパレータ2,3を把持するための把持機構15と、セパレータ2,3を切断するためのセパレータ切断手段としてのセパレータカッタ16とを備えている。
As shown in FIG. 2 and the like, the winding
巻芯13,14は、それぞれ自身の外周側において各種シート2〜5を巻取るためのものであり、図示しない駆動機構により自身の中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。また、巻芯13,14は、ターレット12の軸線方向に沿って、当該ターレット12に対し出没可能に設けられている。
The winding
巻芯13,14は、それぞれ自身の軸線方向に沿って延びる一対の芯片から構成されており、当該一対の芯片間にセパレータ2,3を挟持可能に構成されている。当該セパレータ2,3を挟持する機能が本実施形態における固定手段を構成する。
Each of the winding
巻芯13,14は、ターレット12が回転することにより、第1ポジションとしての捲回ポジションP1と、第2ポジションとしての取外しポジションP2との間を旋回移動可能に構成されている。従って、当該ターレット12を制御する上記制御装置の機能により、本実施形態におけるターレット制御手段が構成されることとなる。
The winding
捲回ポジションP1は、巻芯13,14に対し各種シート2〜5を捲回するポジションであり、当該捲回ポジションP1に対し上記各供給機構31,41,51,61からそれぞれ各種シート2〜5が供給されることとなる。
The winding position P1 is a position where the
取外しポジションP2は、捲回後の各種シート2〜5、すなわち電池素子1の取外しを行うためのポジションである。
The removal position P <b> 2 is a position for removing the
取外しポジションP2の周辺部には、捲回後の各種シート2〜5がばらけるのを抑えるための押えローラ17(図8参照)や、巻芯13,14から電池素子1の取外しを行うための取外装置(図示略)等が設けられている。
In order to remove the
把持機構15は、図示しない駆動機構により動作可能に設けられた可動把持部21と、ターレット12と共に回転するよう当該ターレット12に対し固着された一対の固定把持部22A,22Bとから構成されている。
The gripping
可動把持部21は、ターレット12の径方向(本実施形態では水平及び鉛直方向に対し斜め45°に傾斜した方向)に沿って、ターレット12の中心部に接近する把持位置と、ターレット12の中心部から離間する退避位置とに移動可能に構成されている。
The movable gripping
一対の固定把持部22A,22Bは、ターレット12の回転軸を中心として互いに点対称となるように配置されている。
The pair of fixed grip portions 22 </ b> A and 22 </ b> B are arranged so as to be point-symmetric with each other about the rotation axis of the
可動把持部21及び一対の固定把持部22A,22Bは、それぞれセパレータ2,3を把持するための把持手段としての把持片131と、当該把持片131を直線スライド移動させるためのガイド手段としてのガイドレール132と、把持片131をガイドレール132の一端側へ付勢する張力付与手段としてのコイルばね133とを備えている。ここで、可動把持部21の把持片131が可動把持手段を構成し、固定把持部22A,22Bの各把持片131がターレット側把持手段を構成する。
The movable
固定把持部22A,22Bのガイドレール132は、それぞれ巻芯13と巻芯14とを結ぶ直線と略平行に設けられている。これにより、各把持片131は、巻芯13へ接近する位置と、巻芯14へ接近する位置との間をスライド移動することとなる。本実施形態では、通常、一方の固定把持部22Aの把持片131が巻芯13側へ付勢され、他方の固定把持部22Bの把持片131が巻芯14側へ付勢された状態となっている。
The guide rails 132 of the fixed
そして、巻芯13,14が捲回ポジションP1又は取外しポジションP2に位置した状態で、可動把持部21が固定把持部22A,22Bに接近することによって、可動把持部21の把持片131と、固定把持部22A,22Bのうちの一方の把持片131とにより、セパレータ2,3を把持可能となる。ここで、セパレータ2,3を把持した両把持片131は、捲回ポジションP1側へ付勢された状態となる。
Then, with the winding
さらに、各把持片131は、それぞれ一定の把持力を得るために、コイルばね134により自身の把持面側へ付勢されている。
Further, each
セパレータカッタ16は、捲回ポジションP1の近傍において上下動し、ターレット12に接近しセパレータ2,3を切断する切断位置と、ターレット12から離間し巻芯13,14の移動を妨げない退避位置とへ移動可能に構成されている。尚、セパレータ2,3を切断する切断位置は、セパレータ2,3の長手方向に対し、捲回ポジションP1よりも下流側でかつ把持機構15よりも上流側に設定されている。
The
次に、上記捲回装置10を用いた電池素子1の製造方法について、第1巻芯としての一方の巻芯13に対し電池素子1ひとつ分の各種シート2〜5の捲回がほぼ完了した段階から、第2巻芯としての他方の巻芯14に対し各種シート2〜5を捲回し始めるまでの過程に沿って詳しく説明する。
Next, about the manufacturing method of the
図1に示すように、捲回ポジションP1にある一方の巻芯13に対し各種シート2〜5が所定長、捲回されると、巻芯13による捲回動作が一旦停止する。かかる状態で、シート挿入手段33,43(チャック33R,43R)により電極シート4,5が把持された上で、シート切断カッタ34,44により切断される。
As shown in FIG. 1, when the
電極シート4,5の切断が終了すると、巻芯13が所定量回転し、セパレータ2,3と共に電極シート4,5の終端部分(巻き残し部分)を巻取る(図2参照)。
When the cutting of the
電極シート4,5の終端部分の巻取りが完了すると、セパレータ2,3を切断することなく、ターレット12が回転する。これにより、一方の巻芯13がセパレータ2,3を引き出しつつ、取外しポジションP2側へと移動すると共に、他方の巻芯14がターレット12に対し没入した状態で捲回ポジションP1側へと移動する(図3参照)。
When the winding of the end portions of the
そして、巻芯13,14がそれぞれ取外しポジションP2,捲回ポジションP1に達すると、ターレット12が停止すると共に、捲回ポジションP1にてターレット12から巻芯14が突出し、セパレータ2,3をまとめて把持する(図4参照)。
When the winding
当該把持により巻芯14に対しセパレータ2,3が固定されると、把持機構15の可動把持部21が固定把持部22Bに接近し、可動把持部21の把持片131と、固定把持部22Bの把持片131とにより、セパレータ2,3を把持する(図5参照)。これにより、セパレータ2,3が、取外しポジションP2の巻芯13と、捲回ポジションP1の巻芯14との間に掛け渡された状態となる。
When the
この状態でセパレータカッタ16が下降し、把持機構15(両把持片131)と、捲回ポジションP1の巻芯14との間でセパレータ2,3を切断する(図6参照)。
In this state, the
当該切断後、取外しポジションP2の巻芯13が回転し、セパレータ2,3の終端部分の巻取りを開始する。この際、巻芯13に巻取られていくセパレータ2,3の終端部分を把持した可動把持部21の把持片131と、固定把持部22Bの把持片131は、それぞれ当該セパレータ2,3の動きに従動し、コイルばね133に付勢力に抗して巻芯13(取外しポジションP2)側へ移動していく(図7参照)。これにより、セパレータ2,3の終端部分に張力を付与しつつ、当該セパレータ2,3の終端部分を巻取ることができる。
After the cutting, the winding
可動把持部21の把持片131と、固定把持部22Bの把持片131が巻芯13(取外しポジションP2)側のスライド限界位置まで達すると、押えローラ17によりセパレータ2,3の終端部近傍を押える(図8参照)。
When the
尚、本実施形態における押えローラ17は、セパレータ2,3の終端部分を巻止めする固定テープ(図示略)を貼付するテープ貼付手段の機能も兼ね備えている。例えば、本実施形態では、押えローラ17の外周面に、所定の吸引装置と連通する吸引孔を備え、当該吸引孔にて固定テープを吸着保持可能に構成されている。
Note that the
そして、押えローラ17により、吸引保持した固定テープと共にセパレータ2,3の終端部近傍を押えた状態で、可動把持部21を固定把持部22Bから離間させる。これにより、可動把持部21の把持片131と、固定把持部22Bの把持片131による把持を終了し、セパレータ2,3の終端部分を開放する。ここで、可動把持部21の把持片131と、固定把持部22Bの把持片131は、それぞれコイルばね133の付勢力により、巻芯14(捲回ポジションP1)側へと戻る。
Then, the movable gripping
続けて、押えローラ17により、吸着保持した固定テープと共にセパレータ2,3の終端部近傍を押えた状態のまま、巻芯13を回転させる。これにより、押えローラ17が従動し、セパレータ2,3の終端部分がばらけることなく完全に巻取られると共に、当該セパレータ2,3の終端部分に固定テープが貼付されていく。
Subsequently, the
このようにセパレータ2,3が巻止めされることにより、各種シート2〜5の捲回作業が完了し、電池素子1が完成する。当該電池素子1は、図示しない取外装置により巻芯13から取り外される。
Thus, by winding
尚、上記セパレータ2,3の切断後には、上述した取外しポジションP2におけるセパレータ2,3の終端部分の巻取作業を行う同時に、捲回ポジションP1において、巻芯14を回転させ、当該巻芯14が把持したセパレータ2,3の始端部分の巻取りを開始する(図7参照)。
After the
そして、所定タイミングが到来したならば、電極シート供給機構31,41にて、電極シート4,5を把持したシート挿入手段33,43(チャック33R,43R)が捲回ポジションP1の巻芯14の方に向けて移動することで、各電極シート4,5の始端部分がそれぞれセパレータ2,3間に挿し込まれる。
When the predetermined timing arrives, the sheet insertion means 33 and 43 (
同時に、チャック33R,43Rが開かれることで、各電極シート4,5は、セパレータ2,3間に巻き込まれていき、捲回が開始されることとなる(図8参照)。
At the same time, when the
以降、上述した工程が繰り返し行われ、巻芯13,14に対し各種シート2〜5が交互に捲回されることにより、電池素子1が順次製造されていくこととなる。
Thereafter, the above-described steps are repeated, and the
以上詳述したように、本実施形態によれば、セパレータ2,3の切断後、取外しポジションP2に位置する巻芯13によりセパレータ2,3の終端部分の巻取るにあたり、当該セパレータ2,3の終端部分は、可動把持部21の把持片131と、固定把持部22Bの把持片131とにより把持された状態のまま、巻取り方向とは反対方向への張力を付与されながら、ガイドレール132に沿って巻芯13に巻取られていくこととなる。
As described in detail above, according to the present embodiment, after the
結果として、セパレータ2,3の巻きズレを抑制し、得られる電池素子1の品質低下を抑制することができる。
As a result, the winding shift of the
さらに、本実施形態によれば、複数の巻芯13,14を移動させ順次捲回を行う構成となっている。つまり、巻芯13に対しセパレータ2,3の終端部分を巻取ると同時に、巻芯14に対し新たな捲回を行うことができる。結果として、1つの巻芯のみを備えた捲回装置に比べ、生産性の向上を図ることができる。
Furthermore, according to this embodiment, it has the structure which moves the some
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。 In addition, it is not limited to the description content of the said embodiment, For example, you may implement as follows. Of course, other application examples and modification examples not illustrated below are also possible.
(a)上記実施形態では、捲回装置10によって、リチウムイオン電池の電池素子1が製造されているが、捲回装置10によって製造される捲回素子はこれに限定されるものではなく、例えば、電解コンデンサの捲回素子等を製造することとしてもよい。
(A) In the above embodiment, the
(b)上記実施形態では、巻芯コアを有しないタイプの電池素子1を得る場合について具体化されているが、電池素子1が巻芯コアを具備する場合について具体化してもよい。つまり、巻芯コアを巻芯13,14に取着し、当該巻芯コアの周囲に各種シート2〜5を捲回する構成としてもよい。
(B) In the above-described embodiment, the case where the
(c)上記実施形態では、断面略円形状の巻芯13,14を採用しているが、巻芯13,14の形状はこれに限定されるものではなく、例えば断面楕円形状、断面長円形状、断面多角形状、断面扁平状など、断面非円形状の巻芯を採用してもよい。
(C) In the above embodiment, the
(d)セパレータ2,3や電極シート4,5の材質は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、セパレータ2,3をPPにより形成することとしているが、他の絶縁性材料によってセパレータ2,3を形成することとしてもよい。
(D) The material of the
(e)上記実施形態において、捲回部11が、2つの巻芯13,14を備えた構成となっているが、巻芯の数はこれに限定されるものではなく、3つ以上の巻芯を備えた構成としてもよい。
(E) In the above-described embodiment, the winding
(f)上記実施形態では、巻芯13,14が一対の芯片により構成され、当該一対の芯片によりセパレータ2,3を挟持する構成となっているが、セパレータ2,3を固定する固定手段は、かかる構成に限定されるものではない。
(F) In the above embodiment, the winding
例えば、棒状の巻芯にスリットを形成し、当該スリットにセパレータ2,3を挿し込んだ上で巻芯を幾分回転させることでセパレータ2,3を固定する構成としてもよい。また、セパレータ2,3が樹脂材料等により構成されている場合には、巻芯コア等に対し当該セパレータ2,3を熱溶着等してもよい。勿論、巻芯コアに対しテープ接着してもよい。
For example, a configuration may be adopted in which a slit is formed in a rod-shaped winding core, and the
(g)上記実施形態では、把持機構15が、図示しない駆動機構により動作可能に設けられた可動把持部21と、ターレット12と共に回転するよう当該ターレット12に対し固着された一対の固定把持部22A,22Bとから構成されている。把持機構15の構成は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、セパレータ2,3を把持可能な一対のチャックを、ターレット12と独立して設けた構成としてもよい。かかる構成によれば、セパレータ2,3を把持するチャックが、ターレット12と共に回転変位しないため、位置合せ精度等を高めることができる。
(G) In the above-described embodiment, the gripping
(h)上記実施形態におけるガイドレール132は、各把持片131が直線スライド移動するよう構成されているが、ガイド手段の構成はこれに限定されるものではない。例えば、各把持片131が、取外しポジションP2に向けて円弧状に移動するような構成としてもよい。
(H) The
(i)上記実施形態では、セパレータ2,3に対する張力付与手段としてコイルばね133が採用されているが、これに限らず、例えば空圧、排気抵抗、磁気等を利用した張力付与手段を採用してもよい。
(I) In the above embodiment, the
(j)上記実施形態では、押えローラ17が、セパレータ2,3の終端部分を巻止めする固定テープを貼付するテープ貼付手段の機能も兼ね備えた構成となっているが、これに限らず、テープ貼付手段を別途設けた構成としてもよい。
(J) In the above embodiment, the
(k)上記実施形態では、電極シート4,5の切断が終了すると、捲回ポジションP1にて巻芯13が所定量回転し、セパレータ2,3と共に電極シート4,5の終端部分を巻取る構成となっているが、これに限らず、例えば巻芯13が取外しポジションP2へ移動し、セパレータ2,3を切断した後、当該セパレータ2,3の終端部分と共に、電極シート4,5の終端部分を巻取る構成としてもよい。かかる構成により、生産性のさらなる向上を図ることができる。
(K) In the above embodiment, when the cutting of the
1……電池素子、2,3…セパレータ、4…正電極シート、5…負電極シート、10…捲回装置、11…捲回部、12…ターレット、13,14…巻芯、15…把持機構、16…セパレータカッタ、21…可動把持部、22A,22B…固定把持部、31…正電極シート供給機構、41…負電極シート供給機構、34,44…シート切断カッタ、51,61…セパレータ供給機構、131…把持片、132…ガイドレール、133…コイルばね、P1…捲回ポジション、P2…取外しポジション。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
自身の中心軸を回転軸として回転可能に設けられたターレットと、
前記ターレットの回転方向に所定間隔をあけて配置されると共に、それぞれ自身の中心軸を回転軸として回転し前記電極シート及びセパレータを捲回可能な複数の巻芯と、
前記複数の巻芯のうち第1ポジションにある第1巻芯に対し、所定の供給機構から連続供給される前記電極シート及びセパレータを所定長捲回した後、前記ターレットを回転させ、当該第1巻芯を第2ポジションへと移動させると共に、当該第1巻芯とは異なる第2巻芯を前記第1ポジションへ移動させるターレット制御手段と、
少なくとも前記第1巻芯が前記第2ポジションへ移動する前段階に、当該第1巻芯に捲回された前記電極シートの終端部を切断するシート切断手段と、
前記第1ポジションへ移動した前記第2巻芯に対し前記セパレータを固定する固定手段と、
前記第2ポジションに位置する第1巻芯と、前記第1ポジションに位置する第2巻芯との間に繋がった前記セパレータを把持可能な一対の把持手段と、
前記把持手段により把持された位置と、前記第2巻芯に固定された位置との間で、前記セパレータを切断可能なセパレータ切断手段と、
前記セパレータの切断後、前記第2ポジションに位置する第1巻芯により前記セパレータの巻き残し部分を巻取るにあたり、当該巻き残し部分を把持した前記把持手段を前記第1巻芯の方に向かって移動可能とするガイド手段と、
前記把持手段が前記第1巻芯の方に向かって移動するにあたり、前記セパレータの巻き残し部分に対しその巻取方向と反対方向へ所定の張力を付与する張力付与手段とを備えたことを特徴とする捲回装置。 A winding device for winding and winding a belt-like positive and negative electrode sheet coated with an active material and a belt-like separator made of an insulating material,
A turret provided so as to be rotatable about its central axis as a rotation axis;
A plurality of winding cores that are arranged at predetermined intervals in the rotation direction of the turret, and each of which can be wound around the electrode sheet and the separator by rotating around its own central axis,
After winding the electrode sheet and the separator continuously supplied from a predetermined supply mechanism for a predetermined length with respect to the first core in the first position among the plurality of cores, the turret is rotated, and the first winding Turret control means for moving the core to the second position and moving the second core different from the first core to the first position;
Sheet cutting means for cutting the terminal portion of the electrode sheet wound around the first core at least before the first core moves to the second position;
Fixing means for fixing the separator to the second core moved to the first position;
A pair of gripping means capable of gripping the separator connected between the first core located in the second position and the second core located in the first position;
Separator cutting means capable of cutting the separator between a position held by the holding means and a position fixed to the second core;
After winding the separator, when the unwinding portion of the separator is wound up by the first core located at the second position, the gripping means that grips the unwinding portion is directed toward the first core. Guide means for enabling movement;
Tension applying means for applying a predetermined tension to the unwinding portion of the separator in a direction opposite to the winding direction when the gripping means moves toward the first winding core. Winding device.
前記複数の巻芯に対応して、前記ターレットに前記ターレット側把持手段を複数設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の捲回装置。 The pair of gripping means includes a turret side gripping means disposed on the turret, and a movable gripping means provided so as to be movable forward and backward with respect to the turret side gripping means.
The winding device according to claim 1 or 2, wherein the turret is provided with a plurality of turret side gripping means corresponding to the plurality of winding cores.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104347891A (en) * | 2014-11-11 | 2015-02-11 | 厦门慧通天下新能源有限公司 | Flattening and compacting machine for battery |
CN112366366A (en) * | 2020-10-28 | 2021-02-12 | 倪立龙 | Lithium ion battery manufacturing system |
US20220009743A1 (en) * | 2020-07-13 | 2022-01-13 | Tyco Electronics (Shanghai) Co. Ltd. | Cable Coiling System |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102197998B1 (en) * | 2014-02-05 | 2021-01-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | Rolling device for secondary battery |
CN113241480B (en) * | 2021-05-11 | 2022-11-11 | 深圳吉阳智能科技有限公司 | Diaphragm non-stop constant speed high-efficiency winding machine |
IT202100021314A1 (en) * | 2021-08-05 | 2023-02-05 | Manz Italy Srl | APPARATUS AND RELATED METHOD OF WINDING TAPES OF MATERIAL FOR THE PRODUCTION OF ELECTRIC ENERGY STORAGE DEVICES |
CN115911490A (en) * | 2021-09-23 | 2023-04-04 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Method and device for processing electrode assembly |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09120822A (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Manufacturing method and device for spiral electrode group |
JPH09147878A (en) * | 1995-11-27 | 1997-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing device for spiral electrode group |
JPH11265726A (en) * | 1998-03-16 | 1999-09-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Winding method of battery electrode and its device |
JP2000182657A (en) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Toshiba Battery Co Ltd | Electrode group forming device for spiral battery |
JP2011253701A (en) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Ckd Corp | Wound element manufacturing apparatus |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3462167B2 (en) * | 1999-11-26 | 2003-11-05 | 松下電器産業株式会社 | Method and apparatus for manufacturing spiral electrode group |
CN201112494Y (en) * | 2007-08-13 | 2008-09-10 | 珠海华冠电子科技有限公司 | Film pulling mechanism for lithium battery winder |
JP5363400B2 (en) * | 2010-04-07 | 2013-12-11 | Ckd株式会社 | Winding device |
JP5063736B2 (en) * | 2010-04-28 | 2012-10-31 | Ckd株式会社 | Winding element manufacturing equipment |
-
2012
- 2012-02-08 JP JP2012024755A patent/JP5670930B2/en active Active
- 2012-05-29 CN CN201210177904.2A patent/CN103247826B/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09120822A (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Manufacturing method and device for spiral electrode group |
JPH09147878A (en) * | 1995-11-27 | 1997-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing device for spiral electrode group |
JPH11265726A (en) * | 1998-03-16 | 1999-09-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Winding method of battery electrode and its device |
JP2000182657A (en) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Toshiba Battery Co Ltd | Electrode group forming device for spiral battery |
JP2011253701A (en) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Ckd Corp | Wound element manufacturing apparatus |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104347891A (en) * | 2014-11-11 | 2015-02-11 | 厦门慧通天下新能源有限公司 | Flattening and compacting machine for battery |
US20220009743A1 (en) * | 2020-07-13 | 2022-01-13 | Tyco Electronics (Shanghai) Co. Ltd. | Cable Coiling System |
US11878895B2 (en) * | 2020-07-13 | 2024-01-23 | Tyco Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Cable coiling system |
CN112366366A (en) * | 2020-10-28 | 2021-02-12 | 倪立龙 | Lithium ion battery manufacturing system |
CN112366366B (en) * | 2020-10-28 | 2021-12-21 | 长兴德立科技有限公司 | Lithium ion battery manufacturing system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103247826A (en) | 2013-08-14 |
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