JP2015072833A - 電気デバイスのセパレータ接合方法および電気デバイスのセパレータ接合装置 - Google Patents
電気デバイスのセパレータ接合方法および電気デバイスのセパレータ接合装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
セパレータ接合装置100によって接合して形成する電気デバイスは、図1〜図4に示すように、例えばリチウムイオン二次電池10の袋詰電極11に相当する。リチウムイオン二次電池10は、充放電が行われる発電要素12を外装材50で封止して構成している。発電要素12は、正極20を一対のセラミックセパレータ40で挟持して接合した袋詰電極11と、負極30とを交互に積層して構成している。リチウムイオン二次電池10が振動したり衝撃を受けたりしても、一対のセラミックセパレータ40の両端に形成した接合部40hによって正極20の移動を抑制することによって、セラミックセパレータ40を介して隣り合う正極20と負極30との短絡を防止する。接合部40hは、セラミックス層42同士を対面させた状態で、ポリプロピレン層41同士を部分的に溶融させつつ、溶融するポリプロピレン層41に隣接するセラミックス層42を周囲の領域に移動させて粗にし、対面したポリプロピレン層41同士を溶着させて形成している。
次に、セパレータ接合部150の第1切開部材と第2切開部材の様々な組み合わせについて、図9を参照しながら説明する。なお、突起部を備えていない部材についても、第1切開部材または第2切開部材と記載している。
次に、セパレータ接合部150の第1切開部材の様々な構成について、図10を参照しながら説明する。
第1実施形態の変形例3に係る袋詰電極11のセパレータ接合方法を具現化したセパレータ接合装置について、図11および図12を参照しながら説明する。
第2実施形態に係る袋詰電極のセパレータ接合方法を具現化したセパレータ接合装置について、図13および図14を参照しながら説明する。
次に、セパレータ接合部の第1切開部材と第2切開部材の様々な組み合わせについて、図15を参照しながら説明する。なお、突起部を備えていない部材についても、第1切開部材または第2切開部材と記載している。
11 袋詰電極(電気デバイス)、
12 発電要素、
20 正極(電極)、
20A 正極用基材、
21 正極集電体、
21a 正極電極端子、
30 負極(電極)、
31 負極集電体、
31a 負極電極端子、
32 負極活物質、
40 セラミックセパレータ(セパレータ)、
40A セラミックセパレータ用基材、
40h 接合部、
41 ポリプロピレン層(溶融材)、
42 セラミックス層(耐熱材)、
50 外装材、
51,52 ラミネートシート、
100 セパレータ接合装置、
110 電極搬送部、
111 電極供給ローラ、
112 搬送ローラ、
113 搬送ベルト、
114 回転ローラ、
115,116 切断刃、
117 受け台、
120 第1セパレータ搬送部、
121 第1セパレータ供給ローラ、
122 第1加圧ローラ、
123 第1ニップローラ、
124 第1搬送ドラム、
125 第1切断刃、
130 第2セパレータ搬送部、
131 第2セパレータ供給ローラ、
132 第2加圧ローラ、
133 第2ニップローラ、
134 第2搬送ドラム、
135 第2切断刃、
140,240 セパレータ保持部、
141,241,242 保持プレート(保持部材)、
150,350 セパレータ接合部、
151,191,192,193,351,391,392 第1切開部材、
151a,191a,192a,193a,351a,391a,392b 本体部、
151b,151b1,151b2,151b3,151b4,191b,192b,351b,392b 突起部、
151c,191c,192c,351c,392c 通電部、
152 接続部材、
153 パルス電源(電源部)、
154,201,202,203,354,401,402 第2切開部材、
154a,201a,202a,203a,354a,401a,402a 本体部、
154b,201b,203b,354b,402b 突起部、
154c,201c,203c,354c,402c 通電部
155 押圧部材、
156,356 付勢部材、
157 駆動ステージ、
158 駆動支柱、
159 冷却器、
160 セパレータ搬送追随部、
161 X軸ステージ、
170 袋詰電極搬送部、
171 搬送ベルト、
172 回転ローラ、
173 吸着パッド、
174 伸縮部材、
175 X軸ステージ、
176 X軸補助レール、
177 載置台、
180 制御部、
181 コントローラ、
X 搬送方向、
Y (搬送方向Xと交差する)方向、
Z 積層方向。
Claims (7)
- シート状の溶融材と、前記溶融材に積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持する前記耐熱材同士を対面させた一対の前記セパレータを互いに接合する電気デバイスのセパレータ接合方法であって、
前記溶融材を通して一対の前記セパレータの前記耐熱材同士を切開して周囲の領域に移動させて粗にしつつ、間欠的に電流を印加して発熱させた通電部材によって、切開した部分の前記溶融材同士を溶融させて接合する接合工程、を有する電気デバイスのセパレータ接合方法。 - 前記接合工程は、前記通電部材に対する間欠的な電流の印加を終了するとき、または前記通電部材に対する間欠的な電流の印加を終了した後、前記切開した部分を冷却する請求項1に記載の電気デバイスのセパレータ接合方法。
- シート状の溶融材と、前記溶融材に積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持する前記耐熱材同士を対面させた一対の前記セパレータを互いに接合する電気デバイスのセパレータ接合装置であって、
前記溶融材を通して一対の前記セパレータの前記耐熱材同士を切開する凸状の突起部と、前記突起部に接続し導電性を備えた通電部と、を設けた切開部と、
前記通電部に間欠的に電流を印加して発熱させ、一対の前記セパレータの前記溶融材同士を溶融して接合させる電源部と、を有する電気デバイスのセパレータ接合装置。 - 前記切開部は、前記突起部によって一対のセパレータのうちの一方の前記セパレータの前記溶融材から少なくとも前記耐熱材同士まで切開する請求項3に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
- 前記切開部は、
一の前記突起部によって一対の前記セパレータのうちの一方の前記セパレータの前記溶融材から少なくとも隣接する前記耐熱材まで切開する第1切開部材と、
他の前記突起部によって一対の前記セパレータのうちの他方の前記セパレータの前記溶融材から少なくとも隣接する前記耐熱材まで切開する第2切開部材とを備えた、請求項3に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。 - 一対の前記セパレータの前記溶融材同士を積層方向に沿って挟持して保持する一対の保持部材をさらに有し、
一対の前記保持部材は、前記切開部が前記溶融材から離脱してから、前記溶融材同士から離間する請求項3〜5のいずれか1項に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。 - 前記切開部は、一対の前記セパレータの搬送方向に沿って回転自在な円盤形状に形成した請求項3〜6のいずれか1項に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
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