JP2013179035A - Method and apparatus for manufacturing non-bipolar battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非双極型電池の製造方法、および非双極型電池の製造装置に関する。 The present invention relates to a non-bipolar battery manufacturing method and a non-bipolar battery manufacturing apparatus.
近年、地球温暖化に対処するため、二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車やハイブリッド電気自動車の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用電池などの電気化学デバイスの開発が盛んに行われている。モータ駆動用電池としては、比較的高い理論エネルギーを有するリチウムイオン電池が注目を集めており、現在急速に開発が進められている。 In recent years, in order to cope with global warming, reduction of carbon dioxide emissions has been strongly desired. In the automobile industry, there is high expectation for the reduction of carbon dioxide emissions by introducing electric vehicles and hybrid electric vehicles, and the development of electrochemical devices such as motor-driven batteries that hold the key to commercialization of these devices is actively underway. ing. As a battery for driving a motor, a lithium ion battery having a relatively high theoretical energy is attracting attention, and is currently being developed rapidly.
リチウムイオン電池は、使用する電極構造で分類すると、非双極型の電極を用いる非双極型電池と、双極型の電極を用いる双極型電池とに大別される。非双極型電池では、負極活物質層を負極集電体の両面のそれぞれ形成した負極と、正極活物質層を正極集電体の両面のそれぞれ形成した正極とを使用する。これら負極および正極は、電解質が含浸されたセパレータを介して積層される。双極型電池においては、集電体の一方の面に負極活物質層を形成し、他方の面に正極活物質層を形成した双極型電極を使用する。双極型電極は、電解質が含浸されたセパレータを介して積層される。電池内の電気的な接続形態は、非双極型電池は内部並列接続タイプとなり、双極型電池は内部直列接続タイプとなる。 Lithium ion batteries can be broadly classified into non-bipolar batteries using non-bipolar electrodes and bipolar batteries using bipolar electrodes when classified according to the electrode structure used. In the non-bipolar battery, a negative electrode in which a negative electrode active material layer is formed on both surfaces of a negative electrode current collector and a positive electrode in which a positive electrode active material layer is formed on both surfaces of the positive electrode current collector are used. These negative electrode and positive electrode are laminated via a separator impregnated with an electrolyte. In a bipolar battery, a bipolar electrode is used in which a negative electrode active material layer is formed on one surface of a current collector and a positive electrode active material layer is formed on the other surface. The bipolar electrode is laminated via a separator impregnated with an electrolyte. Regarding the electrical connection form in the battery, the non-bipolar battery is an internal parallel connection type, and the bipolar battery is an internal series connection type.
非双極型電池および双極型電池のいずれにおいても、電極とセパレータとの積層数が多く、生産性を向上させるためには、セパレータの搬送作業、電極とセパレータとの積層作業を効率良く行う必要がある。 In both non-bipolar batteries and bipolar batteries, the number of stacked electrodes and separators is large, and in order to improve productivity, it is necessary to efficiently perform the separator transport operation and the electrode / separator stacking operation. is there.
そこで、本件発明者は、双極型電池を製造する際の生産性を向上させる技術を提案している(特許文献1を参照)。 Therefore, the present inventor has proposed a technique for improving productivity when manufacturing a bipolar battery (see Patent Document 1).
双極型電池の電極は一種類の双極型電極のみであり、双極型電極をセパレータを介して繰り返し積層していけばよい。一方、非双極型電池の電極には正極と負極との2種類があり、これら正極と負極との間にセパレータを介在させる必要がある。 The electrode of the bipolar battery is only one kind of bipolar electrode, and the bipolar electrode may be repeatedly laminated through the separator. On the other hand, there are two types of electrodes of a non-bipolar battery, a positive electrode and a negative electrode, and it is necessary to interpose a separator between the positive electrode and the negative electrode.
特許文献1記載の技術を適用しようとすると、積層治具における支持面の数が偶数個数の場合には、長尺のセパレータ基材に同じ極の電極を連続して配置する必要が生じる。支持面の数がたとえば4面とすると、セパレータ基材には、正極、負極、正極、負極、負極、正極、負極、正極、正極、負極・・・のように配置する必要がある。電極の配置順が複雑になるのに伴って、電極を配置する装置の構成や制御が複雑になり、非双極型電池を製造する際の生産性の向上が阻害されてしまう。 If it is going to apply the technique of patent document 1, when the number of the support surfaces in a lamination jig is an even number, it will be necessary to arrange | position the electrode of the same pole continuously on a long separator base material. If the number of supporting surfaces is, for example, four, it is necessary to dispose the separator base material as a positive electrode, a negative electrode, a positive electrode, a negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, a negative electrode, a positive electrode, a positive electrode, a negative electrode,. As the arrangement order of the electrodes becomes complicated, the configuration and control of the apparatus for arranging the electrodes become complicated, which hinders improvement in productivity when manufacturing a non-bipolar battery.
また、長尺のセパレータ基材に正極を配置する装置と、負極を配置する装置とを1セット設ける場合には、積層治具における支持面の数を奇数個数にしなければならないという制約を受ける。このような制約によっても、非双極型電池を製造する際の生産性の向上が阻害されてしまう。 Moreover, when providing one set of the apparatus which arrange | positions a positive electrode in a long separator base material, and the apparatus which arrange | positions a negative electrode, there is a restriction that the number of support surfaces in a lamination jig must be an odd number. Such restrictions also impede improvement in productivity when manufacturing a non-bipolar battery.
そこで、本発明の目的は、非双極型電池を製造する際の生産性を向上させ得る技術を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique capable of improving productivity when manufacturing a non-bipolar battery.
上記目的を達成する本発明は、非双極型電池における負極および正極のうちの一方の第1の電極、第1のセパレータ、前記負極および前記正極のうちの他方の第2の電極、および第2のセパレータが重なり合ったサブアッシーユニットを複数積層してアッシーユニットを形成する、非双極型電池の製造方法である。かかる製造方法では、前記第1の電極を、長尺形状を有する第1のセパレータ基材に、前記第1のセパレータ基材が伸びる方向に沿って並べて保持した第1の連続体を形成する工程と、前記第2の電極を、長尺形状を有する第2のセパレータ基材に、前記第2のセパレータ基材が伸びる方向に沿って並べて保持した第2の連続体を形成する工程と、を有する。さらに、複数の支持面が形成された回転自在な積層治具に、前記第1の連続体と前記第2の連続体とを重ね合わせながら巻き付けることによって、前記支持面のそれぞれに前記サブアッシーユニットを複数積層する工程を有する。そして、隣り合う前記支持面に積層された隣り合う前記サブアッシーユニット同士を接続する前記第1のセパレータ基材および前記第2のセパレータ基材を切断して、前記アッシーユニットを前記支持面ごとに分離する分離工程を有する。 To achieve the above object, the present invention provides a first electrode of a negative electrode and a positive electrode in a non-bipolar battery, a first separator, a second electrode of the other of the negative electrode and the positive electrode, and a second electrode. This is a method for manufacturing a non-bipolar battery, in which a plurality of sub-assembly units with the separators overlapped to form an assembly unit. In such a manufacturing method, a step of forming a first continuous body in which the first electrode is held side by side along a direction in which the first separator substrate extends on a first separator substrate having an elongated shape. And forming a second continuous body in which the second electrode is held on the second separator base material having an elongated shape along the direction in which the second separator base material is stretched. Have. Furthermore, the sub assembly unit is wound around each of the support surfaces by winding the first continuous body and the second continuous body on a rotatable stacking jig having a plurality of support surfaces while overlapping the first continuous body and the second continuous body. A step of laminating a plurality of layers. And the said 1st separator base material and the said 2nd separator base material which connect the said adjacent sub assembly units laminated | stacked on the said adjacent support surface are cut | disconnected, and the said assembly unit is carried out for every said support surface A separation step of separating.
また、上記目的を達成する本発明は、非双極型電池における負極および正極のうちの一方の第1の電極、第1のセパレータ、前記負極および前記正極のうちの他方の第2の電極、および第2のセパレータが重なり合ったサブアッシーユニットを複数積層してアッシーユニットを形成する、非双極型電池の製造装置である。かかる製造装置は、前記第1の電極を、長尺形状を有する第1のセパレータ基材に、前記第1のセパレータ基材が伸びる方向に沿って並べて保持した第1の連続体を形成する第1の形成部と、前記第2の電極を、長尺形状を有する第2のセパレータ基材に、前記第2のセパレータ基材が伸びる方向に沿って並べて保持した第2の連続体を形成する第2の形成部と、を有する。製造装置はさらに、複数の支持面が形成され、前記第1の連続体と前記第2の連続体とが重なり合って巻き付けられる回転自在な積層治具と、前記積層治具を回転駆動して、前記支持面のそれぞれに前記サブアッシーユニットを複数積層させる駆動部と、隣り合う前記支持面に積層された隣り合う前記サブアッシーユニット同士を接続する前記第1のセパレータ基材および前記第2のセパレータ基材を切断して、前記アッシーユニットを前記支持面ごとに分離する分離部と、を有する。そして、前記第1の形成部、前記第2の形成部、前記駆動部、および前記分離部のそれぞれの作動を制御部によって制御する。 Further, the present invention that achieves the above object provides a first electrode of one of a negative electrode and a positive electrode in a non-bipolar battery, a first separator, a second electrode of the other of the negative electrode and the positive electrode, and This is a non-bipolar battery manufacturing apparatus in which a plurality of sub-assembly units with overlapping second separators are stacked to form an assembly unit. The manufacturing apparatus forms a first continuous body in which the first electrode is held on the first separator base material having an elongated shape along the direction in which the first separator base material extends. Forming a second continuous body in which the forming portion of 1 and the second electrode are held side by side along a direction in which the second separator substrate extends on a second separator substrate having a long shape. A second forming portion. The manufacturing apparatus further includes a rotatable stacking jig in which a plurality of support surfaces are formed and the first continuous body and the second continuous body overlap and are wound, and the stacking jig is driven to rotate. The first separator base and the second separator that connect the driving unit that stacks a plurality of the sub assembly units on each of the support surfaces, and the adjacent sub assembly units that are stacked on the adjacent support surfaces. A separation unit that cuts the base material and separates the assembly unit for each of the support surfaces. The operations of the first forming unit, the second forming unit, the driving unit, and the separating unit are controlled by the control unit.
本発明の非双極型電池の製造方法、および非双極型電池の製造装置によれば、正極と負極との間にセパレータを介在させる必要がある非双極型電池を製造するに当たり、電極の配置順が複雑になったり、積層治具における支持面の数の制約を受けたりすることがなく、非双極型電池を製造する際の生産性の向上を図ることが可能となる。 According to the non-bipolar battery manufacturing method and the non-bipolar battery manufacturing apparatus of the present invention, when manufacturing a non-bipolar battery that requires a separator to be interposed between the positive electrode and the negative electrode, Therefore, it is possible to improve productivity when manufacturing a non-bipolar battery without being complicated or being restricted by the number of support surfaces in the stacking jig.
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and are different from the actual ratios.
図1は、非双極型電池10の基本構成を模式的に示す断面図、図2は、非双極型電池10の外観を模式的に示す斜視図である。図示する電池は、非双極型のリチウムイオン二次電池であり、電極およびセパレータを積層した扁平形状を有している。電池の形態や構成から、積層型電池あるいは扁平型電池とも称される。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the basic configuration of the non-bipolar battery 10, and FIG. 2 is a perspective view schematically showing the appearance of the non-bipolar battery 10. The illustrated battery is a non-bipolar lithium ion secondary battery, and has a flat shape in which electrodes and a separator are stacked. From the form and configuration of the battery, it is also called a stacked battery or a flat battery.
図1を参照して、非双極型電池10は、充放電反応が進行する略矩形の発電要素11を、外装体であるラミネートシート12の内部に封止している。発電要素11は、負極20と、セパレータ30と、正極40とを積層した構成を有している。負極20は、負極活物質層22を負極集電体21の両面のそれぞれ形成している。セパレータ30は、ポーラス形状を有し、通気性を有する。セパレータ30は、電解質が含浸されることによって電解質層を構成する。正極40は、正極活物質層42を正極集電体41の両面のそれぞれ形成している。1つの負極活物質層22とこれに隣接する正極活物質層42とが、電解質層を介して対向するようにして、負極20、電解質層および正極40がこの順に積層されている。 Referring to FIG. 1, a non-bipolar battery 10 seals a substantially rectangular power generation element 11 in which a charge / discharge reaction proceeds inside a laminate sheet 12 that is an exterior body. The power generation element 11 has a configuration in which a negative electrode 20, a separator 30, and a positive electrode 40 are stacked. In the negative electrode 20, a negative electrode active material layer 22 is formed on each side of the negative electrode current collector 21. The separator 30 has a porous shape and air permeability. The separator 30 constitutes an electrolyte layer by being impregnated with the electrolyte. In the positive electrode 40, a positive electrode active material layer 42 is formed on each of both surfaces of the positive electrode current collector 41. The negative electrode 20, the electrolyte layer, and the positive electrode 40 are laminated in this order so that one negative electrode active material layer 22 and the positive electrode active material layer 42 adjacent thereto face each other through the electrolyte layer.
隣接する負極20、電解質層および正極40は、1つの単電池層13を構成する。非双極型電池10は、単電池層13が複数積層されることによって、電気的に並列接続されてなる構成を有する。なお、図1とは正極40および負極20の配置を逆にして、発電要素11の両最外層に正極40が位置するようにしてもよい。 The adjacent negative electrode 20, electrolyte layer and positive electrode 40 constitute one unit cell layer 13. The non-bipolar battery 10 has a configuration in which a plurality of single battery layers 13 are stacked and electrically connected in parallel. Note that the arrangement of the positive electrode 40 and the negative electrode 20 may be reversed from that in FIG. 1, and the positive electrode 40 may be positioned in both outermost layers of the power generation element 11.
負極集電体21および正極集電体41には、負極集電板23および正極集電板43がそれぞれ取り付けられている。負極集電板23および正極集電板43は、ラミネートシート12の端部に挟まれるようにしてラミネートシート12の外部に導出される。負極集電板23および正極集電板43は、負極リードおよび正極リード(図示せず)を介して、各電極の負極集電体21および正極集電体41に超音波溶接や抵抗溶接等により取り付けられていてもよい。 A negative electrode current collector plate 23 and a positive electrode current collector plate 43 are attached to the negative electrode current collector 21 and the positive electrode current collector 41, respectively. The negative electrode current collector plate 23 and the positive electrode current collector plate 43 are led out of the laminate sheet 12 so as to be sandwiched between the end portions of the laminate sheet 12. The negative electrode current collector plate 23 and the positive electrode current collector plate 43 are ultrasonically or resistance welded to the negative electrode current collector 21 and the positive electrode current collector 41 of each electrode via a negative electrode lead and a positive electrode lead (not shown). It may be attached.
図2を参照して、非双極型電池10は、長方形状の扁平な形状を有し、両側部から電力を取り出すための負極集電板23、正極集電板43が引き出されている。発電要素11は、電池10の外装体12によって包まれている。外装体12の周囲を熱融着することによって、負極集電板23および正極集電板43を引き出した状態で、発電要素11を密封している。なお、集電板23、43の取り出し位置については図示した位置に制限されない。負極集電板23と正極集電板43とを同じ辺から引き出すようにしてもよいし、負極集電板23および正極集電板43をそれぞれ複数個に分けて、各辺から引き出すようにしてもよい。 Referring to FIG. 2, the non-bipolar battery 10 has a rectangular flat shape, and a negative electrode current collector plate 23 and a positive electrode current collector plate 43 for extracting power from both sides are drawn out. The power generation element 11 is encased by the outer package 12 of the battery 10. The power generation element 11 is sealed with the negative electrode current collector plate 23 and the positive electrode current collector plate 43 pulled out by heat-sealing the outer periphery of the outer package 12. The take-out positions of the current collector plates 23 and 43 are not limited to the illustrated positions. The negative electrode current collector plate 23 and the positive electrode current collector plate 43 may be drawn from the same side, or the negative electrode current collector plate 23 and the positive electrode current collector plate 43 may be divided into a plurality of parts and drawn from each side. Also good.
図3(A)(B)は、サブアッシーユニット51、およびアッシーユニット50を説明するための断面図である。 FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views for explaining the sub-assembly unit 51 and the assembly unit 50.
アッシーユニット50は、サブアッシーユニット51を複数積層して形成している。サブアッシーユニット51は、非双極型電池10における負極20および正極40のうちの一方の第1の電極、第1のセパレータ31、負極20および正極40のうちの他方の第2の電極、および第2のセパレータ32を重ね合わせたものである。以下では、第1の電極を負極20とし、第2の電極を正極40とする。 The assembly unit 50 is formed by laminating a plurality of sub assembly units 51. The sub-assembly unit 51 includes one first electrode of the negative electrode 20 and the positive electrode 40 in the non-bipolar battery 10, the first separator 31, the second electrode of the other of the negative electrode 20 and the positive electrode 40, and the first electrode. Two separators 32 are superposed. Hereinafter, the first electrode is referred to as a negative electrode 20, and the second electrode is referred to as a positive electrode 40.
非双極型電池10の構成は、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられている公知の材料を用いればよく、特に限定されるものではない。非双極型電池10に使用することのできる負極集電体21、正極集電体41、負極活物質層22、正極活物質層42、セパレータ30(第1のセパレータ31、第2のセパレータ32)等について参考までに説明する。 The configuration of the non-bipolar battery 10 may be any known material used for a general lithium ion secondary battery, and is not particularly limited. Negative electrode current collector 21, positive electrode current collector 41, negative electrode active material layer 22, positive electrode active material layer 42, separator 30 (first separator 31, second separator 32) that can be used for non-bipolar battery 10 Etc. will be explained for reference.
負極集電体21および正極集電体41は、例えば、ステンレススチール箔である。しかし、これに特に限定されず、アルミニウム箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材を、利用することも可能である。 The negative electrode current collector 21 and the positive electrode current collector 41 are, for example, stainless steel foil. However, the present invention is not particularly limited to this, and an aluminum foil, a nickel-aluminum clad material, a copper-aluminum clad material, or a plating material of a combination of these metals can also be used.
負極20の負極活物質22は、例えば、ハードカーボン(難黒鉛化炭素材料)である。しかし、これに特に限定されず、黒鉛系炭素材料や、リチウム−遷移金属複合酸化物を利用することも可能である。特に、カーボンおよびリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質は、容量および出力特性の観点から好ましい。 The negative electrode active material 22 of the negative electrode 20 is, for example, hard carbon (non-graphitizable carbon material). However, the present invention is not particularly limited to this, and it is also possible to use a graphite-based carbon material or a lithium-transition metal composite oxide. In particular, a negative electrode active material composed of carbon and a lithium-transition metal composite oxide is preferable from the viewpoints of capacity and output characteristics.
正極40の正極活物質42は、例えば、LiMn2O4である。しかし、これに特に限定されない。なお、容量および出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物を適用することが好ましい。 The positive electrode active material 42 of the positive electrode 40 is, for example, LiMn 2 O 4. However, it is not particularly limited to this. Note that it is preferable to use a lithium-transition metal composite oxide from the viewpoint of capacity and output characteristics.
負極20および正極40の厚さは、特に限定されず、電池の使用目的(例えば、出力重視、エネルギー重視)や、イオン伝導性を考慮して設定する。 The thicknesses of the negative electrode 20 and the positive electrode 40 are not particularly limited, and are set in consideration of the intended use of the battery (for example, emphasis on output and energy) and ion conductivity.
電解質層120の一部であるセパレータ30の素材は、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のPE(ポリエチレン)である。しかし、これに特に限定されず、PP(ポリプロピレン)などの他のポリオレフィン、PP/PE/PPの3層構造をした積層体、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、不織布を、利用することも可能である。不織布は、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルである。 The material of the separator 30 that is a part of the electrolyte layer 120 is, for example, porous PE (polyethylene) having air permeability that can penetrate the electrolyte. However, the present invention is not particularly limited to this, and other polyolefins such as PP (polypropylene), laminates having a three-layer structure of PP / PE / PP, polyamide, polyimide, aramid, and non-woven fabric can also be used. Nonwoven fabrics are, for example, cotton, rayon, acetate, nylon, and polyester.
電解質のホストポリマーは、例えば、HFP(ヘキサフルオロプロピレン)コポリマーを10%含むPVDF−HFP(ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体)である。しかし、これに特に限定されず、その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子や、イオン伝導性を有する高分子(固体高分子電解質)を適用することも可能である。その他のリチウムイオン伝導性を持たない高分子は、例えば、PAN(ポリアクリロニトリル)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)である。イオン伝導性を有する高分子は、例えば、PEO(ポリエチレンオキシド)やPPO(ポリプロピレンオキシド)である。 The electrolyte host polymer is, for example, PVDF-HFP (polyvinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer) containing 10% of HFP (hexafluoropropylene) copolymer. However, the present invention is not particularly limited to this, and other polymers that do not have lithium ion conductivity or polymers that have ion conductivity (solid polymer electrolyte) can also be applied. Other polymers having no lithium ion conductivity are, for example, PAN (polyacrylonitrile) and PMMA (polymethyl methacrylate). Examples of the polymer having ion conductivity include PEO (polyethylene oxide) and PPO (polypropylene oxide).
ホストポリマーに保持される電解液は、例えば、PC(プロピレンカーボネート)およびEC(エチレンカーボネート)からなる有機溶媒、支持塩としてのリチウム塩(LiPF6)を含んでいる。有機溶媒は、PCおよびECに特に限定されず、その他の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を適用することが可能である。リチウム塩は、LiPF6に特に限定されず、その他の無機酸陰イオン塩、LiCF3SO3等の有機酸陰イオン塩を、適用することが可能である。 The electrolyte solution held by the host polymer contains, for example, an organic solvent composed of PC (propylene carbonate) and EC (ethylene carbonate), and a lithium salt (LiPF6) as a supporting salt. The organic solvent is not particularly limited to PC and EC, and other cyclic carbonates, chain carbonates such as dimethyl carbonate, and ethers such as tetrahydrofuran can be applied. The lithium salt is not particularly limited to LiPF6, and other inorganic acid anion salts and organic acid anion salts such as LiCF3SO3 can be applied.
次に、非双極型電池10の製造装置100について説明する。 Next, the manufacturing apparatus 100 for the non-bipolar battery 10 will be described.
図4は、非双極型電池10の製造装置100の全体構成を概略で示す平面図、図5は、非双極型電池10の製造装置100の要部を示す概略構成図である。図6(A)(B)は、第1の連続体212と第2の連続体232とを重ね合わせながら積層治具201に巻き付ける様子を説明する説明図である。図7(A)は、長尺形状を有する第1の電極基材221から第1の電極20を切り出す第1の切り出し部220の要部を示す概略構成図、図7(B)は、第1の切り出し部220における第1の搬送ベルト224を示す平面図、図7(C)は、第1の電極基材221から第1の電極20が切り出される様子を示す平面図ある。図8(A)は、第1の電極基材221から切り出したときの第1の電極20の向きを示す斜視図、図8(B)は、90度回転した後の第1の電極20の向きを示す斜視図、図8(C)は、第1の電極20と第1のセパレータ基材211とを仮止めする接着剤285を第1の電極20に塗布する位置を説明する斜視図である。図9は、積層治具201を設けた台車200を示す概略構成図、図10(A)(B)は、台車200の作動状態を説明する説明図、図11(A)(B)(C)は、積層治具201上のアッシーユニット50をパレット301に移す様子を説明する説明図である。図12は、長尺形状を有する負極20の電極基材からパレット301上に予め載置する負極20を切り出す第3の切り出し部の要部を示す概略構成図である。 FIG. 4 is a plan view schematically showing the overall configuration of the manufacturing apparatus 100 for the non-bipolar battery 10, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the main part of the manufacturing apparatus 100 for the non-bipolar battery 10. FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams for explaining a state in which the first continuous body 212 and the second continuous body 232 are wound around the stacking jig 201 while being overlapped. FIG. 7A is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a first cutout portion 220 that cuts out the first electrode 20 from the first electrode base material 221 having a long shape, and FIG. FIG. 7C is a plan view showing a state in which the first electrode 20 is cut out from the first electrode base material 221. FIG. FIG. 8A is a perspective view showing the orientation of the first electrode 20 when it is cut out from the first electrode substrate 221, and FIG. 8B is a view of the first electrode 20 after being rotated by 90 degrees. FIG. 8C is a perspective view for explaining a position where an adhesive 285 for temporarily fixing the first electrode 20 and the first separator substrate 211 is applied to the first electrode 20. is there. FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a carriage 200 provided with a stacking jig 201, FIGS. 10A and 10B are explanatory views for explaining an operation state of the carriage 200, and FIGS. 11A, 11B, and 11C. ) Is an explanatory diagram for explaining a state in which the assembly unit 50 on the stacking jig 201 is moved to the pallet 301. FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a third cutout portion that cuts out the negative electrode 20 placed in advance on the pallet 301 from the electrode base material of the negative electrode 20 having a long shape.
非双極型電池10の製造装置100は、負極20(第1の電極)、第1のセパレータ31、正極40(第2の電極)、および第2のセパレータ32が重なり合ったサブアッシーユニット51を複数積層してアッシーユニット50を形成するものである。 The non-bipolar battery 10 manufacturing apparatus 100 includes a plurality of sub-assembly units 51 in which the negative electrode 20 (first electrode), the first separator 31, the positive electrode 40 (second electrode), and the second separator 32 overlap each other. The assembly unit 50 is formed by laminating.
図4を参照して、製造装置100は、移動自在な台車200に設けられた積層治具201にサブアッシーユニット51を積層する積層部101と、非双極型電池10における負極20および正極40のうちの一方の電極をパレット301上に準備する準備部102と、積層治具201から取り出したアッシーユニット50をパレット301上に移して搬出する搬出部103と、を有している。積層部101と搬出部103との間に、複数台の台車200を循環自在に配置している。台車200を取り出し位置P1に移動させてから、アッシーユニット50を積層治具201から取り出す。本実施形態では、サブアッシーユニット51における上位側の電極を負極20としており、アッシーユニット50における最上位の電極は負極20となる。発電要素11の両最外層に負極20を位置させるため、準備部102においてパレット301上に負極20を1枚載置している(図3(A)(B)を参照)。 Referring to FIG. 4, manufacturing apparatus 100 includes stacking unit 101 that stacks subassembly unit 51 on stacking jig 201 provided on movable carriage 200, and negative electrode 20 and positive electrode 40 of non-bipolar battery 10. It has the preparation part 102 which prepares one of these electrodes on the pallet 301, and the carrying-out part 103 which moves the assembly unit 50 taken out from the lamination jig | tool 201 on the pallet 301, and carries it out. A plurality of carts 200 are circulated between the stacking unit 101 and the carry-out unit 103. After the carriage 200 is moved to the take-out position P1, the assembly unit 50 is taken out from the stacking jig 201. In the present embodiment, the upper electrode in the sub assembly unit 51 is the negative electrode 20, and the uppermost electrode in the assembly unit 50 is the negative electrode 20. In order to position the negative electrode 20 on both outermost layers of the power generating element 11, one negative electrode 20 is placed on the pallet 301 in the preparation unit 102 (see FIGS. 3A and 3B).
図5を参照して、積層部101は、概説すれば、負極20を第1のセパレータ基材211に保持した第1の連続体212を形成する第1の形成部210と、正極40を第2のセパレータ基材231に保持した第2の連続体232を形成する第2の形成部230と、を有する。積層部101はさらに、複数の支持面202a〜202dが形成され第1の連続体212と第2の連続体232とが重なり合って巻き付けられる回転自在な積層治具201と、積層治具201を回転駆動して支持面202a〜202dのそれぞれにサブアッシーユニット51を複数積層させる駆動部203と、隣り合う支持面202aと202b等に積層された隣り合うサブアッシーユニット51同士を接続する第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を切断してアッシーユニット50を支持面202a〜202dごとに分離する分離部250と、制御部260と、を有する。制御部260は、第1の形成部210、第2の形成部230、駆動部203、および分離部250のそれぞれの作動を制御する。積層部101はさらに、第1の連続体212を積層治具201に巻き付けるときに第1のセパレータ基材211にテンションを作用させる第1のテンション付与部213と、第2の連続体232を積層治具201に巻き付けるときに第2のセパレータ基材231にテンションを作用させる第2のテンション付与部233と、を有する。以下、詳述する。 Referring to FIG. 5, the stacking unit 101 can be summarized as follows: a first forming unit 210 that forms a first continuous body 212 in which the negative electrode 20 is held on a first separator substrate 211, and a positive electrode 40 that And a second forming part 230 that forms a second continuous body 232 held by the two separator bases 231. The stacking unit 101 further includes a rotatable stacking jig 201 in which a plurality of support surfaces 202a to 202d are formed and the first continuous body 212 and the second continuous body 232 are overlapped and wound, and the stacking jig 201 is rotated. A drive unit 203 that drives to stack a plurality of subassembly units 51 on each of the support surfaces 202a to 202d, and a first separator that connects adjacent subassembly units 51 stacked on adjacent support surfaces 202a and 202b, etc. The control unit 260 includes a separation unit 250 that cuts the base material 211 and the second separator base material 231 to separate the assembly unit 50 into support surfaces 202a to 202d. The control unit 260 controls the operations of the first forming unit 210, the second forming unit 230, the driving unit 203, and the separating unit 250. The stacking unit 101 further stacks a first tension applying unit 213 that applies tension to the first separator substrate 211 when the first continuous body 212 is wound around the stacking jig 201, and a second continuous body 232. A second tension applying portion 233 that applies tension to the second separator base material 231 when it is wound around the jig 201. Details will be described below.
第1の形成部210は、負極20を、長尺形状を有する第1のセパレータ基材211に、第1のセパレータ基材211が伸びる方向に沿って並べて保持した第1の連続体212を形成する。第1のセパレータ基材211は、第1のセパレータロール214に巻回されている。第1のセパレータロール214から繰り出した第1のセパレータ基材211の先端は、積層治具201に止め付けている。積層治具201を回転することによって、第1のセパレータ基材211を、第1のセパレータロール214から順次繰り出して搬送する。第1のセパレータ基材211は、第1のサクションローラー215および複数のガイドローラー216を介して搬送される。第1のテンション付与部213は、第1のセパレータロール214の回転軸に接続され第1のセパレータロール214の回転を止める方向のブレーキ力を作用させる第1のブレーキ213から構成される。搬送される第1のセパレータ基材211に適切なテンションを付与し、弛みが生じないようにするためである。 The first forming unit 210 forms the first continuous body 212 in which the negative electrode 20 is held on the first separator base material 211 having an elongated shape along the direction in which the first separator base material 211 extends. To do. The first separator substrate 211 is wound around a first separator roll 214. The tip of the first separator base material 211 fed out from the first separator roll 214 is fixed to the stacking jig 201. By rotating the stacking jig 201, the first separator base material 211 is sequentially fed out from the first separator roll 214 and conveyed. The first separator substrate 211 is transported via the first suction roller 215 and the plurality of guide rollers 216. The first tension applying unit 213 includes a first brake 213 that is connected to the rotation shaft of the first separator roll 214 and applies a braking force in a direction to stop the rotation of the first separator roll 214. This is because an appropriate tension is applied to the first separator substrate 211 to be conveyed so that no slack is generated.
第1の形成部210は、長尺形状を有する第1の電極基材221から負極20を切り出す第1の切り出し部220を含んでいる。負極20用の第1の電極基材221は、第1の電極ロール222に巻回されている。第1の電極基材221は、第1の電極ロール222から繰り出され、複数のガイドローラー223を介して、第1の切り出し部220に供給される。第1の切り出し部220は、図7(A)(B)(C)にも示すように、第1の電極基材221を吸着搬送する第1の搬送ベルト224と、第1の搬送ベルト224上で第1の電極基材221を切断する第1の切断部材225と、切り出した負極20を第1の搬送ベルト224から第1のセパレータ基材211に転写させる第1の転写部226と、を備えている。第1の搬送ベルト224は、無端状のサクションベルトから構成され、駆動ローラー224aと従動ローラー224bとの間に掛け渡される。第1の切断部材225は、レーザーカッターから構成する。サクションベルトはステンレス製ベルトであり、第1の電極基材221および切り出した負極20を吸着する吸着用孔224cと、レーザーを透過させるスリット224dとが形成されている。第1の搬送ベルト224の内側には吸引部227が配置され、吸引部227は真空ポンプ228に接続されている。第1の電極基材221を第1の搬送ベルト224に吸着させて搬送し、レーザーカッターによって第1の電極基材221を切断する。切断部では、レーザーは第1の搬送ベルト224のスリット224dを通る。スリット224dから空気も吸引され、この空気と一緒にスパッターも吸引部227に吸引捕捉される。スリット224dから切断時のアシストガスも吸引されるので、切断部にアシストガスが集中する。このため、スパッターが減少し、バリの発生を抑えることができる。第1の電極基材221から負極20を切り出した後の端材221aは、回収ボックス229に回収する。 The first forming part 210 includes a first cutout part 220 that cuts out the negative electrode 20 from the first electrode substrate 221 having a long shape. The first electrode base material 221 for the negative electrode 20 is wound around the first electrode roll 222. The first electrode base material 221 is fed out from the first electrode roll 222 and supplied to the first cutout unit 220 via the plurality of guide rollers 223. As shown in FIGS. 7A, 7 </ b> B, and 7 </ b> C, the first cutout unit 220 includes a first conveyance belt 224 that sucks and conveys the first electrode base material 221 and a first conveyance belt 224. A first cutting member 225 for cutting the first electrode substrate 221 above, a first transfer unit 226 for transferring the cut-out negative electrode 20 from the first transport belt 224 to the first separator substrate 211, It has. The first conveying belt 224 is configured by an endless suction belt, and is stretched between the driving roller 224a and the driven roller 224b. The 1st cutting member 225 comprises a laser cutter. The suction belt is a stainless steel belt, and is formed with an adsorption hole 224c that adsorbs the first electrode base 221 and the cut-out negative electrode 20, and a slit 224d that transmits laser. A suction unit 227 is disposed inside the first conveyance belt 224, and the suction unit 227 is connected to the vacuum pump 228. The first electrode substrate 221 is adsorbed and conveyed by the first conveyor belt 224, and the first electrode substrate 221 is cut by a laser cutter. In the cutting part, the laser passes through the slit 224 d of the first transport belt 224. Air is also sucked from the slit 224d, and the sputter is sucked and captured by the suction portion 227 together with this air. Since the assist gas at the time of cutting is also sucked from the slit 224d, the assist gas concentrates on the cutting portion. For this reason, spatter is reduced and generation of burrs can be suppressed. The end material 221 a after the negative electrode 20 is cut out from the first electrode base material 221 is collected in the collection box 229.
第1の切断部材225よりも第1の搬送ベルト224の移動方向下流側には、第1の電極基材221から切り出した負極20を90度回転する第1の回転テーブル281が配置されている。切り出した負極20は、第1の搬送ベルト224から第1の回転テーブル281に一旦吸着され、90度回転した後に第1の搬送ベルト224に再び吸着される。図8(A)は切り出したときの負極20の向きを示し、図8(B)は90度回転した後の負極20の向きを示している。第1の搬送ベルト224と第1の回転テーブル281との間の負極20の移動は、第1の回転テーブル281に面する位置での第1の搬送ベルト224の吸引力と、第1の回転テーブル281の吸引力との強弱を制御することにより行う。第1の回転テーブル281よりも第1の搬送ベルト224の移動方向下流側には、負極20と第1のセパレータ基材211とを仮止めする接着剤285を負極20に塗布する塗布部282が配置されている。図8(C)に示すように、接着剤285は負極20の四隅に塗布する。駆動ローラー224aは、第1の搬送ベルト224を第1のサクションローラー215に接触させる転写位置と、第1の搬送ベルト224を第1のサクションローラー215から離間させる退避位置との間を移動駆動される。移動駆動は、図示しないアクチュエータやリンク機構などを介して行う。駆動ローラー224aを転写位置に移動することによって、第1の搬送ベルト224が第1のセパレータ基材211を介して第1のサクションローラー215に接触し、第1の転写部226が構成される。この第1の転写部226において、切り出した負極20を、第1の搬送ベルト224から第1のセパレータ基材211に転写する。第1の転写部226では、第1のセパレータ基材211が搬送される方向と、負極20が搬送される方向とが同じであるので、第1の搬送ベルト224から第1のセパレータ基材211への負極20の転写を円滑に行うことができる。 A first rotary table 281 that rotates the negative electrode 20 cut out from the first electrode base material 221 by 90 degrees is disposed downstream of the first cutting member 225 in the moving direction of the first conveying belt 224. . The cut-out negative electrode 20 is once adsorbed from the first conveying belt 224 to the first rotary table 281 and rotated 90 degrees and then adsorbed again to the first conveying belt 224. FIG. 8A shows the orientation of the negative electrode 20 when cut out, and FIG. 8B shows the orientation of the negative electrode 20 after being rotated 90 degrees. The movement of the negative electrode 20 between the first conveyor belt 224 and the first rotary table 281 is caused by the suction force of the first conveyor belt 224 at the position facing the first rotary table 281 and the first rotation. This is done by controlling the strength with the suction force of the table 281. An application unit 282 for applying an adhesive 285 for temporarily fixing the negative electrode 20 and the first separator substrate 211 to the negative electrode 20 is provided downstream of the first rotary table 281 in the moving direction of the first conveying belt 224. Is arranged. As shown in FIG. 8C, the adhesive 285 is applied to the four corners of the negative electrode 20. The driving roller 224a is driven to move between a transfer position where the first conveyance belt 224 is brought into contact with the first suction roller 215 and a retreat position where the first conveyance belt 224 is separated from the first suction roller 215. The The movement drive is performed via an actuator, a link mechanism or the like (not shown). By moving the driving roller 224a to the transfer position, the first transport belt 224 comes into contact with the first suction roller 215 via the first separator substrate 211, and the first transfer unit 226 is configured. In the first transfer unit 226, the cut-out negative electrode 20 is transferred from the first transport belt 224 to the first separator substrate 211. In the first transfer unit 226, the direction in which the first separator base material 211 is transported is the same as the direction in which the negative electrode 20 is transported, so the first separator base material 211 is transported from the first transport belt 224. The negative electrode 20 can be smoothly transferred to the substrate.
なお、接着剤285の塗布に代えて、吸着方式によって、負極20を第1のセパレータ基材211に保持するようにしてもよい。 Note that the negative electrode 20 may be held on the first separator substrate 211 by an adsorption method instead of the application of the adhesive 285.
第2の形成部230は、正極40を、長尺形状を有する第2のセパレータ基材231に、第2のセパレータ基材231が伸びる方向に沿って並べて保持した第2の連続体232を形成する。第2のセパレータ基材231は、第2のセパレータロール234に巻回されている。第2のセパレータロール234から繰り出した第2のセパレータ基材231の先端は、積層治具201に止め付けている。積層治具201を回転することによって、第2のセパレータ基材231を、第2のセパレータロール234から順次繰り出して搬送する。第2のセパレータ基材231は、第2のサクションローラー235および複数のガイドローラー236を介して搬送される。第2のテンション付与部233は、第2のセパレータロール234の回転軸に接続され第2のセパレータロール234の回転を止める方向のブレーキ力を作用させる第2のブレーキ233から構成される。搬送される第2のセパレータ基材231に適切なテンションを付与し、弛みが生じないようにするためである。 The second forming unit 230 forms a second continuous body 232 in which the positive electrode 40 is held side by side along the direction in which the second separator substrate 231 extends on the second separator substrate 231 having a long shape. To do. The second separator substrate 231 is wound around the second separator roll 234. The tip of the second separator substrate 231 fed out from the second separator roll 234 is fixed to the stacking jig 201. By rotating the stacking jig 201, the second separator base material 231 is sequentially fed from the second separator roll 234 and conveyed. The second separator base 231 is conveyed via the second suction roller 235 and the plurality of guide rollers 236. The second tension applying unit 233 includes a second brake 233 that is connected to the rotation shaft of the second separator roll 234 and applies a braking force in a direction to stop the rotation of the second separator roll 234. This is because an appropriate tension is applied to the second separator base material 231 to be conveyed so that no looseness occurs.
第2の形成部230は、長尺形状を有する第2の電極基材241から正極40を切り出す第2の切り出し部240を含んでいる。正極40用の第2の電極基材241は、第2の電極ロール242に巻回されている。第2の電極基材241は、第2の電極ロール242から繰り出され、複数のガイドローラー243を介して、第2の切り出し部240に供給される。第2の切り出し部240は、第1の切り出し部220と同様に構成され、第2の電極基材241を吸着搬送する第2の搬送ベルト244と、第2の搬送ベルト244上で第2の電極基材241を切断する第2の切断部材245と、切り出した正極40を第2の搬送ベルト244から第2のセパレータ基材231に転写させる第2の転写部246と、を備えている。第2の搬送ベルト244は、無端状のサクションベルトから構成され、駆動ローラー244aと従動ローラー244bとの間に掛け渡される。第2の切断部材245は、レーザーカッターから構成する。サクションベルトはステンレス製ベルトであり、第2の電極基材241および切り出した正極40を吸着する吸着用孔と、レーザーを透過させるスリットとが形成されている。第2の搬送ベルト244の内側には吸引部247が配置され、吸引部247は真空ポンプ248に接続されている。第2の電極基材241を第2の搬送ベルト244に吸着させて搬送し、レーザーカッターによって第2の電極基材241を切断する。切断部では、レーザーは第2の搬送ベルト244のスリットを通る。スリットから空気も吸引され、この空気と一緒にスパッターも吸引部247に吸引捕捉される。スリットから切断時のアシストガスも吸引されるので、切断部にアシストガスが集中する。このため、スパッターが減少し、バリの発生を抑えることができる。第2の電極基材241から正極40を切り出した後の端材は、回収ボックス249に回収する。 The 2nd formation part 230 contains the 2nd cut-out part 240 which cuts out the positive electrode 40 from the 2nd electrode base material 241 which has a long shape. The second electrode substrate 241 for the positive electrode 40 is wound around the second electrode roll 242. The second electrode substrate 241 is fed out from the second electrode roll 242 and supplied to the second cutout part 240 via the plurality of guide rollers 243. The second cutout unit 240 is configured in the same manner as the first cutout unit 220, and the second conveyance belt 244 that sucks and conveys the second electrode base material 241 and the second conveyance belt 244 on the second conveyance belt 244. A second cutting member 245 for cutting the electrode base material 241 and a second transfer unit 246 for transferring the cut positive electrode 40 from the second transport belt 244 to the second separator base material 231 are provided. The second conveying belt 244 is configured by an endless suction belt, and is stretched between the driving roller 244a and the driven roller 244b. The 2nd cutting member 245 comprises a laser cutter. The suction belt is a stainless steel belt, and is formed with an adsorption hole for adsorbing the second electrode substrate 241 and the cut out positive electrode 40, and a slit through which a laser is transmitted. A suction unit 247 is disposed inside the second transport belt 244, and the suction unit 247 is connected to the vacuum pump 248. The second electrode substrate 241 is adsorbed and conveyed by the second conveyance belt 244, and the second electrode substrate 241 is cut by a laser cutter. In the cutting part, the laser passes through the slit of the second conveyor belt 244. Air is also sucked from the slit, and the sputter is sucked and captured by the sucking portion 247 together with the air. Since assist gas at the time of cutting is also sucked from the slit, the assist gas concentrates on the cutting portion. For this reason, spatter is reduced and generation of burrs can be suppressed. The end material after cutting out the positive electrode 40 from the second electrode substrate 241 is collected in a collection box 249.
第2の切断部材245よりも第2の搬送ベルト244の移動方向下流側には、第2の電極基材241から切り出した正極40を90度回転する第2の回転テーブル283が配置されている。切り出した正極40は、第2の搬送ベルト244から第2の回転テーブル283に一旦吸着され、90度回転した後に第2の搬送ベルト244に再び吸着される。第2の搬送ベルト244と第2の回転テーブル283との間の正極40の移動は、第2の回転テーブル283に面する位置での第2の搬送ベルト244の吸引力と、第2の回転テーブル283の吸引力との強弱を制御することにより行う。第2の回転テーブル283よりも第2の搬送ベルト244の移動方向下流側には、正極40と第2のセパレータ基材231とを仮止めする接着剤285を正極40に塗布する塗布部274が配置されている。接着剤285は正極40の四隅に塗布する。駆動ローラー244aは、第2の搬送ベルト244を第2のサクションローラー235に接触させる転写位置と、第2の搬送ベルト244を第2のサクションローラー235から離間させる退避位置との間を移動駆動される。移動駆動は、図示しないアクチュエータやリンク機構などを介して行う。駆動ローラー244aを転写位置に移動することによって、第2の搬送ベルト244が第2のセパレータ基材231を介して第2のサクションローラー235に接触し、第2の転写部246が構成される。この第2の転写部246において、切り出した正極40を、第2の搬送ベルト244から第2のセパレータ基材231に転写する。第2の転写部246では、第2のセパレータ基材231が搬送される方向と、正極40が搬送される方向とが同じであるので、第2の搬送ベルト244から第2のセパレータ基材231への正極40の転写を円滑に行うことができる。 A second rotary table 283 that rotates the positive electrode 40 cut out from the second electrode base material 241 by 90 degrees is disposed downstream of the second cutting member 245 in the moving direction of the second transport belt 244. . The cut out positive electrode 40 is once adsorbed from the second conveyance belt 244 to the second rotary table 283, rotated 90 degrees, and again adsorbed to the second conveyance belt 244. The movement of the positive electrode 40 between the second conveyor belt 244 and the second rotary table 283 is caused by the suction force of the second conveyor belt 244 at the position facing the second rotary table 283 and the second rotation. This is done by controlling the strength of the suction force of the table 283. An application unit 274 that applies an adhesive 285 for temporarily fixing the positive electrode 40 and the second separator substrate 231 to the positive electrode 40 is provided downstream of the second rotary table 283 in the moving direction of the second conveying belt 244. Is arranged. The adhesive 285 is applied to the four corners of the positive electrode 40. The driving roller 244a is driven to move between a transfer position where the second conveyor belt 244 is brought into contact with the second suction roller 235 and a retracted position where the second conveyor belt 244 is separated from the second suction roller 235. The The movement drive is performed via an actuator, a link mechanism or the like (not shown). By moving the driving roller 244a to the transfer position, the second transport belt 244 comes into contact with the second suction roller 235 via the second separator base material 231, and the second transfer unit 246 is configured. In the second transfer unit 246, the cut out positive electrode 40 is transferred from the second transport belt 244 to the second separator base 231. In the second transfer unit 246, the direction in which the second separator base 231 is transported and the direction in which the positive electrode 40 is transported are the same, and therefore, the second separator base 231 is transported from the second transport belt 244. The positive electrode 40 can be transferred smoothly.
なお、接着剤285の塗布に代えて、吸着方式によって、正極40を第2のセパレータ基材231に保持するようにしてもよい。 Note that the positive electrode 40 may be held on the second separator substrate 231 by an adsorption method instead of the application of the adhesive 285.
積層治具201は、多角柱形状を有し、複数の支持面202a〜202dを有している。図示する積層治具201は、断面が正方形をなす四角柱形状を有し、4つの支持面202a〜202dを有している。積層治具201は、回転軸204に接続された駆動部203を有する。駆動部203は、モータMや歯車列などから構成される。駆動部203によって積層治具201を単位角度回転することによって、第1の連続体212と第2の連続体232とが重なり合って積層治具201に巻きつけられ、支持面202a〜202dのそれぞれにサブアッシーユニット51が積層される。図示する積層治具201は4つの支持面202a〜202dを有しているので、単位角度は90度である。 The stacking jig 201 has a polygonal column shape and has a plurality of support surfaces 202a to 202d. The illustrated stacking jig 201 has a quadrangular prism shape with a square cross section, and includes four support surfaces 202a to 202d. The stacking jig 201 has a drive unit 203 connected to the rotating shaft 204. The drive unit 203 includes a motor M, a gear train, and the like. By rotating the stacking jig 201 by a unit angle by the drive unit 203, the first continuous body 212 and the second continuous body 232 are overlapped and wound around the stacking jig 201, and are respectively wound around the support surfaces 202a to 202d. The sub assembly unit 51 is laminated. Since the illustrated stacking jig 201 has four support surfaces 202a to 202d, the unit angle is 90 degrees.
第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231は通気性を有している。積層治具201は、隣り合う支持面202a〜202dの間において第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を吸引する吸引部材205を備えている。隣り合う支持面202a〜202dの間には、第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を吸着する吸着用が形成されている。積層治具201の内側には吸引部206が配置され、吸引部206は真空ポンプ207に接続されている。これら吸着用孔、吸引部206、および真空ポンプ207などによって吸引部材205を構成している。負極20間の第1のセパレータ基材211が露出した部分、および正極40間の第2のセパレータ基材231が露出した部分を吸引して積層治具201に吸着することによって、第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231が積層治具201に向けて押さえ付けられる。これにより、積層時の負極20および正極40にシワが発生することを抑制する。 The 1st separator base material 211 and the 2nd separator base material 231 have air permeability. The stacking jig 201 includes a suction member 205 that sucks the first separator base material 211 and the second separator base material 231 between the adjacent support surfaces 202a to 202d. Between the adjacent support surfaces 202a to 202d, an adsorbent for adsorbing the first separator substrate 211 and the second separator substrate 231 is formed. A suction unit 206 is disposed inside the stacking jig 201, and the suction unit 206 is connected to a vacuum pump 207. The suction member 205 includes the suction holes, the suction unit 206, the vacuum pump 207, and the like. The first separator base material 211 between the negative electrodes 20 and the exposed part of the second separator base material 231 between the positive electrodes 40 are sucked and adsorbed to the laminating jig 201, whereby the first separator The base material 211 and the second separator base material 231 are pressed toward the stacking jig 201. Thereby, it is suppressed that wrinkles generate | occur | produce in the negative electrode 20 and the positive electrode 40 at the time of lamination | stacking.
積層治具201は、支持面202a〜202dのそれぞれにサブアッシーユニット51を例えば6層積層するまで、第1の連続体212と第2の連続体232とを重ね合わせて巻き付ける。第1の連続体212と第2の連続体232とを積層治具201に巻き付けることによって、積層治具201の角部の近傍は第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231のみが積層された状態となる。 The stacking jig 201 wraps the first continuous body 212 and the second continuous body 232 in an overlapping manner until, for example, six layers of the subassembly unit 51 are stacked on each of the support surfaces 202a to 202d. By winding the first continuum 212 and the second continuum 232 around the stacking jig 201, only the first separator base 211 and the second separator base 231 are near the corners of the stacking jig 201. Are stacked.
分離部250は、隣り合う支持面202a〜202dに積層された隣り合うサブアッシーユニット51同士を接続する第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を切断する例えばセパレータ切断刃251を有する。第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を切断することによって、4つの支持面202a〜202dのそれぞれに積層されたアッシーユニット50を支持面202a〜202dごとに分離する。これによって、サブアッシーユニット51を複数積層してなるアッシーユニット50を、4個、同時に得ることができる。 The separation unit 250 includes, for example, a separator cutting blade 251 that cuts the first separator base material 211 and the second separator base material 231 that connect the adjacent subassembly units 51 stacked on the adjacent support surfaces 202a to 202d. Have. By cutting the first separator substrate 211 and the second separator substrate 231, the assembly unit 50 stacked on each of the four support surfaces 202 a to 202 d is separated for each of the support surfaces 202 a to 202 d. Thereby, four assembly units 50 formed by laminating a plurality of sub assembly units 51 can be obtained simultaneously.
制御部260は、CPUやメモリーを主体にして構成され、第1の形成部210、第2の形成部230、駆動部203、および分離部250のそれぞれの作動を制御する。 The control unit 260 is configured mainly with a CPU and a memory, and controls the operations of the first forming unit 210, the second forming unit 230, the driving unit 203, and the separating unit 250.
制御部260は、第1の形成部210において、負極20を第1のセパレータ基材211に保持する第1のタイミングを、保持した負極20が、積層治具201の回転によって第1のセパレータ基材211が送られて次の支持面202a〜202d(たとえば、202a)上に積層されるタイミングに設定する。制御部260は、第2の形成部230において、正極40を第2のセパレータ基材231に保持する第2のタイミングを、保持した正極40が、積層治具201の回転によって第2のセパレータ基材231が送られて次の支持面202a〜202d(たとえば、202a)上に積層されるタイミングに設定する。サブアッシーユニット51の積層数が多くなるにつれて第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231の送り量が大きくなるが、制御部260は、第1のタイミングおよび第2のタイミングのそれぞれを同じまま維持している。 In the first forming unit 210, the control unit 260 has a first timing for holding the negative electrode 20 on the first separator base material 211. The timing is set such that the material 211 is fed and stacked on the next support surfaces 202a to 202d (for example, 202a). In the second forming unit 230, the control unit 260 has a second timing for holding the positive electrode 40 on the second separator base material 231, and the positive electrode 40 holding the second separator base 201 is rotated by the rotation of the stacking jig 201. The timing is set such that the material 231 is fed and stacked on the next support surfaces 202a to 202d (for example, 202a). The feed amount of the first separator base material 211 and the second separator base material 231 increases as the number of stacked sub assembly units 51 increases, but the control unit 260 controls each of the first timing and the second timing. Are kept the same.
図9を参照して、台車200は、移動自在なベース271と、ベース271上に設けられ積層治具201に挿通された回転軸204を回転自在に支持する支持ポスト272と、回転軸204に同軸に設けられ積層治具201上のアッシーユニット50をクランプするクランプ部273と、ベース271上に設けられ回転軸204に接続される駆動部203と、を有する。駆動部203は、モータMや歯車列などから構成される。クランプ部273は、積層治具201の支持面202a〜202d上にスライド移動自在なクランプ片274と、クランプ片274を支持面202a〜202dに向かい合う位置と積層治具201に干渉しない位置との間で進退させる進退用シリンダ275と、クランプ片274を径方向に沿って昇降させる昇降用シリンダ276と、を有する。進退用シリンダ275はたとえばロッドレスシリンダから構成し、昇降用シリンダ276はガイド付きシリンダから構成する。積層治具201の下方位置には、準備部102において負極20を1枚載置したパレット301、および積層治具201上のアッシーユニット50をパレット301に移すために使用するフィンガー部302が移動自在に設けられている。図11(A)に示すように、クランプ片274には、フィンガー部302の移動を許容する通過部274aが形成されている。図11(C)に示すように、パレット301には、フィンガー部302の移動を許容する通過部301aが形成されている。 Referring to FIG. 9, the carriage 200 includes a movable base 271, a support post 272 that is provided on the base 271 and rotatably supports a rotating shaft 204 inserted through the stacking jig 201, and a rotating shaft 204. It has a clamp part 273 that is provided coaxially and clamps the assembly unit 50 on the stacking jig 201, and a drive part 203 that is provided on the base 271 and connected to the rotating shaft 204. The drive unit 203 includes a motor M, a gear train, and the like. The clamp part 273 includes a clamp piece 274 that is slidable on the support surfaces 202a to 202d of the stacking jig 201, and a position between the clamp piece 274 that faces the support surfaces 202a to 202d and a position that does not interfere with the stacking jig 201. And an advancing / retreating cylinder 275 for moving forward and backward, and a lifting / lowering cylinder 276 for lifting and lowering the clamp piece 274 along the radial direction. The advancing / retreating cylinder 275 is composed of, for example, a rodless cylinder, and the ascending / descending cylinder 276 is composed of a guided cylinder. A pallet 301 on which one negative electrode 20 is placed in the preparation unit 102 and a finger unit 302 used to move the assembly unit 50 on the lamination jig 201 to the pallet 301 are freely movable below the lamination jig 201. Is provided. As shown in FIG. 11A, the clamp piece 274 is formed with a passage portion 274a that allows the finger portion 302 to move. As shown in FIG. 11C, the pallet 301 is formed with a passage portion 301a that allows the finger portion 302 to move.
アッシーユニット50を積層治具201から取り出す手順について説明する。アッシーユニット50の取り出しは、台車200を取り出し位置P1(図4を参照)に移動させて行う。回転軸204の位置を割り出し、積層治具201の下方位置に、パレット301、およびフィンガー部302を移動させる(図9を参照)。昇降用シリンダ276によって、進退用シリンダ275およびクランプ片274を径方向外方に上昇させる。進退用シリンダ275によって、クランプ片274を支持面202a〜202dに向かい合う位置まで前進させ、昇降用シリンダ276によって、進退用シリンダ275およびクランプ片274を径方向内方に下降させる(図10(A)を参照)。これによって、積層治具201における4つの支持面202a〜202d上のそれぞれのアッシーユニット50をクランプする。分離部250によって第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を切断し、アッシーユニット50を支持面202a〜202dごとに分離する。クランプ片274によってアッシーユニット50を押さえた状態で、フィンガー部302をアッシーユニット50に向けて上昇させる(図11(A)を参照)。アッシーユニット50をフィンガー部302に移した後、昇降用シリンダ276によって、進退用シリンダ275およびクランプ片274を径方向外方に上昇させ、進退用シリンダ275によって、クランプ片274を積層治具201に干渉しない位置まで後退させる(図10(B)、図11(B)を参照)。そして、アッシーユニット50をパレット301に移した後、フィンガー部302をパレット301に干渉しない位置に退避させる(図11(C)を参照)。1つのアッシーユニット50の取り出しが終了すると、回転軸204を90度回転し、残っているアッシーユニット50を下方に位置させ、上述した取り出し動作を繰り返す。 A procedure for taking out the assembly unit 50 from the stacking jig 201 will be described. The assembly unit 50 is removed by moving the carriage 200 to the removal position P1 (see FIG. 4). The position of the rotating shaft 204 is determined, and the pallet 301 and the finger part 302 are moved to a position below the stacking jig 201 (see FIG. 9). The advancing / retreating cylinder 275 and the clamp piece 274 are raised radially outward by the elevating cylinder 276. The clamp piece 274 is advanced to a position facing the support surfaces 202a to 202d by the advance / retreat cylinder 275, and the advance / retreat cylinder 275 and the clamp piece 274 are lowered inward in the radial direction by the elevating cylinder 276 (FIG. 10A). See). Thereby, each assembly unit 50 on the four support surfaces 202a to 202d in the stacking jig 201 is clamped. The first separator base material 211 and the second separator base material 231 are cut by the separation unit 250, and the assembly unit 50 is separated for each of the support surfaces 202a to 202d. In a state where the assembly unit 50 is pressed by the clamp piece 274, the finger portion 302 is raised toward the assembly unit 50 (see FIG. 11A). After the assembly unit 50 is moved to the finger portion 302, the advance / retreat cylinder 275 and the clamp piece 274 are raised radially outward by the lifting cylinder 276, and the clamp piece 274 is attached to the stacking jig 201 by the advance / retreat cylinder 275. Retreat to a position where there is no interference (see FIGS. 10B and 11B). Then, after the assembly unit 50 is moved to the pallet 301, the finger portion 302 is retracted to a position where it does not interfere with the pallet 301 (see FIG. 11C). When the removal of one assembly unit 50 is completed, the rotating shaft 204 is rotated 90 degrees, the remaining assembly unit 50 is positioned downward, and the above-described extraction operation is repeated.
図12を参照して、準備部102には、長尺形状を有する負極20の電極基材から負極20を切り出す第3の切り出し部310を含んでいる。負極20の電極基材311は、第3の電極ロール312に巻回されている。負極20の電極基材311は、第3の電極ロール312から繰り出され、第3の切り出し部310に供給される。第3の切り出し部310は、負極20の電極基材311を吸着搬送する第3の搬送ベルト314と、第3の搬送ベルト314上で負極20の電極基材311を切断する第3の切断部材315と、切り出した負極20を第3の搬送ベルト314からパレット301上に吸着搬送する吸着搬送部316と、を備えている。第3の搬送ベルト314は、無端状のサクションベルトから構成され、駆動ローラー314aと従動ローラー314bとの間に掛け渡される。第3の切断部材315は、レーザーカッターから構成する。サクションベルトはステンレス製ベルトであり、第3の電極基材および切り出した負極20を吸着する吸着用孔と、レーザーを透過させるスリットとが形成されている。第3の搬送ベルト314の内側には吸引部317が配置され、吸引部317は真空ポンプ318に接続されている。負極20の電極基材311を第3の搬送ベルト314に吸着させて搬送し、レーザーカッターによって負極20の電極基材311を切断する。切断部では、レーザーは第3の搬送ベルト314のスリットを通る。スリットから空気も吸引され、この空気と一緒にスパッターも吸引部317に吸引捕捉される。スリットから切断時のアシストガスも吸引されるので、切断部にアシストガスが集中する。このため、スパッターが減少し、バリの発生を抑えることができる。負極20の電極基材311から負極20を切り出した後の端材311aは、回収ボックス319に回収する。吸着搬送部316は、第3の搬送ベルト314とパレット301との間を移動自在に設けられた吸着パッド316aを有する。吸着パッド316aによって、切り出した負極20を第3の搬送ベルト314から吊り上げて、パレット301上に搬送する。 Referring to FIG. 12, the preparation unit 102 includes a third cutout unit 310 that cuts out the negative electrode 20 from the electrode substrate of the negative electrode 20 having a long shape. The electrode base 311 of the negative electrode 20 is wound around the third electrode roll 312. The electrode base material 311 of the negative electrode 20 is fed out from the third electrode roll 312 and supplied to the third cutout part 310. The third cutout unit 310 includes a third conveyance belt 314 that sucks and conveys the electrode base material 311 of the negative electrode 20, and a third cutting member that cuts the electrode base material 311 of the negative electrode 20 on the third conveyance belt 314. 315, and a suction conveyance unit 316 that sucks and conveys the cut-out negative electrode 20 from the third conveyance belt 314 onto the pallet 301. The third conveyor belt 314 is composed of an endless suction belt, and is stretched between the driving roller 314a and the driven roller 314b. The third cutting member 315 is composed of a laser cutter. The suction belt is a stainless steel belt, and is formed with an adsorption hole for adsorbing the third electrode substrate and the cut-out negative electrode 20, and a slit through which a laser is transmitted. A suction unit 317 is disposed inside the third transport belt 314, and the suction unit 317 is connected to the vacuum pump 318. The electrode substrate 311 of the negative electrode 20 is adsorbed and conveyed by the third conveyance belt 314, and the electrode substrate 311 of the negative electrode 20 is cut by a laser cutter. In the cutting part, the laser passes through the slit of the third conveyor belt 314. Air is also sucked from the slit, and the sputter is sucked and captured by the suction portion 317 together with the air. Since assist gas at the time of cutting is also sucked from the slit, the assist gas concentrates on the cutting portion. For this reason, spatter is reduced and generation of burrs can be suppressed. The end material 311 a after the negative electrode 20 is cut out from the electrode base material 311 of the negative electrode 20 is collected in a collection box 319. The suction conveyance unit 316 has a suction pad 316 a provided so as to be movable between the third conveyance belt 314 and the pallet 301. The cut-out negative electrode 20 is lifted from the third transport belt 314 by the suction pad 316a and transported onto the pallet 301.
次に、非双極型電池10の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the non-bipolar battery 10 will be described.
まず、負極20を、長尺形状を有する第1のセパレータ基材211に、第1のセパレータ基材211が伸びる方向に沿って並べて保持した第1の連続体212を形成する。 First, the first continuous body 212 is formed in which the negative electrode 20 is held on the first separator base material 211 having an elongated shape along the direction in which the first separator base material 211 extends.
第1の連続体212を形成する工程では、長尺形状を有する第1の電極基材221から負極20を切り出す。この工程においては、第1の電極基材221を吸着搬送する第1の搬送ベルト224上で第1の電極基材221を切断し、切り出した負極20を、第1の搬送ベルト224から第1のセパレータ基材211に転写させる。 In the step of forming the first continuous body 212, the negative electrode 20 is cut out from the first electrode substrate 221 having a long shape. In this step, the first electrode base material 221 is cut on the first transport belt 224 that sucks and transports the first electrode base material 221, and the cut-out negative electrode 20 is transferred from the first transport belt 224 to the first transport belt 224. The separator substrate 211 is transferred.
第1の連続体212を形成する工程において、制御部260は、負極20を第1のセパレータ基材211に保持する第1のタイミングを、保持した負極20が、積層治具201の回転によって第1のセパレータ基材211が送られて次の支持面202a〜202d(たとえば、202a)上に積層されるタイミングに設定している。 In the step of forming the first continuous body 212, the control unit 260 performs the first timing for holding the negative electrode 20 on the first separator base material 211. The timing is set such that one separator substrate 211 is fed and stacked on the next support surfaces 202a to 202d (for example, 202a).
正極40を、長尺形状を有する第2のセパレータ基材231に、第2のセパレータ基材231が伸びる方向に沿って並べて保持した第2の連続体232を形成する。 A second continuous body 232 in which the positive electrode 40 is held side by side along the direction in which the second separator base material 231 extends is formed on the second separator base material 231 having a long shape.
第2の連続体232を形成する工程では、長尺形状を有する第2の電極基材241から正極40を切り出す。この工程においては、第2の電極基材241を吸着搬送する第2の搬送ベルト244上で第2の電極基材241を切断し、切り出した正極40を、第2の搬送ベルト244から第2のセパレータ基材231に転写させる。 In the step of forming the second continuous body 232, the positive electrode 40 is cut out from the second electrode substrate 241 having a long shape. In this step, the second electrode base material 241 is cut on the second transport belt 244 that sucks and transports the second electrode base material 241, and the cut out positive electrode 40 is transferred from the second transport belt 244 to the second transport belt 244. To the separator substrate 231.
第2の連続体232を形成する工程において、制御部260は、正極40を第2のセパレータ基材231に保持する第2のタイミングを、保持した正極40が、積層治具201の回転によって第2のセパレータ基材231が送られて次の支持面202a〜202d(たとえば、202a)上に積層されるタイミングに設定している。 In the step of forming the second continuous body 232, the control unit 260 performs the second timing for holding the positive electrode 40 on the second separator base material 231. The timing is set such that the second separator base material 231 is fed and stacked on the next support surfaces 202a to 202d (for example, 202a).
次いで、複数の支持面202a〜202dが形成された回転自在な積層治具201に、第1の連続体212と第2の連続体232とを重ね合わせながら巻き付けることによって、支持面202a〜202dのそれぞれにサブアッシーユニット51を複数積層する。この工程においては、第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231にテンションを作用させながら、第1の連続体212および第2の連続体232を積層治具201に巻き付ける。搬送される第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231に適切なテンションを付与することによって、弛みが生じないように第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を搬送し積層できる。 Next, the first continuous body 212 and the second continuous body 232 are wound around each other on the rotatable stacking jig 201 on which the plurality of support surfaces 202a to 202d are formed, so that the support surfaces 202a to 202d are wound. A plurality of sub-assembly units 51 are stacked on each. In this step, the first continuous body 212 and the second continuous body 232 are wound around the stacking jig 201 while applying tension to the first separator base material 211 and the second separator base material 231. By applying appropriate tension to the first separator base material 211 and the second separator base material 231 to be conveyed, the first separator base material 211 and the second separator base material 231 are prevented from being loosened. Can be transported and stacked.
また、隣り合う支持面202a〜202dの間において第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を吸引しながら、第1の連続体212および第2の連続体232を積層治具201に巻き付ける。負極20間の第1のセパレータ基材211が露出した部分、および正極40間の第2のセパレータ基材231が露出した部分を吸引して積層治具201に吸着することによって、第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231が積層治具201に向けて押さえ付けられる。これにより、積層時の負極20および正極40にシワが発生することを抑制できる。 Further, the first continuum 212 and the second continuum 232 are attached to the stacking jig 201 while sucking the first separator base material 211 and the second separator base material 231 between the adjacent support surfaces 202a to 202d. Wrap around. The first separator base material 211 between the negative electrodes 20 and the exposed part of the second separator base material 231 between the positive electrodes 40 are sucked and adsorbed to the laminating jig 201, whereby the first separator The base material 211 and the second separator base material 231 are pressed toward the stacking jig 201. Thereby, it can suppress that a wrinkle generate | occur | produces in the negative electrode 20 and the positive electrode 40 at the time of lamination | stacking.
サブアッシーユニット51の積層数が多くなるにつれて第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231の送り量が大きくなる。制御部260は、積層治具201の回転によって第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231が送られて、負極20および正極40が次の支持面202a〜202d上に積層されるタイミング(第1のタイミングおよび第2のタイミング)を維持している。このため、サブアッシーユニット51の積層数が多くなるにつれて第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231の送り量が大きくなっても、負極20および正極40の積層ずれが生じることがない。 The feed amount of the first separator base material 211 and the second separator base material 231 increases as the number of subassembly units 51 stacked increases. The controller 260 sends the first separator base material 211 and the second separator base material 231 by the rotation of the stacking jig 201, and the negative electrode 20 and the positive electrode 40 are stacked on the next support surfaces 202a to 202d. The timing (first timing and second timing) is maintained. For this reason, even if the feed amounts of the first separator base material 211 and the second separator base material 231 increase as the number of sub-assy units 51 stacked increases, the negative electrode 20 and the positive electrode 40 may be misaligned. Absent.
所定数のサブアッシーユニット51の積層が終了すると、第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を切断し、アッシーユニット50の取り出しを行う取り出し位置P1(図4を参照)まで台車200を移動させる。台車200に設けたクランプ部273によって、積層治具201における4つの支持面202a〜202d上のそれぞれのアッシーユニット50をクランプする(図10(A)を参照)。 When the predetermined number of sub-assembly units 51 are stacked, the first separator base material 211 and the second separator base material 231 are cut, and the carriage is moved to the take-out position P1 (see FIG. 4) where the assembly unit 50 is taken out. Move 200. The assembly units 50 on the four support surfaces 202a to 202d in the stacking jig 201 are clamped by the clamp portions 273 provided on the carriage 200 (see FIG. 10A).
次いで、分離部250によって、隣り合う支持面202a〜202dに積層された隣り合うサブアッシーユニット51同士を接続する第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を切断して、アッシーユニット50を支持面202a〜202dごとに分離する。これによって、サブアッシーユニット51を複数積層してなるアッシーユニット50を、支持面202a〜202dの個数(図示例では4個)、同時に得ることができる。 Next, the separation unit 250 cuts the first separator base material 211 and the second separator base material 231 that connect the adjacent sub-assembly units 51 stacked on the adjacent support surfaces 202a to 202d, and the assembly unit 50 is separated for each of the support surfaces 202a to 202d. Thereby, the assembly unit 50 formed by laminating a plurality of sub assembly units 51 can be obtained simultaneously with the number of support surfaces 202a to 202d (four in the illustrated example).
準備部102においては、負極20を切り出して、パレット301上に載置している。アッシーユニット50を1個ずつ積層治具201から取り出し、搬出部103において、アッシーユニット50をパレット301上に移して搬出する。これによって、両最外層に負極20を位置させた発電要素11の形成が終了する。 In the preparation unit 102, the negative electrode 20 is cut out and placed on the pallet 301. The assembly unit 50 is taken out from the stacking jig 201 one by one, and the assembly unit 50 is moved onto the pallet 301 and carried out at the carry-out unit 103. Thereby, the formation of the power generation element 11 in which the negative electrode 20 is positioned in both outermost layers is completed.
この後、発電要素11にタブを接合する工程、ラミネートシート12によって発電要素11を封止する等、公知の工程を経て、非双極型電池10の製造が完了する。 Thereafter, the production of the non-bipolar battery 10 is completed through a known process such as a step of bonding a tab to the power generation element 11 and a sealing of the power generation element 11 with the laminate sheet 12.
以上説明したように、本実施形態に係る製造方法は、第1の連続体212を形成する工程と、第2の連続体232を形成する工程と、第1の連続体212と第2の連続体232とを重ね合わせながら巻き付けることによって積層治具201の支持面202a〜202dのそれぞれにサブアッシーユニット51を複数積層する工程と、アッシーユニット50を支持面202a〜202dごとに分離する分離工程と、を有し、さらに、本実施形態に係る製造装置100は上記の製造方法を具現化したものである。 As described above, the manufacturing method according to the present embodiment includes the step of forming the first continuous body 212, the step of forming the second continuous body 232, the first continuous body 212, and the second continuous body. A step of laminating a plurality of sub assembly units 51 on each of the support surfaces 202a to 202d of the stacking jig 201 by winding the body 232 while overlapping them, and a separation step of separating the assembly unit 50 for each of the support surfaces 202a to 202d. In addition, the manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment embodies the above manufacturing method.
かかる本実施形態によれば、正極40と負極20との間にセパレータ30を介在させる必要がある非双極型電池10を製造するに当たり、電極の配置順が複雑になったり、積層治具201における支持面202a〜202dの数の制約を受けたりすることがなく、非双極型電池10を製造する際の生産性の向上を図ることが可能となる。 According to the present embodiment, in manufacturing the non-bipolar battery 10 in which the separator 30 needs to be interposed between the positive electrode 40 and the negative electrode 20, the arrangement order of the electrodes becomes complicated, Without being restricted by the number of the support surfaces 202a to 202d, it becomes possible to improve productivity when manufacturing the non-bipolar battery 10.
また、積層治具201の回転によって第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231が送られて、負極20および正極40が次の支持面202a〜202d上に積層されるタイミング(第1のタイミングおよび第2のタイミング)を維持している。このため、サブアッシーユニット51の積層数が多くなるにつれて第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231の送り量が大きくなっても、負極20および正極40の積層ずれが生じることがない。第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231の送り量の増大に合致するように負極20および正極40を配置するピッチを変更する機構を設ける必要がなく、製造装置100の構造の簡素化および設備費の低減を図ることができる。 Further, the first separator base material 211 and the second separator base material 231 are sent by the rotation of the stacking jig 201 and the negative electrode 20 and the positive electrode 40 are stacked on the next support surfaces 202a to 202d (first 1 timing and second timing). For this reason, even if the feed amounts of the first separator base material 211 and the second separator base material 231 increase as the number of sub-assy units 51 stacked increases, the negative electrode 20 and the positive electrode 40 may be misaligned. Absent. There is no need to provide a mechanism for changing the pitch at which the negative electrode 20 and the positive electrode 40 are arranged so as to match the increase in the feed amount of the first separator substrate 211 and the second separator substrate 231, and the structure of the manufacturing apparatus 100 Simplification and reduction of equipment costs can be achieved.
また、第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231にテンションを作用させながら、第1の連続体212および第2の連続体232を積層治具201に巻き付けるので、弛みが生じないように第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を搬送し積層できる。 Further, since the first continuous body 212 and the second continuous body 232 are wound around the stacking jig 201 while applying tension to the first separator base material 211 and the second separator base material 231, no slack is generated. Thus, the first separator base material 211 and the second separator base material 231 can be conveyed and stacked.
また、隣り合う支持面202a〜202dの間において第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を吸引しながら、第1の連続体212および第2の連続体232を積層治具201に巻き付けている。負極20間の第1のセパレータ基材211が露出した部分、および正極40間の第2のセパレータ基材231が露出した部分を吸引して積層治具201に吸着することによって、第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231が積層治具201に向けて押さえ付けられる。これにより、積層時の負極20および正極40にシワが発生することを抑制できる。 Further, the first continuum 212 and the second continuum 232 are attached to the stacking jig 201 while sucking the first separator base material 211 and the second separator base material 231 between the adjacent support surfaces 202a to 202d. It is wrapped around. The first separator base material 211 between the negative electrodes 20 and the exposed part of the second separator base material 231 between the positive electrodes 40 are sucked and adsorbed to the laminating jig 201, whereby the first separator The base material 211 and the second separator base material 231 are pressed toward the stacking jig 201. Thereby, it can suppress that a wrinkle generate | occur | produces in the negative electrode 20 and the positive electrode 40 at the time of lamination | stacking.
また、第1の連続体212を形成するに当たり、負極20の電極基材221を吸着搬送する第1の搬送ベルト224上で負極20の電極基材221を切断し、切り出した負極20を、第1の搬送ベルト224から第1のセパレータ基材211に転写させている。また、第2の連続体232を形成するに当たり、正極40の電極基材241を吸着搬送する第2の搬送ベルト244上で正極40の電極基材241を切断し、切り出した正極40を、第2の搬送ベルト244から第2のセパレータ基材231に転写させている。転写方式によることから、吸引方式によって電極を並べて配置する場合に比べて、高速な電極の受け渡しを行うことができ、非双極型電池10を製造する際の生産性をさらに高めることができる。 In forming the first continuous body 212, the electrode base material 221 of the negative electrode 20 is cut on the first transport belt 224 that sucks and transports the electrode base material 221 of the negative electrode 20, and the cut negative electrode 20 One transfer belt 224 is transferred to the first separator substrate 211. In forming the second continuous body 232, the electrode base material 241 of the positive electrode 40 is cut on the second transport belt 244 that sucks and transports the electrode base material 241 of the positive electrode 40, and the cut positive electrode 40 is replaced with Second transfer belt 244 is transferred to second separator substrate 231. Since it is based on the transfer method, it is possible to transfer the electrodes at a higher speed than in the case where the electrodes are arranged side by side by the suction method, and the productivity when manufacturing the non-bipolar battery 10 can be further increased.
(製造装置100のレイアウトの改変例)
図13(A)(B)は、製造装置100のレイアウトの改変例の要部を示す図である。
(Modification example of the layout of the manufacturing apparatus 100)
FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating a main part of a modified example of the layout of the manufacturing apparatus 100. FIG.
図13(A)に示すように、積層部101等を2列設けて、2系統のそれぞれでアッシーユニット50を製造してもよい。また、図13(B)に示すように、積層部101等を2列設け、取り出したアッシーユニット50を重ねるようにし、1系統を分割生産する形態でもよい。 As shown in FIG. 13A, the assembly unit 50 may be manufactured by providing two layers of the stacked portions 101 and the like, respectively. Further, as shown in FIG. 13B, a configuration may be adopted in which two rows of stacked portions 101 and the like are provided and the taken out assembly units 50 are stacked so that one system is divided and produced.
(分離部の改変例(1))
図14は、上述した実施形態の製造装置100の分離部の改変例(1)を示す図である。図15(A)は、分離部の改変例(1)の要部を示す図であり、図15(B)は、図15(A)に示される押圧部材の押圧片を示す図である。なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。以下、分離部の改変例(1)について説明する。
(Modification example of separation part (1))
FIG. 14 is a diagram illustrating a modification example (1) of the separation unit of the manufacturing apparatus 100 according to the above-described embodiment. FIG. 15A is a diagram showing a main part of a modified example (1) of the separation unit, and FIG. 15B is a diagram showing a pressing piece of the pressing member shown in FIG. 15A. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted. The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and are different from the actual ratios. Hereinafter, a modification example (1) of the separation unit will be described.
改変例(1)における分離部1250は、セパレータ切断刃1251の切断により生じる切り屑を集塵するための集塵部1252を設けている点において、上述した実施形態における分離部250と相違している。また、少なくとも一方の面に耐熱材を塗布した第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231を用いている点においても、上述した実施形態と相違している。 The separation unit 1250 in the modified example (1) is different from the separation unit 250 in the above-described embodiment in that a dust collection unit 1252 for collecting chips generated by cutting the separator cutting blade 1251 is provided. Yes. In addition, the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231 in which a heat-resistant material is applied to at least one surface are also different from the above-described embodiment.
第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231は、少なくとも一方の面に耐熱材が塗布されている。耐熱材が塗布されたセパレータを適用することによって、発電要素11ひいては電池の耐熱性を高めることができる。耐熱材の材料には、たとえば、無機化合物を高温で成形したセラミックスを用いる。セラミックスは、シリカ、アルミナ、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物等のセラミック粒子とバインダーの結合により形成された多孔質からなる。耐熱材の材料は、セラミックスに限定されることはなく、適宜使用可能である。 As for the 1st separator base material 1211 and the 2nd separator base material 1231, the heat resistant material is apply | coated to at least one surface. By applying a separator coated with a heat-resistant material, the heat resistance of the power generation element 11 and thus the battery can be increased. As the material for the heat-resistant material, for example, ceramic formed by molding an inorganic compound at a high temperature is used. The ceramic is made of a porous material formed by bonding a ceramic particle such as silica, alumina, zirconium oxide, titanium oxide or the like and a binder. The material of the heat-resistant material is not limited to ceramics and can be used as appropriate.
ここで、セラミックスが塗工(セラミックスコーティング)された両セパレータ基材1211、1231は、切断すると、セパレータ素材自体の切り屑のほかに、塗工されたセラミックスの欠け落ちによる粉も切り屑として発生し易い。セラミックス粉は、図示しないコンベア等の機器のベアリングや、図示しないバキューム吸着搬送機器の吸引穴等に付着すると、目詰まり等、故障の原因となる虞れがある。また、図示しないコンベアや図示しないハンドリング用ハンドの表面に粉が付着した場合、付着した粉は、電池の積層体の内部に混入する虞れがある。このため、改変例(1)では、両セパレータ基材1211、1231を切断した際に発生するセパレータ素材自在の端材やセラミックス粉などの切り屑を集塵することを目的として、集塵部1252を設けている。 Here, when both the separator base materials 1211 and 1231 coated with ceramics (ceramic coating) are cut, in addition to the chips of the separator material itself, powder due to chipping of the coated ceramics is also generated as chips. Easy to do. If the ceramic powder adheres to a bearing of an unillustrated device such as a conveyor or a suction hole of an unillustrated vacuum suction / conveying device, the ceramic powder may cause clogging or the like. Further, when powder adheres to the surface of a conveyor (not shown) or a handling hand (not shown), the attached powder may be mixed into the battery stack. For this reason, in the modified example (1), the dust collecting part 1252 is used for collecting dust from the separator material free end material and ceramic powder generated when the separator base materials 1211 and 1231 are cut. Is provided.
なお、セラミックスコーティングを施していない第1のセパレータ基材211および第2のセパレータ基材231を用いる上述した実施形態においても集塵部を設け、セパレータ基材211、213を切断した際に発生する切り屑を集塵してもよいことは言うまでもない。 In addition, also in the above-described embodiment using the first separator base material 211 and the second separator base material 231 that are not subjected to the ceramic coating, the dust collection part is provided and the separator base materials 211 and 213 are generated when the separator base material is cut. Needless to say, chips may be collected.
図14を参照して、分離部1250は、積層治部1201の隣り合う支持面1202a〜1202dに積層された隣り合うサブアッシーユニット51同士を接続する両セパレータ基材1211、1231を切断するセパレート切断刃1251と、両セパレータ基材1211、1231の切断時に発生する切り屑を集塵する集塵部1252と、を有する。分離部1250はさらに、第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231を切断するときに切断箇所の両側を押さえ付ける押圧部材1253を有する。 Referring to FIG. 14, the separation unit 1250 separates the separator substrates 1211 and 1231 that connect the adjacent subassembly units 51 stacked on the adjacent support surfaces 1202 a to 1202 d of the stacked jig unit 1201. It has a blade 1251 and a dust collecting part 1252 that collects dust generated when both separator base materials 1211 and 1231 are cut. The separation unit 1250 further includes a pressing member 1253 that presses both sides of the cut portion when the first separator substrate 1211 and the second separator substrate 1231 are cut.
集塵部1252は、集塵ノズル1301と、吸引流路1302と、集塵フィルタ1303と、真空ポンプ1304とを含む集塵機1300から構成されている。 The dust collection unit 1252 includes a dust collector 1300 including a dust collection nozzle 1301, a suction flow path 1302, a dust collection filter 1303, and a vacuum pump 1304.
集塵ノズル1301は、吸引流路1302を介して真空ポンプ1304に連結されている。真空ポンプ1304を駆動することによって、集塵ノズル1301を通して周囲の空気と一緒に切り屑を吸引する。 The dust collection nozzle 1301 is connected to a vacuum pump 1304 via a suction flow path 1302. By driving the vacuum pump 1304, chips are sucked together with the surrounding air through the dust collection nozzle 1301.
集塵フィルタ1303は、吸引流路1302と真空ポンプ1304との間に配置され、吸引流路1302を通じて吸引された切り屑を捕捉する。捕捉された切り屑は、所定期間毎に人為的または自動的に廃棄される。 The dust collection filter 1303 is disposed between the suction flow path 1302 and the vacuum pump 1304 and captures chips sucked through the suction flow path 1302. The captured chips are discarded artificially or automatically every predetermined period.
なお、分離部1250に残存あるいは浮遊する切り屑をできるだけ少なくするために、集塵部1252は常時稼働させておくことが好ましい。ただし、集塵部1252を常時稼働させる場合に限られるものではない。例えば、セパレータ切断刃1251が両セパレータ基材1211、1231を切断するタイミングに合わせて集塵部1252を稼働させるように、制御部260によって集塵部1252を制御してもよい。 In order to reduce as much as possible the remaining chips or floating chips in the separating unit 1250, it is preferable that the dust collecting unit 1252 is always operated. However, the present invention is not limited to the case where the dust collecting unit 1252 is always operated. For example, the dust collection unit 1252 may be controlled by the control unit 260 so that the dust collection unit 1252 is operated in accordance with the timing at which the separator cutting blade 1251 cuts both the separator base materials 1211 and 1231.
セパレート切断刃1251は、先端が鋭利で、所定の温度に加熱された刃(熱刃)である。加熱温度は、適用するセパレータ基材1211、1231によって異なるが、例えば220〜250℃である。セパレート切断刃1251の材質は、特に限定されないが、例えば金属から形成することができる。セパレータ切断刃1251の内部には、セパレータ切断刃1251を加熱するための図示しない電気ヒータが配置されている。電気ヒータは、セパレータ切断刃1251が両セパレータ基材1211、1231を切断するタイミングに合わせて加熱するよう制御部260によって通電制御される。そして、セパレータ切断刃1251は、加熱された鋭利な先端1251aを数層(例えば15〜40層)のセパレータ基材1211、1231に押し付けて、これらセパレータ基材1211、1231を切断する。両セパレータ基材1211、1231の素材がポリプロピレンの場合には、数層(15〜40層)のセパレータ基材1211、1231を、例えば1秒程度かけて切断する。 The separate cutting blade 1251 is a blade (hot blade) that has a sharp tip and is heated to a predetermined temperature. Although heating temperature changes with separator base materials 1211 and 1231 to apply, it is 220-250 degreeC, for example. Although the material of the separate cutting blade 1251 is not specifically limited, For example, it can form from a metal. An electric heater (not shown) for heating the separator cutting blade 1251 is disposed inside the separator cutting blade 1251. The electric heater is energized and controlled by the control unit 260 so that the separator cutting blade 1251 is heated in accordance with the timing at which the separator bases 1211 and 1231 are cut. The separator cutting blade 1251 presses the heated sharp tip 1251a against several layers (for example, 15 to 40 layers) of the separator bases 1211 and 1231 to cut the separator bases 1211 and 1231. When the material of both separator bases 1211 and 1231 is polypropylene, several layers (15 to 40 layers) of separator bases 1211 and 1231 are cut, for example, over about 1 second.
セパレータ切断刃1251の基端1251bには、図15(A)に示すように、付勢部材1257が取り付けられている。セパレータ切断刃1251は、付勢部材1257を介して保持部材1258に取り付けられている。付勢部材1257は、例えばバネからなり、セパレータ切断刃1251をセパレータ基材1211、1231に向けて押し付ける方向の弾発力を、セパレータ切断刃1251に付勢する。付勢部材1257の弾発力に抗してセパレータ切断刃1251の前進限位置を規制するストッパ(図示せず)を保持部材1258に設けている。保持部材1258の後方には、この保持部材1258を両セパレータ基材1211、1231に対して進退移動させる駆動部材1259が取り付けられている。駆動部材1259は、例えば、高圧エアーなどの流体圧によって作動する流体圧シリンダーから構成される。駆動部材1259は、制御部260によって制御される。駆動部材1259は、保持部材1258を前進移動することによって、付勢部材1257を介して、セパレータ切断刃1251を初期位置から図15(A)中の左斜め下方向に押し出す。駆動部材1259は、保持部材1258を後退移動することによって、付勢部材1257を介して、セパレータ切断刃1251を図15(A)中の右斜め上方向に移動し、初期位置まで戻す。 An urging member 1257 is attached to the base end 1251b of the separator cutting blade 1251 as shown in FIG. Separator cutting blade 1251 is attached to holding member 1258 via biasing member 1257. The urging member 1257 is made of, for example, a spring, and urges the separator cutting blade 1251 with a resilient force in a direction in which the separator cutting blade 1251 is pressed toward the separator bases 1211 and 1231. A stopper (not shown) that restricts the forward limit position of the separator cutting blade 1251 against the elastic force of the urging member 1257 is provided on the holding member 1258. A drive member 1259 that moves the holding member 1258 forward and backward relative to the separator base materials 1211 and 1231 is attached to the rear of the holding member 1258. The drive member 1259 is composed of a fluid pressure cylinder that operates by fluid pressure such as high-pressure air, for example. The driving member 1259 is controlled by the control unit 260. The drive member 1259 moves the holding member 1258 forward, thereby pushing the separator cutting blade 1251 from the initial position to the lower left in FIG. 15A via the biasing member 1257. The drive member 1259 moves the separator cutting blade 1251 diagonally upward to the right in FIG. 15A via the biasing member 1257 by moving the holding member 1258 backward, and returns it to the initial position.
押圧部材1253は、図14、図15(A)に示すように、クランプ構造を有し、通気孔1254が形成された一対の押圧片1255と、押圧片1255の押し付け力を受ける受け板1209と、を有する。一対の押圧片1255は、セパレータ切断刃1251によって両セパレータ基材1211、1231を切断する前に、両セパレータ基材1211、1231を押さえるように動作する。受け板1209は、積層治具1201の各角部1208a〜1208dに設けている。受け板1209は、セパレータ切断刃1251の刃先1251aの押し付け力を受ける相手方としても機能する。 As shown in FIGS. 14 and 15A, the pressing member 1253 has a clamp structure, a pair of pressing pieces 1255 in which a vent hole 1254 is formed, and a receiving plate 1209 that receives the pressing force of the pressing piece 1255. Have. The pair of pressing pieces 1255 operate so as to press both separator bases 1211 and 1231 before the separator cutting blades 1251 cut both separator bases 1211 and 1231. The receiving plate 1209 is provided at each corner 1208 a to 1208 d of the stacking jig 1201. The receiving plate 1209 also functions as a counterpart receiving the pressing force of the blade edge 1251a of the separator cutting blade 1251.
一対の押圧片1255は、セパレータ切断刃1251を間に挟み込むように配置している。押圧片1255の通気孔1254に臨むように、集塵ノズル1301を配置している。集塵部1252は、通気孔1254を通じて、切り屑を集塵する。通気孔1254の開口面積は、切り屑によって塞がれることがない程度の大きさに設定している。図15(B)に示すように、通気孔1254は、長方形形状を有している。ただし、通気孔1254の形状はこの場合に限定されるものではなく、切り屑を集塵し得る限りにおいて適宜の形状を選択することができる。 The pair of pressing pieces 1255 are arranged so as to sandwich the separator cutting blade 1251 therebetween. A dust collection nozzle 1301 is arranged so as to face the vent hole 1254 of the pressing piece 1255. The dust collector 1252 collects chips through the vent hole 1254. The opening area of the vent hole 1254 is set to a size that is not blocked by chips. As shown in FIG. 15B, the vent hole 1254 has a rectangular shape. However, the shape of the vent hole 1254 is not limited to this case, and an appropriate shape can be selected as long as chips can be collected.
押圧片1255は、図15(A)に示すように、その基端側を、保持部材1258に形成した収容溝1260内に摺動可能に収容している。押圧片1255の基端1255aと収容溝1260の底部1260aとの間には、付勢部材1261を配置している。付勢部材1261は、例えばバネからなり、押圧片1255をセパレータ基材1211、1231に向けて押し付ける方向の弾発力を、押圧片1255に付勢する。付勢部材1261の弾発力に抗して押圧片1255の前進限位置を規制するストッパ(図示せず)を保持部材1258に設けている。 As shown in FIG. 15A, the pressing piece 1255 is slidably accommodated in an accommodation groove 1260 formed in the holding member 1258 on the base end side. An urging member 1261 is disposed between the base end 1255a of the pressing piece 1255 and the bottom 1260a of the receiving groove 1260. The urging member 1261 is made of, for example, a spring, and urges the pressing piece 1255 with a resilient force in a direction of pressing the pressing piece 1255 toward the separator bases 1211 and 1231. A stopper (not shown) that restricts the forward limit position of the pressing piece 1255 against the elastic force of the urging member 1261 is provided on the holding member 1258.
押圧片1255は、両セパレータ基材1211、1231に向かい合う側の先端に、ゴムパッド1256を設けている。ゴムパッド1256を設けることによって、押圧片1255は、両セパレータ基材1211、1231の表面を滑ることなく、両セパレータ基材1211、1231を押圧することができる。 The pressing piece 1255 is provided with a rubber pad 1256 at the tip on the side facing the separator bases 1211 and 1231. By providing the rubber pad 1256, the pressing piece 1255 can press both the separator bases 1211 and 1231 without sliding on the surfaces of the both separator bases 1211 and 1231.
次に、改変例(1)に係る分離部1250の作用を説明する。 Next, the operation of the separation unit 1250 according to the modification example (1) will be described.
真空ポンプ1304を常時駆動し、集塵部1252を常時稼働させておく。積層治具1201の回転により、サブアッシーユニット51同士を接続する両セパレータ基材1211、1231が分離部1250の所定位置に達すると、積層治具1201の回転を停止する。 The vacuum pump 1304 is always driven, and the dust collecting unit 1252 is always operated. When both separator base materials 1211 and 1231 connecting the sub assembly units 51 reach a predetermined position of the separating portion 1250 by the rotation of the stacking jig 1201, the rotation of the stacking jig 1201 is stopped.
駆動部材1259は、制御部260によって制御され、セパレータ基材1211、1231に向けて保持部材1258を前進移動する。保持部材1258が前進移動すると、一対の押圧片1255の先端は、セパレータ切断刃1251が達するよりも前に、セパレータ基材1211、1231を押さえる。保持部材1258がさらに前進移動すると、一対の押圧片1255の基端側が保持部材1258の収容溝1260内に押し込まれ、付勢部材1261が圧縮される。一対の押圧片1255は、付勢部材1261の弾発力が付勢されて、切断箇所の両側を押さえ付けている。これにより、サブアッシーユニット51同士を接続するセパレータ基材1211、1231の切断箇所には、張力が発生している。押圧片1255は、ゴムパッド1256を介して両セパレータ基材1211、1231と当接する。これによって、押圧片1255は、両セパレータ基材1211、1231の表面を滑ることなく、両セパレータ基材1211、1231を確実に押圧することができる。 The drive member 1259 is controlled by the control unit 260 and moves the holding member 1258 forward toward the separator base materials 1211 and 1231. When the holding member 1258 moves forward, the tip ends of the pair of pressing pieces 1255 press the separator base materials 1211 and 1231 before the separator cutting blade 1251 reaches. When the holding member 1258 further moves forward, the base end sides of the pair of pressing pieces 1255 are pushed into the housing groove 1260 of the holding member 1258, and the biasing member 1261 is compressed. The pair of pressing pieces 1255 presses both sides of the cut portion by the elastic force of the biasing member 1261 being biased. Thereby, the tension | tensile_strength has generate | occur | produced in the cut location of the separator base materials 1211 and 1231 which connect the sub assembly units 51 mutually. The pressing piece 1255 comes into contact with both separator bases 1211 and 1231 through the rubber pad 1256. Accordingly, the pressing piece 1255 can reliably press the separator bases 1211 and 1231 without slipping the surfaces of the separator bases 1211 and 1231.
セパレータ切断刃1251は、初期位置から図15(A)中の左斜め下方向に押し出され、先端1251aがセパレータ基材1211、1231に達する。保持部材1258がさらに前進移動すると、付勢部材1257が圧縮される。セパレータ切断刃1251は、付勢部材1257の弾発力が付勢されて、第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231を切断する。このとき、切断箇所には一対の押圧片1255によって張力が発生している。したがって、セパレータ切断刃1251は、両セパレータ基材1211、1231の切断箇所を円滑かつ確実に切断することができる。 The separator cutting blade 1251 is pushed from the initial position in the diagonally downward left direction in FIG. 15A, and the tip 1251a reaches the separator bases 1211 and 1231. When the holding member 1258 further moves forward, the biasing member 1257 is compressed. The separator cutting blade 1251 cuts the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231 when the elastic force of the biasing member 1257 is biased. At this time, tension is generated at the cut portion by the pair of pressing pieces 1255. Therefore, the separator cutting blade 1251 can smoothly and reliably cut the cut portions of the separator base materials 1211 and 1231.
両セパレータ基材1211、1231を切断すると、セパレータ素材自在の端材やセラミックス粉などの切り屑が発生する。 When both separator base materials 1211 and 1231 are cut, scraps such as end materials and ceramic powder that are free of separator material are generated.
一対の押圧片1255が切断箇所の両側を押さえ付けているので、切断時に発生する切り屑の飛散を抑えることができる。 Since the pair of pressing pieces 1255 presses both sides of the cut portion, scattering of chips generated during cutting can be suppressed.
そして、発生した切り屑を、押圧片1255の通気孔1254を通して集塵ノズル1301に吸引し、吸引流路1302を通じて集塵フィルタ1303に捕捉する。改変例(1)のようにセラミックスコーティングされたセパレータ基材1211、1231を用いる場合であっても、集塵部1252によって切り屑を捕捉できる結果、セラミックス粉などに起因する目詰まりや故障の発生を抑えることができる。さらに、電池の積層体の内部に混入する事態も防止することができる。 Then, the generated chips are sucked into the dust collecting nozzle 1301 through the vent hole 1254 of the pressing piece 1255 and captured by the dust collecting filter 1303 through the suction flow path 1302. Even when the ceramic-coated separator base materials 1211 and 1231 are used as in the modified example (1), as a result of being able to capture chips by the dust collecting unit 1252, clogging or failure caused by ceramic powder or the like occurs. Can be suppressed. Furthermore, it is possible to prevent a situation in which the battery stack is mixed.
セパレータ切断刃1251が第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231を切断し終えると、駆動部材1259は、制御部260によって制御され、切断箇所から離間するように保持部材1258を後退移動する。保持部材1258が後退移動すると、セパレータ切断刃1251は、図15(A)中の右斜め上方向に移動し、初期位置まで戻る。 When the separator cutting blade 1251 finishes cutting the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231, the driving member 1259 is controlled by the control unit 260 and retracts the holding member 1258 so as to be separated from the cutting portion. Moving. When the holding member 1258 moves backward, the separator cutting blade 1251 moves in the diagonally upper right direction in FIG. 15A and returns to the initial position.
保持部材1258をさらに後退移動すると、一対の押圧片1255も、セパレータ切断刃1251と同様に、図15(A)中の右斜め上方向に移動し、初期位置まで戻る。 When the holding member 1258 is further moved backward, the pair of pressing pieces 1255 are also moved in the diagonally upper right direction in FIG. 15A and returned to the initial position, similarly to the separator cutting blade 1251.
セパレータ切断刃1251および押圧片1255が初期位置まで戻ると、積層治具1201は、制御部260の制御によって回転する。積層治具1201の回転によって、分離部1250の近傍に次の角部の第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231が達する。すると、分離部1250は、前記次の角部を上記した同様の手順によって切断する。 When the separator cutting blade 1251 and the pressing piece 1255 return to the initial position, the stacking jig 1201 rotates under the control of the control unit 260. By the rotation of the stacking jig 1201, the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231 at the next corners reach the vicinity of the separation part 1250. Then, the separation unit 1250 cuts the next corner by the same procedure as described above.
以上説明したように、改変例(1)の分離部1250では、第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231の切断時に発生する切り屑を集塵する集塵部1252を設けてある。このため、セラミックスコーティングされたセパレータ基材1211、1231を用いる場合であっても、セパレータ素材自在の端材やセラミックス粉などの切り屑を集塵部1252によって捕捉できる。その結果、セラミックス粉などに起因する目詰まりや故障の発生を抑えることができ、電池の積層体の内部に混入する事態も防止することができる。 As described above, the separation unit 1250 of the modification example (1) includes the dust collection unit 1252 that collects dust generated when the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231 are cut. is there. For this reason, even when the ceramic-coated separator base materials 1211 and 1231 are used, the dust collector 1252 can capture scraps such as end material and ceramic powder that are free of separator material. As a result, the occurrence of clogging or failure due to ceramic powder or the like can be suppressed, and the situation of being mixed into the battery stack can also be prevented.
両セパレータ基材1211、1231を切断するときに切断箇所の両側を押さえ付ける押圧部材1253を有するので、切断箇所に張力を発生させることができる。したがって、セパレータ切断刃1251は、両セパレータ基材1211、1231の切断箇所を円滑かつ確実に切断することができる。さらに、押圧片1255が切断箇所の両側を押さえ付けているので、切断時に発生する切り屑の飛散を抑えることができる。 Since the pressing member 1253 that presses both sides of the cut portion when the both separator bases 1211 and 1231 are cut, tension can be generated at the cut portion. Therefore, the separator cutting blade 1251 can smoothly and reliably cut the cut portions of the separator base materials 1211 and 1231. Furthermore, since the pressing piece 1255 is pressing down the both sides of a cutting location, the scattering of the chip | tip generated at the time of a cutting | disconnection can be suppressed.
押圧部材1253は通気孔1254が形成された押圧片1255を有し、集塵部1252は通気孔1254を通じて切り屑を集塵している。したがって、両セパレータ基材1211、1231を切断するときに押圧部材1253が妨げになることなく、切断および集塵のそれぞれを円滑かつ確実に行うことができる。 The pressing member 1253 has a pressing piece 1255 in which a vent hole 1254 is formed, and the dust collecting portion 1252 collects chips through the vent hole 1254. Therefore, each of cutting and dust collection can be performed smoothly and reliably without the pressing member 1253 hindering when the separator base materials 1211 and 1231 are cut.
そして、両セパレータ基材1211、1231は、少なくとも一方の面に耐熱材としてセラミックスが塗布されている。耐熱材が塗布されたセパレータ30を適用することによって、発電要素11ひいては電池の耐熱性を高めることができる。 And both separator base materials 1211 and 1231 are coated with ceramics as a heat-resistant material on at least one surface. By applying the separator 30 to which the heat-resistant material is applied, it is possible to improve the heat resistance of the power generation element 11 and the battery.
(分離部の改変例(2))
図16は、上述した実施形態の製造装置100の分離部の改変例(2)を示す図である。図17は、図16の17−17線に沿う拡大断面図である。なお、上述した実施形態および改変令(1)と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。以下、分離部の改変例(2)について説明する。
(Modification example of separation part (2))
FIG. 16 is a diagram illustrating a modification (2) of the separation unit of the manufacturing apparatus 100 according to the above-described embodiment. FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view taken along line 17-17 in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as embodiment mentioned above and modification order (1), and description is abbreviate | omitted. The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and are different from the actual ratios. Hereinafter, a modification example (2) of the separation unit will be described.
改変例(2)における分離部2250は、第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231をレーザー2251で切断する点で、改変例(1)の分離部1250と相違している。また、分離部2250は、集塵機1300だけでなく、積層治具2201が有する各溝2211を用いて切り屑を集塵する点においても、改変例(1)の分離部1250と相違している。 The separation unit 2250 in the modification example (2) is different from the separation unit 1250 in the modification example (1) in that the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231 are cut by the laser 2251. Further, the separation unit 2250 is different from the separation unit 1250 of the modified example (1) not only in the dust collector 1300 but also in collecting dust by using the grooves 2211 included in the stacking jig 2201.
図16を参照して、改変例(2)に係る分離部2250は、第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231の切断時に発生する切り屑を集塵する集塵部2252を有する。集塵部2252は、集塵機1300だけでなく、積層治具2201が有する後述する各溝2211を用いて切り屑を集塵する。 Referring to FIG. 16, the separation unit 2250 according to the modification example (2) includes a dust collection unit 2252 that collects dust generated when the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231 are cut. Have. The dust collection unit 2252 collects chips using not only the dust collector 1300 but also grooves 2211 (described later) of the stacking jig 2201.
分離部2250は、積層治具2201の隣り合う支持面202a〜202dに積層された隣り合うサブアッシーユニット51同士を接続する両セパレータ基材1211、1231を切断するレーザー2251を発振するためのレーザー発振器2400を有する。レーザー2251は、炭酸ガスレーザーであり、両セパレータ基材1211、1231の樹脂基材がポリプロピレンの場合には、出力30w、波長10.6μm、切断速度400mm/秒程度でこれらセパレータを切断する。第1のセパレータ1211および第2のセパレータ1231から構成されるセパレータの幅が200mm程度の場合は、0.5秒で1パスであるが、セパレータの層数が30〜40層の場合は、5パス程度繰り返して確実に切断する。樹脂基材は、レーザー光を透過する傾向にあるため、複数回のパスにて切断を行う。分離部2250は、制御部260により作動を制御される。分離部の改変例(2)では、レーザー2251を上記値で制御する場合を例示するが、これに限ることなく、適宜変更可能である。 The separation unit 2250 is a laser oscillator for oscillating a laser 2251 that cuts both separator base materials 1211 and 1231 that connect adjacent sub-assembly units 51 stacked on adjacent support surfaces 202a to 202d of the stacking jig 2201. 2400. A laser 2251 is a carbon dioxide laser, and when the separator base material 1211 and 1231 are polypropylene, the separator is cut at an output of 30 w, a wavelength of 10.6 μm, and a cutting speed of about 400 mm / second. When the width of the separator composed of the first separator 1211 and the second separator 1231 is about 200 mm, one pass takes 0.5 seconds, but when the number of separator layers is 30 to 40 layers, 5 passes. Cut repeatedly with repeated passes. Since the resin base material tends to transmit laser light, it is cut in multiple passes. The operation of the separation unit 2250 is controlled by the control unit 260. In the modification example (2) of the separation unit, the case where the laser 2251 is controlled by the above value is exemplified, but the present invention is not limited to this and can be changed as appropriate.
押圧部材1253は、図16に示すように、クランプ構造を有し、通気孔1254が形成された一対の押圧片1255と、押圧片1255の押し付け力を受ける受け板2210と、を有する。一対の押圧片1255は、レーザー発振器2400によって両セパレータ基材1211、1231を切断する前に、両セパレータ基材1211、1231を押さえるように動作する。受け板2210は、積層治具2201の各角部2208a〜2208dに設けている。受け板2210は、各溝2211の両側に形成されている。 As shown in FIG. 16, the pressing member 1253 has a clamp structure, and has a pair of pressing pieces 1255 in which the vent holes 1254 are formed, and a receiving plate 2210 that receives the pressing force of the pressing pieces 1255. The pair of pressing pieces 1255 operate so as to press both separator bases 1211 and 1231 before the separators 1211 and 1231 are cut by the laser oscillator 2400. The receiving plate 2210 is provided at each corner 2208 a to 2208 d of the stacking jig 2201. The receiving plate 2210 is formed on both sides of each groove 2211.
分離部2250にあっては、押圧片1255は、駆動部材2262に接続されている。駆動部材2262は、例えば、流体圧シリンダーから構成される。駆動部材2262は、制御部260によって制御される。駆動部材2262は、押圧片1255を図16中の左斜め下方向に前進移動、および右斜め上方向に後退移動させるために用いられる。駆動部材2262は、押圧片1255を前進移動する。これによって、押圧片1255は、切断箇所の両側において両セパレータ基材1211、1231を押圧する。一方、駆動部材2262が押圧片1255を後退移動すると、押圧片1255は、両セパレータ基材1211、1231から離間し、初期位置まで戻る。 In the separation unit 2250, the pressing piece 1255 is connected to the driving member 2262. The drive member 2262 is composed of a fluid pressure cylinder, for example. The driving member 2262 is controlled by the control unit 260. The drive member 2262 is used to move the pressing piece 1255 forward and backward in the diagonally downward left direction in FIG. The drive member 2262 moves the pressing piece 1255 forward. As a result, the pressing piece 1255 presses both separator bases 1211 and 1231 on both sides of the cut portion. On the other hand, when the driving member 2262 moves the pressing piece 1255 backward, the pressing piece 1255 moves away from both the separator bases 1211 and 1231 and returns to the initial position.
積層治具2201は、隣り合う各支持面202a〜202dの間に溝2211を有し、集塵部2252は、積層治具2201の各溝2208を通じて切り屑を集塵する。各溝2211には、図17に示すように、集塵穴2212が形成されている。 The stacking jig 2201 has a groove 2211 between adjacent support surfaces 202 a to 202 d, and the dust collector 2252 collects chips through the grooves 2208 of the stacking jig 2201. As shown in FIG. 17, each groove 2211 is formed with a dust collection hole 2212.
積層治具2201の各溝2211は、図16に示すように、積層治具2201内部の吸引流路2213に連結されている。吸引流路2213は、吸引流路2214を介して真空ポンプ207に連結されている。また、吸引流路2213と吸引流路2214とは、回転軸2204を介して連結されている。この回転軸2204は、例えば中央部が空洞のドーナツ型の軸であり、駆動部203(図5を参照)に接続されている。真空ポンプ207の駆動による空気の吸引に基づき、各溝2211の集塵穴2212は、切り屑を集塵する。 Each groove 2211 of the stacking jig 2201 is connected to a suction channel 2213 inside the stacking jig 2201 as shown in FIG. The suction channel 2213 is connected to the vacuum pump 207 via the suction channel 2214. Further, the suction flow path 2213 and the suction flow path 2214 are connected via a rotation shaft 2204. The rotating shaft 2204 is, for example, a donut-shaped shaft having a hollow center, and is connected to the driving unit 203 (see FIG. 5). Based on the suction of air by driving the vacuum pump 207, the dust collection holes 2212 of each groove 2211 collect chips.
集塵フィルタ2215は、吸引流路2214と真空ポンプ207との間に配置され、吸引流路2213、2214を通じて吸引された切り屑を捕捉する。捕捉された切り屑は、所定期間毎に人為的または自動的に廃棄される。 The dust collection filter 2215 is disposed between the suction flow path 2214 and the vacuum pump 207 and captures the chips sucked through the suction flow paths 2213 and 2214. The captured chips are discarded artificially or automatically every predetermined period.
次に、改変例(2)に係る分離部2250の作用を説明する。 Next, the operation of the separation unit 2250 according to the modification example (2) will be described.
真空ポンプ207を常時駆動し、集塵部2252を常時稼働させておく。積層治具2201の回転により、サブアッシーユニット51同士を接続する両セパレータ基材1211、1231が分離部1250の所定位置に達すると、積層治具2201の回転を停止する。 The vacuum pump 207 is always driven, and the dust collecting unit 2252 is always operated. When both separator base materials 1211 and 1231 connecting the subassembly units 51 reach a predetermined position of the separating portion 1250 by the rotation of the stacking jig 2201, the rotation of the stacking jig 2201 is stopped.
駆動部材2262は、制御部260によって制御され、セパレータ基材1211、1231に向けて押圧片1255を前進移動する。一対の押圧片1255の先端は、セパレータ基材1211、1231を押さえる。これにより、サブアッシーユニット51同士を接続するセパレータ基材1211、1231の切断箇所には、張力が発生している。押圧片1255は、ゴムパッド1256を介して両セパレータ基材1211、1231と当接する。これによって、押圧片1255は、両セパレータ基材1211、1231の表面を滑ることなく、両セパレータ基材1211、1231を確実に押圧することができる。 The driving member 2262 is controlled by the control unit 260 and moves the pressing piece 1255 forward toward the separator base materials 1211 and 1231. The front ends of the pair of pressing pieces 1255 press the separator base materials 1211 and 1231. Thereby, the tension | tensile_strength has generate | occur | produced in the cut location of the separator base materials 1211 and 1231 which connect the sub assembly units 51 mutually. The pressing piece 1255 comes into contact with both separator bases 1211 and 1231 through the rubber pad 1256. Accordingly, the pressing piece 1255 can reliably press the separator bases 1211 and 1231 without slipping the surfaces of the separator bases 1211 and 1231.
レーザー発振器2400からレーザー2251を発振させ、第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231を切断する。このとき、切断箇所には一対の押圧片1255によって張力が発生している。したがって、レーザー2251によって、両セパレータ基材1211、1231の切断箇所を円滑かつ確実に切断することができる。 A laser 2251 is oscillated from the laser oscillator 2400 to cut the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231. At this time, tension is generated at the cut portion by the pair of pressing pieces 1255. Therefore, the laser 2251 can cut the cut portions of the separator base materials 1211 and 1231 smoothly and reliably.
両セパレータ基材1211、1231を切断すると、セパレータ素材自在の端材やセラミックス粉などの切り屑が発生する。 When both separator base materials 1211 and 1231 are cut, scraps such as end materials and ceramic powder that are free of separator material are generated.
一対の押圧片1255が切断箇所の両側を押さえ付けているので、切断時に発生する切り屑の飛散を抑えることができる。 Since the pair of pressing pieces 1255 presses both sides of the cut portion, scattering of chips generated during cutting can be suppressed.
そして、発生した切り屑を、押圧片1255の通気孔1254を通して集塵ノズル1301に吸引し、吸引流路1302を通じて集塵フィルタ1303に捕捉する。改変例(2)にあってはさらに、集塵機1300だけでなく、積載治具2201の隣り合う各支持面202a〜202dの間に形成された各溝2211を通じて切り屑を集塵するので、より確実に切り屑を集塵することができる。セラミックスコーティングされたセパレータ基材1211、1231を用いる場合であっても、集塵部1252によって切り屑を捕捉できる結果、セラミックス粉などに起因する目詰まりや故障の発生を抑えることができる。さらに、電池の積層体の内部に混入する事態も防止することができる。 Then, the generated chips are sucked into the dust collecting nozzle 1301 through the vent hole 1254 of the pressing piece 1255 and captured by the dust collecting filter 1303 through the suction flow path 1302. In the modified example (2), the dust is collected not only through the dust collector 1300 but also through the grooves 2211 formed between the adjacent support surfaces 202a to 202d of the stacking jig 2201, so that it is more reliable. It is possible to collect chips. Even when the ceramic-coated separator base materials 1211 and 1231 are used, chips can be captured by the dust collecting unit 1252, so that the occurrence of clogging or failure due to ceramic powder or the like can be suppressed. Furthermore, it is possible to prevent a situation in which the battery stack is mixed.
レーザー2251が第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231を切断し終えると、レーザー発振器2400の作動を停止する。駆動部材2262は、制御部260によって制御され、切断箇所から離間するように押圧片1255を後退移動する。押圧片1255は、図16中の右斜め上方向に移動し、初期位置まで戻る。 When the laser 2251 finishes cutting the first separator substrate 1211 and the second separator substrate 1231, the operation of the laser oscillator 2400 is stopped. The driving member 2262 is controlled by the control unit 260, and moves the pressing piece 1255 backward so as to be separated from the cutting portion. The pressing piece 1255 moves to the upper right in FIG. 16 and returns to the initial position.
押圧片1255が初期位置まで戻ると、積層治具2201は、制御部260の制御によって回転する。積層治具2201の回転によって、分離部2250の近傍に次の角部の第1のセパレータ基材1211および第2のセパレータ基材1231が達する。すると、分離部2250は、前記次の角部を上記した同様の手順によって切断する。 When the pressing piece 1255 returns to the initial position, the stacking jig 2201 rotates under the control of the control unit 260. Due to the rotation of the stacking jig 2201, the first separator base material 1211 and the second separator base material 1231 at the next corners reach the vicinity of the separation part 2250. Then, the separation unit 2250 cuts the next corner by the same procedure as described above.
以上説明したように、改変例(2)の分離部2250は、改変例(1)と同様に、集塵部1252を設けてあるため、セパレータ素材自在の端材やセラミックス粉などの切り屑を集塵部1252によって捕捉できる。その結果、セラミックス粉などに起因する目詰まりや故障の発生を抑えることができ、電池の積層体の内部に混入する事態も防止することができる。 As described above, since the separation unit 2250 of the modification example (2) is provided with the dust collecting part 1252 as in the modification example (1), the separator material free end material and chips such as ceramic powder are removed. It can be captured by the dust collector 1252. As a result, the occurrence of clogging or failure due to ceramic powder or the like can be suppressed, and the situation of being mixed into the battery stack can also be prevented.
両セパレータ基材1211、1231を切断するときに切断箇所の両側を押さえ付ける押圧部材1253を有するので、両セパレータ基材1211、1231の切断箇所に張力を発生させて、円滑かつ確実に切断することができる。さらに、押圧片1255が切断箇所の両側を押さえ付けているので、切断時に発生する切り屑の飛散を抑えることができる。 Since it has the pressing member 1253 that presses both sides of the cut portion when cutting both the separator base materials 1211 and 1231, tension is generated at the cut portion of both the separator base materials 1211 and 1231 to cut smoothly and reliably. Can do. Furthermore, since the pressing piece 1255 is pressing down the both sides of a cutting location, the scattering of the chip | tip generated at the time of a cutting | disconnection can be suppressed.
集塵部1252は通気孔1254を通じて切り屑を集塵しているため、両セパレータ基材1211、1231を切断するときに押圧部材1253が妨げになることなく、切断および集塵のそれぞれを円滑かつ確実に行うことができる。 Since the dust collecting part 1252 collects chips through the vent hole 1254, the cutting and dust collection can be performed smoothly and without the pressing member 1253 being obstructed when the separator base materials 1211 and 1231 are cut. It can be done reliably.
改変例(2)にあっては、集塵機1300だけでなく、積載治具2201の隣り合う各支持面202a〜202dの間に形成された各溝2211を通じて切り屑を集塵するので、より確実に切り屑を集塵することができる。 In the modified example (2), the dust is collected not only through the dust collector 1300 but also through the grooves 2211 formed between the adjacent support surfaces 202a to 202d of the loading jig 2201. Chips can be collected.
改変例(1)と同様に、耐熱材が塗布されたセパレータ30を適用することによって、発電要素11ひいては電池の耐熱性を高めることができる。 Similarly to the modification example (1), the heat resistance of the power generation element 11 and the battery can be increased by applying the separator 30 coated with a heat-resistant material.
変形例(2)では、レーザー2251を用いて切断するので、セパレータ切断刃251、1251を用いる場合のようにセパレータ切断刃が摩耗することがなく、分離部のメンテナンス回数を減らすことができる。 In the modified example (2), since the laser 2251 is used for cutting, the separator cutting blade is not worn as in the case of using the separator cutting blades 251 and 1251, and the number of maintenance of the separation unit can be reduced.
10 非双極型電池、
11 発電要素、
20 負極(第1の電極)、
30 セパレータ、
31 第1のセパレータ、
32 第2のセパレータ、
40 正極(第2の電極)、
50 アッシーユニット、
51 サブアッシーユニット、
100 非双極型電池の製造装置、
101 積層部、
102 準備部、
103 搬出部、
200 台車、
201、1201、2201 積層治具、
202a〜202d 支持面、
203 駆動部、
205 吸引部材、
210 第1の形成部、
211、1211 第1のセパレータ基材、
212 第1の連続体、
213 第1のブレーキ(第1のテンション付与部)、
215 第1のサクションローラー、
220 第1の切り出し部、
221 第1の電極基材、
224 第1の搬送ベルト、
224c 吸着用孔、
224d スリット、
225 第1の切断部材、
226 第1の転写部、
230 第2の形成部、
231、1231 第2のセパレータ基材、
232 第2の連続体、
233 第2のブレーキ(第2のテンション付与部)、
235 第2のサクションローラー、
240 第2の切り出し部、
241 第2の電極基材、
244 第2の搬送ベルト、
245 第2の切断部材、
246 第2の転写部、
250、1250、2250 分離部、
251、1251 セパレータ切断刃、
260 制御部、
273 クランプ部、
274 クランプ片、
275 進退用シリンダ、
276 昇降用シリンダ、
285 接着剤、
301 パレット、
302 フィンガー部、
1252 集塵部
1253 押圧部材、
1254 通気孔、
1255 押圧片、
1300 集塵機、
1301 集塵ノズル、
1302 吸引流路、
1303 集塵フィルタ、
1304 真空ポンプ、
2212 集塵穴、
2211 溝、
2251 レーザー、
2400 レーザー発振器。
10 Non-bipolar battery,
11 Power generation elements,
20 negative electrode (first electrode),
30 separator,
31 first separator,
32 second separator,
40 positive electrode (second electrode),
50 assembly units,
51 sub assembly unit,
100 Non-bipolar battery manufacturing equipment,
101 lamination part,
102 Preparation Department,
103 Unloading part,
200 carts,
201, 1201, 2011 Lamination jig,
202a-202d support surface,
203 drive unit,
205 suction member,
210 a first forming part;
211, 1211 first separator base material,
212 first continuum,
213 1st brake (1st tension application part),
215 first suction roller,
220 first cut-out section;
221 first electrode substrate;
224 first conveyor belt;
224c adsorption hole,
224d slit,
225 first cutting member,
226 first transfer portion,
230 second forming part,
231 and 1231 2nd separator base material,
232 second continuum,
233 second brake (second tension applying unit),
235 second suction roller,
240 a second cutout unit;
241 second electrode substrate;
244 second conveyor belt,
245 second cutting member,
246 Second transfer section,
250, 1250, 2250 separation part,
251, 1251 separator cutting blade,
260 control unit,
273 clamp part,
274 clamp piece,
275 advance / retreat cylinder,
276 lifting cylinder,
285 adhesive,
301 palettes,
302 finger part,
1252 dust collecting part 1253 pressing member,
1254 vents,
1255 pressing piece,
1300 dust collector,
1301 dust collecting nozzle,
1302 suction channel,
1303 Dust collection filter,
1304 vacuum pump,
2212 dust collecting hole,
2211 groove,
2251 laser,
2400 Laser oscillator.
Claims (20)
前記第1の電極を、長尺形状を有する第1のセパレータ基材に、前記第1のセパレータ基材が伸びる方向に沿って並べて保持した第1の連続体を形成する工程と、
前記第2の電極を、長尺形状を有する第2のセパレータ基材に、前記第2のセパレータ基材が伸びる方向に沿って並べて保持した第2の連続体を形成する工程と、
複数の支持面が形成された回転自在な積層治具に、前記第1の連続体と前記第2の連続体とを重ね合わせながら巻き付けることによって、前記支持面のそれぞれに前記サブアッシーユニットを複数積層する工程と、
隣り合う前記支持面に積層された隣り合う前記サブアッシーユニット同士を接続する前記第1のセパレータ基材および前記第2のセパレータ基材を切断して、前記アッシーユニットを前記支持面ごとに分離する分離工程と、を有する非双極型電池の製造方法。 A first assembly of a negative electrode and a positive electrode in a non-bipolar battery, a first separator, a second electrode of the other of the negative electrode and the positive electrode, and a sub-assembly unit in which a second separator is overlapped. A method for producing a non-bipolar battery in which a plurality of stacked assembly units are formed,
Forming a first continuous body in which the first electrode is held side by side in a direction in which the first separator substrate extends on a first separator substrate having an elongated shape;
Forming a second continuous body in which the second electrode is held on a second separator substrate having an elongated shape along the direction in which the second separator substrate extends; and
By winding the first continuous body and the second continuous body on a rotatable stacking jig formed with a plurality of support surfaces while superimposing the plurality of sub assembly units on each of the support surfaces. Laminating steps;
The first separator base material and the second separator base material that connect the adjacent sub-assembly units stacked on the adjacent support surfaces are cut to separate the assembly unit for each of the support surfaces. A non-bipolar battery having a separation step.
前記第2の連続体を形成する工程において、前記第2の電極を前記第2のセパレータ基材に保持する第2のタイミングは、保持した前記第2の電極が、前記積層治具の回転によって前記第2のセパレータ基材が送られて前記次の支持面上に積層されるタイミングとしてなり、
前記サブアッシーユニットの積層数が多くなるにつれて前記第1のセパレータ基材および前記第2のセパレータ基材の送り量が大きくなっても、前記第1のタイミングおよび前記第2のタイミングのそれぞれは同じままである、請求項1に記載の非双極型電池の製造方法。 In the step of forming the first continuous body, the first timing of holding the first electrode on the first separator base material is that the held first electrode is rotated by rotation of the stacking jig. The timing when the first separator substrate is sent and laminated on the next support surface;
In the step of forming the second continuous body, the second timing of holding the second electrode on the second separator base material is that the held second electrode is rotated by rotation of the stacking jig. As the second separator base material is sent and laminated on the next support surface,
Each of the first timing and the second timing is the same even if the feed amounts of the first separator base material and the second separator base material increase as the number of stacked sub-assembly units increases. The method for producing a non-bipolar battery according to claim 1, which is not changed.
隣り合う前記支持面の間において前記第1のセパレータ基材および前記第2のセパレータ基材を吸引しながら、前記第1の連続体および前記第2の連続体を前記積層治具に巻き付ける、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非双極型電池の製造方法。 The first separator substrate and the second separator substrate have air permeability,
The first continuous body and the second continuous body are wound around the stacking jig while sucking the first separator base material and the second separator base material between the adjacent support surfaces. Item 4. The method for producing a non-bipolar battery according to any one of Items 1 to 3.
前記第2の連続体を形成する工程は、長尺形状を有する第2の電極基材から前記第2の電極を切り出す工程を含み、
前記第1の電極を切り出す工程においては、前記第1の電極基材を吸着搬送する第1の搬送ベルト上で前記第1の電極基材を切断し、切り出した前記第1の電極を、前記第1の搬送ベルトから前記第1のセパレータ基材に転写させ、
前記第2の電極を切り出す工程においては、前記第2の電極基材を吸着搬送する第2の搬送ベルト上で前記第2の電極基材を切断し、切り出した前記第2の電極を、前記第2の搬送ベルトから前記第2のセパレータ基材に転写させる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非双極型電池の製造方法。 The step of forming the first continuous body includes a step of cutting out the first electrode from a first electrode substrate having a long shape,
The step of forming the second continuous body includes a step of cutting out the second electrode from a second electrode substrate having a long shape,
In the step of cutting out the first electrode, the first electrode base material is cut on the first transport belt for sucking and transporting the first electrode base material, and the cut out first electrode is Transfer from the first conveyor belt to the first separator substrate;
In the step of cutting out the second electrode, the second electrode base material is cut on a second transport belt that sucks and transports the second electrode base material, and the cut out second electrode is The manufacturing method of the non-bipolar battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the transfer is performed from a second transport belt to the second separator substrate.
前記分離工程において、前記溝を通じて前記切り屑を集塵する、請求項6〜8のいずれか1項に記載の非双極型電池の製造方法。 The stacking jig has a groove between each of the adjacent support surfaces,
The manufacturing method of the non-bipolar battery according to any one of claims 6 to 8, wherein in the separation step, the chips are collected through the groove.
前記第1の電極を、長尺形状を有する第1のセパレータ基材に、前記第1のセパレータ基材が伸びる方向に沿って並べて保持した第1の連続体を形成する第1の形成部と、
前記第2の電極を、長尺形状を有する第2のセパレータ基材に、前記第2のセパレータ基材が伸びる方向に沿って並べて保持した第2の連続体を形成する第2の形成部と、
複数の支持面が形成され、前記第1の連続体と前記第2の連続体とが重なり合って巻き付けられる回転自在な積層治具と、
前記積層治具を回転駆動して、前記支持面のそれぞれに前記サブアッシーユニットを複数積層させる駆動部と、
隣り合う前記支持面に積層された隣り合う前記サブアッシーユニット同士を接続する前記第1のセパレータ基材および前記第2のセパレータ基材を切断して、前記アッシーユニットを前記支持面ごとに分離する分離部と、
前記第1の形成部、前記第2の形成部、前記駆動部、および前記分離部のそれぞれの作動を制御する制御部と、を有する非双極型電池の製造装置。 A first assembly of a negative electrode and a positive electrode in a non-bipolar battery, a first separator, a second electrode of the other of the negative electrode and the positive electrode, and a sub-assembly unit in which a second separator is overlapped. A non-bipolar battery manufacturing apparatus that stacks a plurality to form an assembly unit,
A first forming section for forming a first continuous body in which the first electrode is held on the first separator base material having an elongated shape along the direction in which the first separator base material extends; ,
A second forming part that forms a second continuous body in which the second electrode is held on the second separator base material having an elongated shape along the direction in which the second separator base material extends; ,
A rotatable stacking jig in which a plurality of support surfaces are formed, and the first continuous body and the second continuous body overlap and are wound;
A driving unit configured to rotationally drive the stacking jig to stack a plurality of the sub-assembly units on each of the support surfaces;
The first separator base material and the second separator base material that connect the adjacent sub-assembly units stacked on the adjacent support surfaces are cut to separate the assembly unit for each of the support surfaces. A separation unit;
An apparatus for manufacturing a non-bipolar battery, comprising: a control unit that controls operations of the first forming unit, the second forming unit, the driving unit, and the separating unit.
前記第1の形成部において、前記第1の電極を前記第1のセパレータ基材に保持する第1のタイミングを、保持した前記第1の電極が、前記積層治具の回転によって前記第1のセパレータ基材が送られて次の支持面上に積層されるタイミングに設定し、
前記第2の形成部において、前記第2の電極を前記第2のセパレータ基材に保持する第2のタイミングを、保持した前記第2の電極が、前記積層治具の回転によって前記第2のセパレータ基材が送られて前記次の支持面上に積層されるタイミングに設定し、
前記サブアッシーユニットの積層数が多くなるにつれて前記第1のセパレータ基材および前記第2のセパレータ基材の送り量が大きくなっても、前記第1のタイミングおよび前記第2のタイミングのそれぞれを同じまま維持する、請求項11に記載の非双極型電池の製造装置。 The controller is
In the first formation portion, the first electrode holding the first electrode on the first separator base material, the first electrode holding the first electrode by the rotation of the stacking jig Set the timing when the separator substrate is sent and laminated on the next support surface,
In the second formation portion, the second electrode that holds the second timing for holding the second electrode on the second separator substrate is moved by the rotation of the stacking jig. Set the timing when the separator substrate is sent and laminated on the next support surface,
Each of the first timing and the second timing is the same even if the feed amount of the first separator base material and the second separator base material increases as the number of stacked sub-assembly units increases. The non-bipolar battery manufacturing apparatus according to claim 11, which is maintained as it is.
前記第2の連続体を前記積層治具に巻き付けるときに前記第2のセパレータ基材にテンションを作用させる第2のテンション付与部と、を有する、請求項11または請求項12に記載の非双極型電池の製造装置。 A first tension applying section that applies tension to the first separator base material when the first continuous body is wound around the stacking jig;
The non-bipolar according to claim 11, further comprising: a second tension applying unit that applies tension to the second separator base material when the second continuous body is wound around the stacking jig. Type battery manufacturing equipment.
前記積層治具は、隣り合う前記支持面の間において前記第1のセパレータ基材および前記第2のセパレータ基材を吸引する吸引部材を備える、請求項11〜13のいずれか1項に記載の非双極型電池の製造装置。 The first separator substrate and the second separator substrate have air permeability,
The said lamination jig | tool is provided with the suction member which attracts | sucks the said 1st separator base material and the said 2nd separator base material between the said adjacent support surfaces. Non-bipolar battery manufacturing equipment.
前記第2の形成部は、長尺形状を有する第2の電極基材から前記第2の電極を切り出す第2の切り出し部を含み、
前記第1の切り出し部は、前記第1の電極基材を吸着搬送する第1の搬送ベルトと、前記第1の搬送ベルト上で前記第1の電極基材を切断する第1の切断部材と、切り出した前記第1の電極を前記第1の搬送ベルトから前記第1のセパレータ基材に転写させる第1の転写部と、を備え、
前記第2の切り出し部は、前記第2の電極基材を吸着搬送する第2の搬送ベルトと、前記第2の搬送ベルト上で前記第2の電極基材を切断する第2の切断部材と、切り出した前記第2の電極を前記第2の搬送ベルトから前記第2のセパレータ基材に転写させる第2の転写部と、を備える、請求項11〜14のいずれか1項に記載の非双極型電池の製造装置。 The first forming portion includes a first cutout portion that cuts out the first electrode from a first electrode base material having an elongated shape,
The second forming portion includes a second cutout portion that cuts out the second electrode from a second electrode base material having a long shape,
The first cut-out section includes a first conveyance belt that sucks and conveys the first electrode base material, and a first cutting member that cuts the first electrode base material on the first conveyance belt. A first transfer unit that transfers the cut out first electrode from the first transport belt to the first separator substrate,
The second cut-out unit includes a second conveyance belt that sucks and conveys the second electrode substrate, and a second cutting member that cuts the second electrode substrate on the second conveyance belt; And a second transfer unit that transfers the cut-out second electrode from the second transport belt to the second separator base material. Bipolar battery manufacturing equipment.
前記集塵部は、前記押圧片の前記通気孔を通じて前記切り屑を集塵する、請求項17に記載の非双極型電池の製造装置。 The pressing member has a pressing piece in which a vent is formed,
The non-bipolar battery manufacturing apparatus according to claim 17, wherein the dust collection unit collects the chips through the vent hole of the pressing piece.
前記集塵部は、前記溝を通じて前記切り屑を集塵する、請求項16〜18のいずれか1項に記載の非双極型電池の製造装置。 The stacking jig has a groove between each of the adjacent support surfaces,
The non-bipolar battery manufacturing apparatus according to claim 16, wherein the dust collection unit collects the chips through the groove.
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