JP2014165055A - 積層型電池製造方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
帯状のセパレータ6をつづら折り機構を介してテーブル5上でつづら折りし、つづら折りによりセパレータ6が折り返されるたびに、折り返されたセパレータ上に正極板3及び負極板4を交互に供給して、セパレータ6を介在させた状態で正極板と負極板を交互に積層する。この積層工程では、正極板移載ヘッド1と負極板移載ヘッド2とがテーブル5上を水平方向に交互に往復移動するように設定し、且つこれらのヘッドの水平往復移動の方向を、セパレータ6のつづら折りの折り返し方向と一致させて、これらのヘッドの交互の水平往復移動による力を、テーブル5上に案内されるセパレータ6に与えることによりセパレータ6をテーブル5上に引き込みながらつづら折りを行い、これらのヘッドは、セパレータ6をつづら折りしながら、正極板3及び負極板4を交互に供給する。
【選択図】図1(f)
Description
前記積層工程では、前記正極板供給機構の一部となる正極板移載ヘッドと前記負極板供給機構の一部となる負極板移載ヘッドとがそれぞれの移動機構を介して少なくとも前記テーブル上を水平方向に交互に往復移動するように設定し、且つ前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの前記テーブル上での水平往復移動の方向を、前記セパレータのつづら折りの折り返し方向と一致させて、これらの移載ヘッドの交互の水平往復移動による力を、前記テーブル上に案内される前記セパレータに、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドを介して与えることにより前記セパレータを前記テーブル上に引き込みながらつづら折りを行い、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドは、前記セパレータをつづら折りしながら、前記テーブル上で前記正極板及び前記負極板を交互に供給することを特徴とする。
(2)前記テーブルは、複数備えられ、且つ回転可能な横軸回転体にその周方向に沿って所定角度で等間隔配置され、
前記横軸回転体は、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの水平往復移動の進路の直下にあって、その周面上部の接線方向が前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの水平往復移動方向と平行になるように設けられ、
前記等間隔配置される各テーブルが、前記横軸回転体の所定角度ごとの回転により、順次、電池製造の前記積層工程の位置となるステーションに、次いで積層工程後に行われるポスト積層工程の位置となるステーションに移動し、前記横軸回転体の1回転で再び前記積層工程のステーションに戻るように設定され、
前記積層工程及びポスト積層工程を、前記横軸回転体の回転の合間の停止中に並行に行う。
(3)前記テーブルを、前記積層工程が行われた後に前記横軸回転体の所定角度の回転により、その後のポスト積層工程のステーションに移動させ、この移動時に前記積層工程で作られた電極及びセパレータの積層体をクランプ機構により前記テーブル上に保持しながら、この積層体及びその後に続くセパレータのテールを前記横軸回転体の周面に真空吸着し、
この横軸回転体の周面にあるセパレータのテールを、前記ポスト積層工程のステーションと前記積層工程のステーションとの間にある位置でカッターにより切断し、
前記ポスト積層工程のステーションでは、前記積層体を回転チャック機構によって前記テーブルから離して回転させ、この回転により、前記セパレータ切断により前記積層体側に残ったセパレータのテールを前記積層体の外周に巻き付け、
このポスト積層工程時に、別のテーブルが前記積層工程のステーションにあって新たな積層体工程を同時に行うようにした。
(4)前記積層工程では、つづら折りされた前記セパレータ上に重ねる電極板が、正極板である場合には、正極板専用の押さえ部材により前記正極板を前記セパレータのつづら折りの谷折り側となる位置で押さえ、負極板である場合には、負極板専用の押さえ部材により前記負極板を前記セパレータのつづら折りの谷折り側となる位置で押さえ、これらの押さえ部材が前記セパレータのつづら折りの際の谷折りガイドとなり、かつこれらの正極板用の押さえ部材と負極板用の押さえ部材が正極板と負極板の積層位置で交互に出し入れされる。
(2)の構成要件を備えた発明によれば、積層型電池のセパレータ・電極板積層工程とその後のポスト積層工程を一つの回転体で実行できるので、設備の簡略化を図り、しかも、積層完了品を短時間で入れ替え可能となる。
(3)の構成要件を備えた発明によれば、積層体をセパレータ部材のテールにより外周巻する場合に、セパレータテールを、回転体の周面で巻き取りに必要な適度な真空吸着力で保持するので、セパレータの皺やめくれをなくすことができる。
(4)の構成要件を備えた発明によれば、セパレータつづら折り工程において、つづら折りに使用する電極板押さえ部材は、常に同極の電極板を押さえることで、異極の金属粉などが電極に混入することを防止し、ひいては電極ショートなどを防止でき、さらなる品質向上を図ることができる。
(i)セパレータは連続で処理するため、セパレータの切断回数を1スタックあたり1回にできるため、異物混入を最少にできる。
(ii)電極は積層部で装置内のクランプ機能で常に抑えた状態で積層するため、セパレータや電極の位置ずれが発生しにくい。
(iii)電極板クランプ(押さえ部材)がセパレータ折り込みの際の谷折りガイドとなるため、正確なセパレータ折り返しが可能となる。
(iv)セパレータの材質、特性(耐熱タイプ)による制約を受けず積層が可能になる。
(v)セパレータと電極の移載方向が同一のため、移載動作時間の無駄が最少となり、速度、加速度を押えることができ、セパレータへのダメージを無くすことができる。
(vi)前記(v)の効果により、ダメージが発生しない効果を生かせば、より高速で積層が可能となり、生産性向上に貢献することができる。
Claims (8)
- 帯状のセパレータをつづら折り機構を介してテーブル上でつづら折りし、つづら折りによりセパレータが折り返されるたびに、折り返されたセパレータ上に正極板及び負極板を正極板供給機構及び負極板供給機構を介して交互に供給して、セパレータを介在させた状態で正極板と負極板をテーブル上で交互に積層する工程を含む積層型電池製造方法において、
前記積層工程では、前記正極板供給機構の一部となる正極板移載ヘッドと前記負極板供給機構の一部となる負極板移載ヘッドとがそれぞれの移動機構を介して少なくとも前記テーブル上を水平方向に交互に往復移動するように設定し、且つ前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの前記テーブル上での水平往復移動の方向を、前記セパレータのつづら折りの折り返し方向と一致させて、これらの移載ヘッドの交互の水平往復移動による力を、前記テーブル上に案内される前記セパレータに、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドを介して与えることにより前記セパレータを前記テーブル上に引き込みながらつづら折りを行い、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドは、前記セパレータをつづら折りしながら、前記テーブル上で前記正極板及び前記負極板を交互に供給することを特徴とする積層型電池製造方法。 - 請求項1において、
前記テーブルは、複数備えられ、且つ回転可能な横軸回転体にその周方向に沿って所定角度で等間隔配置され、
前記横軸回転体は、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの水平往復移動の進路の直下にあって、その周面上部の接線方向が前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの水平往復移動方向と平行になるように設けられ、
前記等間隔配置される各テーブルが、前記横軸回転体の所定角度ごとの回転により、順次、電池製造の前記積層工程の位置となるステーションに、次いで積層工程後に行われるポスト積層工程の位置となるステーションに移動し、前記横軸回転体の1回転で再び前記積層工程のステーションに戻るように設定され、
前記積層工程及びポスト積層工程を、前記横軸回転体の回転の合間の停止中に並行に行うことを特徴とする積層型電池製造方法。 - 請求項2において、前記テーブルを、前記積層工程が行われた後に前記横軸回転体の所定角度の回転により、その後のポスト積層工程のステーションに移動させ、この移動時に前記積層工程で作られた電極及びセパレータの積層体をクランプ機構により前記テーブル上に保持しながら、この積層体及びその後に続くセパレータのテールを前記横軸回転体の周面に真空吸着し、
この横軸回転体の周面にあるセパレータのテールを、前記ポスト積層工程のステーションと前記積層工程のステーションとの間にある位置でカッターにより切断し、
前記ポスト積層工程のステーションでは、前記積層体を回転チャック機構によって前記テーブルから離して回転させ、この回転により、前記セパレータ切断により前記積層体側に残ったセパレータのテールを前記積層体の外周に巻き付け、
このポスト積層工程時に、別のテーブルが前記積層工程のステーションにあって新たな積層体工程を同時に行うようにしたことを特徴とする積層型電池製造方法。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記積層工程では、つづら折りされた前記セパレータ上に重ねる電極板が、正極板である場合には、正極板専用の押さえ部材により前記正極板を前記セパレータのつづら折りの谷折り側となる位置で押さえ、負極板である場合には、負極板専用の押さえ部材により前記負極板を前記セパレータのつづら折りの谷折り側となる位置で押さえ、これらの押さえ部材が前記セパレータのつづら折りの際の谷折りガイドとなり、かつこれらの正極板用の押さえ部材と負極板用の押さえ部材が正極板と負極板の積層位置で交互に出し入れされることを特徴とする積層型電池製造方法。 - 帯状のセパレータをテーブル上でつづら折りするつづら折り機構と、つづら折りによりセパレータが折り返されるたびに、折り返されたセパレータ上に正極板及び負極板を交互に供給する正極板供給機構及び負極板供給機構とを有して、前記つづら折りのセパレータを介在させた状態で正極板と負極板を前記テーブル上で交互に積層する積層型電池製造装置において、
前記正極板供給機構の一部をなし、正極板供給部に用意された正極板を前記セパレータのつづら折り位置に移載して折り返されたセパレータ上に供給する正極板移載ヘッドと、
前記負極板供給機構の一部をなし、負極板供給部に用意された負極板を前記セパレータのつづら折り位置に移載して折り返されたセパレータ上に供給するための負極板移載ヘッドと、
前記正極板移載ヘッドを、少なくとも前記テーブル上で前記セパレータのつづら折りの折り返し方向に水平往復移動させる正極板移載ヘッド用移動機構と、
前記負極板移載ヘッドを、少なくとも前記テーブル上で前記セパレータのつづら折りの折り返し方向に水平往復移動させる負極板移載ヘッド用移動機構と、を備え、
前記正極板移載ヘッドと前記負極板移載ヘッドは、前記テーブルを挟んで前記つづら折りの折り返し方向に一致して水平方向に対向配置され、それぞれの前記移動機構を制御することで前記水平往復移動を交互に行うように設定され、
これらの移載ヘッドの交互の水平往復移動による力を、前記テーブル上に案内される前記セパレータに、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドを介して与えることにより、前記セパレータを前記テーブル上に引き込みながらつづら折りを行う前記つづら折り機構を構成し、
前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドは、前記セパレータをつづら折りしながら、前記テーブル上で前記正極板及び前記負極板を交互に供給するように設定されていることを特徴とする積層型電池製造装置。 - 請求項5において、
前記テーブルは、複数備えられ、且つ間歇回転可能な横軸回転体にその周方向に沿って所定角度で等間隔配置され、
前記横軸回転体は、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの水平往復移動の進路の直下にあって、その周面上部の接線方向が前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの水平往復移動方向と平行になるように設けられ、
前記等間隔配置される各テーブルが、前記横軸回転体の所定角度ごとの回転により、順次、前記正極板移載ヘッド及び前記負極板移載ヘッドの水平往復移動の進路の直下の位置に来るように設定され、この位置で前記セパレータと前記正極板と前記負極板との積層が行われた後に、そのテーブルが次いで行われるポスト積層の作業位置に移動し、前記横軸回転体の1回転で再び前記積層が行われる位置に戻るように設定されていることを特徴とする積層型電池製造装置。 - 請求項6において、前記テーブルを、前記横軸回転体の間歇回転により、前記セパレータと前記正極板と前記負極板との積層体をその積層作業位置から、その後のポスト積層の作業位置に移動させる時に、前記積層体を保持するクランプ機構、及び、この積層体とその後に続くセパレータのテールを前記横軸回転体の周面に真空吸着する真空吸着機構と、
この横軸回転体の周面にあるセパレータのテールを、前記ポスト積層の作業位置と前記積層作業位置との間で切断するカッターと、
前記ポスト積層作業位置で、前記積層体を前記テーブルから離して回転させ、この回転により、前記セパレータ切断により積層体側に残ったセパレータのテールを前記積層体の外周に巻き付ける回転チャック機構と、を備え
このポスト積層作業が行われている時に、別のテーブルが前記積層作業位置にあって新たな積層体作業を行うように構成したことを特徴とする積層型電池製造装置。 - 請求項5ないし7のいずれか1項において、
つづら折りされた前記セパレータ上に重ねる電極板が、正極板である場合には、正極板専用の押さえ部材により前記正極板を前記セパレータのつづら折りの谷折り側となる位置で押さえ、負極板である場合には、負極板専用の押さえ部材により前記負極板を前記セパレータのつづら折りの谷折り側となる位置で押さえ、これらの押さえ部材が前記セパレータのつづら折りの際の谷折りガイドとなり、かつこれらの正極板用の押さえ部材と負極板用の押さえ部材を正極板と負極板の積層位置で交互に出し入れする押さえ部材動作機構を有することを特徴とする積層型電池製造装置。
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