JP2016051654A - Winder and winding method of electrode - Google Patents
Winder and winding method of electrode Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016051654A JP2016051654A JP2014177357A JP2014177357A JP2016051654A JP 2016051654 A JP2016051654 A JP 2016051654A JP 2014177357 A JP2014177357 A JP 2014177357A JP 2014177357 A JP2014177357 A JP 2014177357A JP 2016051654 A JP2016051654 A JP 2016051654A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- unit
- winding
- positive electrode
- separator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 281
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 106
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 213
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 95
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 21
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 8
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021450 lithium metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Description
本発明は、電極体を形成するために電極を捲回する捲回機、及び電極の捲回方法に関する。 The present invention relates to a winding machine for winding an electrode to form an electrode body, and an electrode winding method.
従来から、集電体エッジ位置調整装置(以下、単に「調整装置」と称する。)を備えた電池用捲回機が知られている。前記調整装置は、集電体の幅方向の位置を検出するエッジ検出手段と、前記集電体を送り出すための送り出し軸と、前記エッジ検出手段からの信号に基づいて前記送り出し軸を軸方向に進退させる軸移動手段と、を備える(特許文献1参照)。前記調整装置では、前記エッジ検出手段により集電体の幅方向の位置が検出されると、前記送り出し軸が軸方向に進退し、これにより、該送り出し軸に捲回されている集電体の幅方向の位置が調整される。その結果、前記電池用捲回機の巻き取り位置に供給される集電体の幅方向の位置が調整される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a battery winding machine including a current collector edge position adjusting device (hereinafter simply referred to as “adjusting device”) is known. The adjusting device includes an edge detection unit that detects a position in the width direction of the current collector, a feed shaft for feeding the current collector, and the feed shaft in the axial direction based on a signal from the edge detection unit. Shaft moving means for advancing and retreating (see Patent Document 1). In the adjustment device, when the position in the width direction of the current collector is detected by the edge detection means, the feed shaft advances and retreats in the axial direction, and thereby the current collector wound around the feed shaft The position in the width direction is adjusted. As a result, the position in the width direction of the current collector supplied to the winding position of the battery winding machine is adjusted.
前記電池用捲回機では、搬送中に集電体が搬送経路から該集電体の幅方向にずれたときに、このずれが前記調整装置によって修正される(即ち、搬送中の集電体の幅方向の位置が調整される)。このため、前記巻き取り位置において巻き取られた集電体(捲回群)における捲回軸方向の電極の位置のずれ(即ち、集電体が前記巻き取り位置において幅方向にずれることによって前記捲回群に生じる捲回軸方向の電極の位置のバラツキ)を抑えることができる。 In the battery winding machine, when the current collector is deviated in the width direction of the current collector from the conveyance path during conveyance, the deviation is corrected by the adjusting device (that is, the current collector being conveyed). Position in the width direction is adjusted). For this reason, displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the current collector (winding group) wound at the winding position (that is, the current collector is displaced in the width direction at the winding position). Variation in the position of the electrode in the winding axis direction that occurs in the winding group can be suppressed.
近年、前記捲回群の生産効率のさらなる向上が求められている。そのため、上記の電池用捲回機において、集電体の搬送速度をより高くすると共に、前記巻き取り位置での集電体の捲回速度も高くすることが考えられる。 In recent years, further improvement in the production efficiency of the wound group has been demanded. Therefore, in the battery winding machine described above, it is conceivable to increase the current collector transport speed and also increase the current collector winding speed at the winding position.
しかし、前記集電体の搬送速度が高くなると、搬送中の集電体が幅方向にずれる速さに前記送り出し軸の軸方向の進退が追従できず、前記巻き取り位置において巻き取られた集電体(前記捲回群)における捲回軸方向の電極の位置のずれが大きくなる場合がある。特に、集電体に湾曲(長手方向に対する短手方向への湾曲)した部位がある場合に、捲回群における捲回軸方向の電極の位置のずれが顕著になる。 However, when the current carrying speed of the current collector increases, the forward and backward movement of the feeding shaft in the axial direction cannot follow the speed at which the current collector being conveyed shifts in the width direction, and the current collected at the take-up position cannot be followed. In some cases, the displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the electric body (the winding group) becomes large. In particular, when the current collector has a curved portion (curved in the short direction with respect to the longitudinal direction), the positional deviation of the electrode in the winding axis direction in the wound group becomes significant.
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、電極に湾曲している部位があっても該電極が捲回された電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれを抑えることができる捲回機、及び電極の捲回方法を提供することを課題とする。 Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a winding machine that can suppress the displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the electrode body around which the electrode is wound even if the electrode has a curved portion. It is another object of the present invention to provide an electrode winding method.
本発明に係る捲回機は、
帯状の電極を搬送する電極搬送部と、
帯状のセパレータを搬送するセパレータ搬送部と、
前記電極間に前記セパレータが位置するように、前記電極搬送部及び前記セパレータ搬送部によって搬送された前記電極及び前記セパレータを捲回する捲回部と、
搬送中の前記電極の短手方向の位置を検出するセンサ部と、
前記センサ部での検出結果に基づいて搬送中の電極の短手方向の位置を調整する電極調整部と、
前記センサ部での検出結果に基づいて前記電極における長手方向に対する短手方向への湾曲量を検出する湾曲検出部と、
前記湾曲検出部によって検出された前記湾曲量に基づいて前記電極搬送部における前記電極の搬送速度を変化させる速度制御部と、を備える、捲回機。
The winding machine according to the present invention is
An electrode transport section for transporting the belt-shaped electrode;
A separator transport section for transporting a strip-shaped separator;
A winding part for winding the electrode and the separator conveyed by the electrode conveying part and the separator conveying part so that the separator is located between the electrodes;
A sensor unit for detecting a position of the electrode in a short direction during conveyance;
An electrode adjusting unit that adjusts the position of the electrode being conveyed in the short direction based on the detection result in the sensor unit;
A curvature detection unit for detecting a bending amount in a short direction with respect to a longitudinal direction of the electrode based on a detection result in the sensor unit;
A winding machine comprising: a speed control unit configured to change a conveyance speed of the electrode in the electrode conveyance unit based on the amount of curvature detected by the curvature detection unit.
かかる構成では、電極体の生産効率を向上させるために電極の搬送速度が高く設定されても、検出された電極の湾曲量に基づいて該電極の搬送速度を変化させることで、搬送中の電極において前記湾曲に起因する短手方向へのずれが生じたときに電極調整部による電極の短手方向の位置調整が前記ずれに追従できなくなることを、防いでいる。このため、電極が湾曲した部位を含んでいても、捲回部において形成された電極体(詳しくは、電極及びセパレータが捲回部で捲回されることによって形成された電極体)における捲回軸方向の電極の位置のずれが抑えられる。 In such a configuration, even if the electrode conveyance speed is set high in order to improve the production efficiency of the electrode body, the electrode being conveyed is changed by changing the electrode conveyance speed based on the detected amount of bending of the electrode. In this case, the position adjustment in the short direction of the electrode by the electrode adjusting unit is prevented from being unable to follow the shift when the shift in the short direction due to the curvature occurs. For this reason, even if the electrode includes a curved portion, the winding in the electrode body (specifically, the electrode body formed by winding the electrode and the separator in the winding portion) is performed. A shift in the position of the electrode in the axial direction is suppressed.
この場合、
前記速度制御部は、前記湾曲量が所定の大きさ以上のときに前記電極搬送部における前記電極の搬送速度を小さくしてもよい。
in this case,
The speed control unit may decrease the transport speed of the electrode in the electrode transport unit when the bending amount is equal to or greater than a predetermined size.
かかる構成によれば、湾曲量が所定値(所定の大きさ)を超えたときに電極の搬送速度を小さくするといった簡単な制御によって、搬送される電極が湾曲している部位を含んでいても、捲回部において形成された電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれが好適に抑えられる。 According to such a configuration, even if the electrode to be conveyed includes a curved portion by a simple control such as reducing the electrode conveyance speed when the bending amount exceeds a predetermined value (predetermined size). The displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the electrode body formed in the winding part is preferably suppressed.
また、
前記速度制御部は、前記湾曲量が大きくなるのに応じて前記電極搬送部における前記電極の搬送速度を小さくしてもよい。
Also,
The speed control unit may reduce the transport speed of the electrode in the electrode transport unit as the amount of bending increases.
かかる構成によれば、湾曲量が大きい部位ほど、より小さな搬送速度で搬送されるため、搬送中の電極において前記湾曲に起因する短手方向へのずれが生じたときに電極調整部による電極の短手方向の位置調整が追従できなくなることを、より確実に防ぐことができる。 According to such a configuration, the portion with the larger bending amount is transported at a lower transport speed, and therefore, when the electrode being transported is displaced in the short direction due to the bending, It is possible to more reliably prevent the position adjustment in the short direction from being followed.
前記捲回機において、
前記電極調整部は、前記電極の搬送経路に沿って複数設けられることが好ましい。
In the winding machine,
It is preferable that a plurality of the electrode adjustment units are provided along the transport path of the electrodes.
かかる構成によれば、搬送経路上の複数の位置において電極(搬送中の電極)が短手方向の位置を調整されるため、捲回部へ供給(搬送)される電極の短手方向の位置のずれがより抑えられ、形成された電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれがより好適に抑えられる。 According to such a configuration, since the position of the electrode (electrode being transported) in the short direction is adjusted at a plurality of positions on the transport path, the position in the short direction of the electrode supplied (transported) to the winding unit The displacement of the electrode is further suppressed, and the displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the formed electrode body is more preferably suppressed.
このように複数の電極調整部が捲回機に設けられる場合、
前記センサ部は、前記搬送経路に沿って複数設けられ、
前記複数の電極調整部のそれぞれは、対応するセンサ部での検出結果に基づいて前記電極の短手方向の位置を調整することがより好ましい。
Thus, when a plurality of electrode adjustment units are provided in the winding machine,
A plurality of the sensor units are provided along the transport path,
More preferably, each of the plurality of electrode adjustment units adjusts the position of the electrode in the short direction based on the detection result of the corresponding sensor unit.
かかる構成によれば、センサ部によって検出された電極の短手方向の位置のずれを、該センサ部と対応する電極調整部が調整するため、各調整位置(即ち、各電極調整部が電極の位置調整を行う位置)での電極の位置調整の精度が向上する。これにより、捲回部において形成された電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれがより効果的に抑えられる。 According to such a configuration, since the electrode adjustment unit corresponding to the sensor unit adjusts the positional deviation of the electrode detected by the sensor unit, each adjustment position (that is, each electrode adjustment unit is not connected to the electrode). The accuracy of the electrode position adjustment at the position for position adjustment is improved. Thereby, the shift | offset | difference of the position of the electrode of the winding axis direction in the electrode body formed in the winding part is suppressed more effectively.
また、前記捲回機において、
少なくとも一つの電極調整部は、前記電極の搬送経路における前記センサ部が前記電極の短手方向の位置を検出する位置より下流位置において、前記電極の短手方向の位置を調整してもよい。
In the winding machine,
The at least one electrode adjusting unit may adjust the position of the electrode in the short direction at a position downstream of the position where the sensor unit in the electrode transport path detects the position of the electrode in the short direction.
かかる構成によれば、短手方向の位置が検出される位置より下流位置で電極の短手方向の位置調整が行われるため、センサ部によって実際に短手方向の位置が検出された電極の部位に対して電極調整部が位置調整することが可能となる。このため、電極の短手方向における位置調整がより精度よく行われる。 According to such a configuration, since the position adjustment of the electrode in the short direction is performed at a position downstream from the position where the position in the short direction is detected, the portion of the electrode where the position in the short direction is actually detected by the sensor unit In contrast, the position of the electrode adjusting unit can be adjusted. For this reason, the position adjustment in the short direction of an electrode is performed more accurately.
また、前記捲回機において、
少なくとも一つの電極調整部は、前記電極の搬送経路における該搬送経路の中間位置より下流位置において、前記電極の短手方向の位置を調整することが好ましい。
In the winding machine,
It is preferable that the at least one electrode adjusting unit adjusts the position of the electrode in the short direction at a position downstream of the intermediate position of the transport path in the transport path of the electrode.
かかる構成によれば、捲回部に近い位置(搬送経路の中間位置より下流位置)で電極の短手方向の位置が調整されるため、捲回部から遠い位置(搬送経路の中間位置より上流位置)で電極の短手方向の位置が調整される場合に比べ、捲回部に供給される電極の短手方向の位置のずれが効果的に抑えられる。その結果、捲回部で形成された電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれがより抑えられる。 According to such a configuration, since the position in the short direction of the electrode is adjusted at a position close to the winding part (downstream position from the intermediate position of the transport path), the position far from the winding part (upstream from the intermediate position of the transport path). As compared with the case where the position in the short direction of the electrode is adjusted in the position), the displacement of the position in the short direction of the electrode supplied to the winding portion is effectively suppressed. As a result, the displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the electrode body formed by the winding part is further suppressed.
また、前記捲回機において、
電極のロールを該ロールの中心軸回りに回転させて該ロールから前記電極を送り出すことが可能な供給部を備え、
前記供給部は、前記電極を送り出しつつ前記センサ部での検出結果に基づいて前記ロールを該ロールの中心軸方向に移動させるロール調整部を有してもよい。
In the winding machine,
A supply unit capable of rotating the electrode roll around the central axis of the roll and feeding the electrode out of the roll;
The supply unit may include a roll adjustment unit that moves the roll in a central axis direction of the roll based on a detection result of the sensor unit while feeding the electrode.
かかる構成によれば、電極の送り出し位置においても該電極の短手方向の位置が調整されるため、捲回部で形成された電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれがより抑えられる。 According to this configuration, since the position of the electrode in the short direction is adjusted even at the electrode delivery position, the displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the electrode body formed by the winding portion is further suppressed. .
また、前記捲回機において、
前記捲回部は、軸芯回りに回転することによって前記電極及び前記セパレータを捲回する捲回軸と、前記センサ部での検出結果に基づいて前記捲回軸を該捲回軸の軸芯方向に移動させる軸調整部と、を有してもよい。
In the winding machine,
The winding part rotates around the axis to wind the electrode and the separator, and the winding axis is based on the detection result of the sensor part. And an axis adjustment unit that moves in the direction.
かかる構成によれば、捲回部において、捲回体(捲回軸に捲回された状態の電極及びセパレータ)に対し、該捲回体に供給される電極の短手方向の位置が調整されるため、捲回部で形成される電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれがより抑えられる。 According to this configuration, the position of the electrode supplied to the winding body in the short direction is adjusted with respect to the winding body (the electrode and the separator wound around the winding shaft) in the winding unit. Therefore, the displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the electrode body formed by the winding part is further suppressed.
前記捲回機では、
前記電極は、正極と負極とを含み、
前記電極搬送部は、前記正極を搬送する正極搬送部と、前記負極を搬送する負極搬送部と、を有し、
前記捲回部は、前記正極と前記負極との間に前記セパレータが位置するように、該正極、該負極、及び該セパレータを捲回し、
前記センサ部は、搬送中の前記正極の短手方向の位置を検出する正極センサ部と、搬送中の前記負極の短手方向の位置を検出する負極センサ部と、を有し、
前記電極調整部は、前記正極センサ部での検出結果に基づいて前記正極の短手方向の位置を調整する正極調整部と、前記負極センサ部での検出結果に基づいて前記負極の短手方向の位置を調整する負極調整部と、を有し、
前記湾曲検出部は、前記正極センサ部での検出結果に基づいて前記正極における前記湾曲量を検出すると共に、前記負極センサ部での検出結果に基づいて前記負極における前記湾曲量を検出し、
前記速度制御部は、前記正極の湾曲量、及び、前記負極の湾曲量の少なくとも一方の湾曲量に基づいて、前記正極搬送部における前記正極の搬送速度、及び前記負極搬送部における前記負極の搬送速度を変化させてもよい。
In the winding machine,
The electrode includes a positive electrode and a negative electrode,
The electrode transport unit includes a positive electrode transport unit that transports the positive electrode, and a negative electrode transport unit that transports the negative electrode.
The winding part winds the positive electrode, the negative electrode, and the separator so that the separator is positioned between the positive electrode and the negative electrode,
The sensor unit includes a positive electrode sensor unit that detects a position in a short direction of the positive electrode during conveyance, and a negative electrode sensor unit that detects a position in a short direction of the negative electrode during conveyance,
The electrode adjustment unit adjusts the position of the positive electrode in the short direction based on the detection result of the positive electrode sensor unit, and the short direction of the negative electrode based on the detection result of the negative electrode sensor unit A negative electrode adjusting part for adjusting the position of
The bending detection unit detects the bending amount in the positive electrode based on the detection result in the positive electrode sensor unit, and detects the bending amount in the negative electrode based on the detection result in the negative electrode sensor unit,
The speed control unit is configured to transfer the positive electrode in the positive electrode conveying unit and the negative electrode in the negative electrode conveying unit based on at least one of the bending amount of the positive electrode and the bending amount of the negative electrode. The speed may be changed.
かかる構成によれば、捲回部で形成された電極体において、正極及び負極の少なくとも一方の捲回軸方向における位置のずれが抑えられる。 According to such a configuration, in the electrode body formed by the winding part, a positional shift in the winding axis direction of at least one of the positive electrode and the negative electrode can be suppressed.
また、本発明に係る電極の捲回方法は、
帯状の電極及び帯状のセパレータを搬送しつつ、前記電極間に前記セパレータが位置するように前記搬送された電極及びセパレータを捲回する電極の捲回方法であって、
搬送中の電極における長手方向に対する短手方向への湾曲量を検出することと、
前記検出の結果に基づいて搬送中の電極における該電極の短手方向の位置を調整すると共に、検出された前記電極の湾曲量に基づいて前記電極の搬送速度を変化させることと、を備える。
The electrode winding method according to the present invention includes:
An electrode winding method for winding the transported electrode and separator so that the separator is positioned between the electrodes while transporting the strip-shaped electrode and the strip-shaped separator,
Detecting the amount of bending in the short direction with respect to the longitudinal direction of the electrode being conveyed;
Adjusting the position of the electrode in the short direction of the electrode being transported based on the detection result, and changing the transport speed of the electrode based on the detected bending amount of the electrode.
かかる構成では、電極体の生産効率を向上させるために電極の搬送速度が高く設定されても、検出された電極の湾曲量に基づいて該電極の搬送速度を変化させることで、搬送中の電極において前記湾曲に起因する短手方向へのずれが生じたときに電極の短手方向の位置調整が前記ずれに追従できなくなることを、防いでいる。その結果、電極が湾曲した部位を含んでいても、形成された電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれが抑えられる。 In such a configuration, even if the electrode conveyance speed is set high in order to improve the production efficiency of the electrode body, the electrode being conveyed is changed by changing the electrode conveyance speed based on the detected amount of bending of the electrode. In this case, it is possible to prevent the position adjustment in the short direction of the electrode from following the shift when the shift in the short direction due to the bending occurs. As a result, even if the electrode includes a curved portion, the displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the formed electrode body can be suppressed.
また、前記電極の捲回方法では、
前記搬送速度の変化では、前記湾曲量が所定の大きさ以上のときに前記電極の搬送速度が小さくなってもよい。
In the winding method of the electrode,
In the change in the transport speed, the transport speed of the electrode may be reduced when the bending amount is equal to or larger than a predetermined magnitude.
かかる構成によれば、湾曲量が所定値(所定の大きさ)を超えたときに電極の搬送速度を小さくするといった搬送速度の簡単な制御によって、搬送される電極が湾曲している部位を含んでいても、形成された電極体における捲回軸方向の電極の位置ずれが好適に抑えられる。 According to such a configuration, a portion where the electrode to be transported is curved by simple control of the transport speed such that the transport speed of the electrode is reduced when the bending amount exceeds a predetermined value (predetermined size). Even so, the positional deviation of the electrode in the winding axis direction in the formed electrode body is suitably suppressed.
この場合、
前記湾曲量の検出は、第一の電極及び第一のセパレータが捲回されるときに行われ、
前記電極の搬送速度の変化は、前記第一の電極及び前記第一のセパレータが捲き終わった後に捲回される第二の電極及び第二のセパレータの捲回時に行われることが好ましい。
in this case,
The detection of the amount of bending is performed when the first electrode and the first separator are wound,
It is preferable that the change in the conveying speed of the electrode is performed when the second electrode and the second separator are wound after the first electrode and the first separator have been rolled.
第一の電極及び第一のセパレータの捲き始めから捲き終わりまでの間、及び、第二の電極及び第二のセパレータの捲き始めから捲き終わりまでの間では、搬送速度が変わらないため、第一(又は第二)の電極及び第一(又は第二)のセパレータに加わる張力、及び第一(又は第二)の電極及び第一(又は第二)のセパレータの搬送速度をそれぞれ一定(同じ)にすることができる。これにより、捲回された第一(又は第二)の電極及び第一(又は第二)のセパレータ(捲回体)の品質がより向上する、即ち、捲回体における捲き乱れがより少なくなる。 Since the conveyance speed does not change between the beginning and end of the first electrode and the first separator and between the beginning and end of the second electrode and the second separator, The tension applied to the (or second) electrode and the first (or second) separator and the transport speed of the first (or second) electrode and the first (or second) separator are constant (same), respectively. Can be. Accordingly, the quality of the wound first (or second) electrode and the first (or second) separator (rolled body) is further improved, that is, the turbulence in the wound body is reduced. .
また、
前記搬送速度の変化では、前記湾曲量が大きくなるのに応じて前記電極の搬送速度が小さくなってもよい。
Also,
In the change in the transport speed, the transport speed of the electrode may decrease as the amount of bending increases.
かかる構成によれば、湾曲量が大きい部位ほど、より小さな搬送速度で搬送されるため、搬送中の電極において前記湾曲に起因する短手方向へのずれが生じたときに電極の短手方向の位置調整が追従できなくなることを、より確実に防ぐことができる。 According to such a configuration, the portion with the larger bending amount is transported at a lower transport speed, and therefore when the displacement of the electrode being transported in the lateral direction due to the curvature occurs, It can prevent more reliably that position adjustment cannot follow.
以上より、本発明によれば、電極に湾曲している部位があっても該電極が捲回された電極体における捲回軸方向の電極の位置のずれを抑えることができる捲回機、及び電極の捲回方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, even if there is a curved portion in the electrode, the winding machine can suppress the displacement of the position of the electrode in the winding axis direction in the electrode body in which the electrode is wound, and An electrode winding method can be provided.
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図8を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
捲回機は、帯状(帯形状)の電極と帯状(帯形状)のセパレータとを捲回することで、電極体を形成する。本実施形態の捲回機は、例えば、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池に用いられる電極体を形成する。具体的に、捲回機は、図1に示すように、電極2を搬送する電極搬送部3と、セパレータ4を搬送するセパレータ搬送部5と、電極2及びセパレータ4を捲回する(巻き取る)捲回部6と、搬送中の電極2及びセパレータ4の位置を検出するセンサ部7と、搬送中の電極2及びセパレータ4の位置を調整する位置調整部8と、捲回機1の各構成要素を制御する制御部9と、を備える。本実施形態の捲回機1は、電極2等を送り出すことが可能な供給部10も備える。以下では、先ず、捲回機1によって捲回される(巻き取られる)電極2及びセパレータ4について図2を参照しつつ説明した後、捲回機1について具体的に説明する。
The winding machine forms an electrode body by winding a strip-shaped (band-shaped) electrode and a strip-shaped (band-shaped) separator. The winding machine of this embodiment forms the electrode body used for nonaqueous electrolyte secondary batteries, such as a lithium ion secondary battery, for example. Specifically, as shown in FIG. 1, the winding machine winds (winds up) the electrode transport unit 3 that transports the
本実施形態の電極2は、正極21と負極22とを含む。
The
正極21は、帯状の金属箔211と、金属箔211の上に形成された正極活物質層212と、を有する。本実施形態の金属箔211は、例えば、アルミニウム箔である。正極21は、帯形状の短手方向の一方の端部に、正極活物質層212の非被覆部(正極活物質層212が形成されていない部位)を有する。
The
正極活物質層212は、正極活物質と、バインダーと、を有する。正極活物質は、例えば、リチウム金属酸化物である。バインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデンである。正極活物質層212は、アセチレンブラック等の導電助剤をさらに有してもよい。
The positive electrode
負極22は、帯状の金属箔221と、金属箔221の上に形成された負極活物質層222と、を有する。本実施形態の金属箔221は、例えば、銅箔である。負極22は、帯形状の短手方向の他方(正極21の非被覆部と反対側)の端部に、負極活物質層222の非被覆部(負極活物質層222が形成されていない部位)を有する。
The
負極活物質層222は、負極活物質と、バインダーと、を有する。負極活物質は、例えば、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素などの炭素材、又は、ケイ素(Si)などのリチウムイオンと合金化反応を生じる材料である。バインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデンである。負極活物質層222は、アセチレンブラック等の導電助剤をさらに有してもよい。
The negative electrode
セパレータ4は、絶縁性を有する帯状の部材である。セパレータ4は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。
The
以上の正極21、負極22及びセパレータ4のそれぞれは、ロール状に捲回された状態で、供給部10に配置される。即ち、本実施形態の捲回機1では、電極体23を形成するために、正極21のロール(正極ロール)R1と、負極22のロール(負極ロール)R2と、セパレータ4のロール(第一ロールR3及び第二ロールR4)と、が捲回機1の供給部10に配置される。
Each of the
次に、捲回機1の各構成について具体的に説明する。 Next, each structure of the winding machine 1 is demonstrated concretely.
電極搬送部3は、正極21を搬送する正極搬送部31と、負極22を搬送する負極搬送部32と、を有する。電極搬送部3は、制御部9からの出力信号に基づき電極2の搬送速度を調整する。詳しくは、制御部9からの出力信号に基づき、正極搬送部31が正極21の搬送速度を調整すると共に、負極搬送部32が負極22の搬送速度を調整する。
The electrode transport unit 3 includes a positive
正極搬送部31は、少なくとも一つの搬送ローラ311を有し、供給部10から送り出された正極21を捲回部6まで搬送(案内)する。本実施形態の正極搬送部31は、複数の搬送ローラ311を有する。複数の搬送ローラ311は、正極21が所定の搬送経路を通って捲回部6に向かうように配置されている。複数の搬送ローラ311は、搬送される正極21に対して長手方向の略一定の張力が加わり、且つ、正極21が捲回部6に対して略一定の張力で送り込まれる(供給される)ように、それぞれ構成される。
The positive
負極搬送部32は、少なくとも一つの搬送ローラ321を有し、供給部10から送り出された負極22を捲回部6まで搬送(案内)する。本実施形態の負極搬送部32は、複数の搬送ローラ321を有する。複数の搬送ローラ321は、負極22が所定の搬送経路を通って捲回部6に向かうように配置されている。複数の搬送ローラ321は、搬送される負極22に対して長手方向の略一定の張力が加わり、且つ、負極22が捲回部6に対して略一定の張力で送り込まれる(供給される)ように、構成される。
The negative
セパレータ搬送部5は、供給部10から送り出されたセパレータ4を捲回部6まで搬送する。本実施形態のセパレータ搬送部5は、第一搬送部51と、第二搬送部52と、を有する。各搬送部51,52は、供給部10から捲回部6までセパレータ4を互いに異なる搬送経路で搬送する。各搬送部51,52は、少なくとも一つの搬送ローラ511、521を有する。本実施形態の第一及び第二搬送部51,52は、複数の搬送ローラ511,521をそれぞれ有する。複数の搬送ローラ511,521は、搬送されるセパレータ4に対して長手方向の略一定の張力が加わり、且つ、セパレータ4が捲回部6に対して略一定の張力で送り込まれる(供給される)ように、それぞれ構成される。
The separator transport unit 5 transports the
第一搬送部51は、セパレータ4が正極21と負極22との間に位置するように捲回部6に供給されるよう、該セパレータ4を搬送する。以下では、第一搬送部51によって搬送されるセパレータを第一セパレータ41と称することもある。第二搬送部52は、捲回部6において、第一搬送部51によって搬送されたセパレータ4と該第二搬送部52によって搬送されたセパレータ4との間に負極22が位置するよう、該セパレータ4を搬送する。以下では、第二搬送部52によって搬送されるセパレータを第二セパレータ42と称することもある。
The
捲回部6は、電極2間にセパレータ4が位置するように、電極搬送部3及びセパレータ搬送部5によって搬送された電極2及びセパレータ4を捲回する。詳しくは、捲回部6は、正極21と負極22との間にセパレータ41,42が位置するように、正極21、負極22及びセパレータ41,42を捲回する。より詳しくは、捲回部6は、重なった状態の正極21、第一セパレータ41、負極22、及び第二セパレータ42を捲回する。この捲回部6は、電極2(詳しくは、正極21及び負極22)及びセパレータ4(詳しくは、第一セパレータ41及び第二セパレータ42)を捲回する捲回軸61を有する。捲回部6は、捲回軸61の回転数(回転量)を検出し、その検出結果を捲回信号として制御部9に出力する。
The winding
捲回軸61は、該捲回軸61の軸芯610回りに回転することによって正極21、第一セパレータ41、負極22、及び第二セパレータ42を捲回する。この捲回軸61は、制御部9から入力される回転数信号に基づいて回転する。具体的には、捲回軸61は、電極搬送部3及びセパレータ搬送部5における電極2及びセパレータ4の搬送速度と対応する回転数で回転する。捲回軸61の軸芯610は、該捲回軸61によって捲回される(巻き取られる)正極21、第一セパレータ41、負極22、及び第二セパレータ42の各短手方向と同方向に延びる。即ち、捲回部6では、正極21、第一セパレータ41、負極22、及び第二セパレータ42は、それぞれの短手方向が同方向となるように重ねられた状態で、捲回軸61によって捲回される。本実施形態の捲回軸61は、筒状の巻芯が取り付けられた状態で、該巻芯の外周面に正極21、第一セパレータ41、負極22、及び第二セパレータ42を捲回する(巻き取る)。
The winding
センサ部7は、搬送中の電極2の短手方向の位置を検出する電極センサ部を有する。本実施形態の電極センサ部は、搬送中の正極21の短手方向の位置を検出する少なくとも一つの第一センサ部(正極センサ部)71と、搬送中の負極22の短手方向の位置を検出する少なくとも一つの第二センサ部(負極センサ部)72と、を有する。センサ部7は、搬送中のセパレータ4の短手方向の位置を検出する少なくとも一つの第三センサ部73も有する。各センサ部71,72,73は、検出結果を検出信号として制御部9にそれぞれ出力する。
The sensor unit 7 includes an electrode sensor unit that detects the position of the
本実施形態の第一センサ部71は、正極21の搬送経路に沿って複数配置される。第一センサ部71は、正極21における短手方向の一方の端縁(エッジ)の位置を検出することにより、正極21の短手方向の位置を検出している。本実施形態の第二センサ部72は、負極22の搬送経路に沿って複数配置される。第二センサ部72は、第一センサ部71と同様、負極22における短手方向の一方のエッジの位置を検出することにより、負極22の短手方向の位置を検出している。本実施形態の第三センサ部73は、セパレータ41,42の搬送経路に沿って複数配置される。第三センサ部73は、第一センサ部71及び第二センサ部72と同様、セパレータ41,42における短手方向の一方のエッジの位置を検出することにより、セパレータ41,42の短手方向の位置を検出している。本実施形態では、第一搬送部51における第一セパレータ41の搬送路に沿って配置される第三センサ部73の数と、第二搬送部52におけるセパレータ42の搬送路に沿って配置される第三センサ部73の数とは、同数であるが、この構成に限定されない。即ち、第一搬送部51に配置される第三センサ部73の数と、第二搬送部52に配置される第三センサ部73の数とが、異なってもよい。
A plurality of the
位置調整部8は、センサ部7(詳しくは、電極センサ部)での検出結果に基づいて搬送中の電極2の短手方向の位置を調整する電極調整部80を有する。本実施形態では、複数の電極調整部80が、電極搬送部3における電極2の搬送経路に沿って配置されている。複数の電極調整部80のそれぞれは、複数のセンサ部71,72のうちの対応するセンサ部71,72による検出結果に基づいて、電極2の短手方向の位置を調整する。また、位置調整部8は、第三センサ部73での検出結果に基づいてセパレータ(第一及び第二セパレータ)41,42の短手方向の位置を調整する少なくとも一つのセパレータ調整部83も有する。
The position adjustment unit 8 includes an
少なくとも一つの電極調整部80は、電極2の搬送経路におけるセンサ部7が電極2の短手方向の位置を検出する位置より下流位置において、電極2の短手方向の位置を調整する。この構成によれば、電極2の搬送経路において、短手方向の位置が検出される位置より下流位置で電極2の短手方向の位置調整が行われる。このため、センサ部7によって実際に短手方向の位置が検出された電極2の部位に対して電極調整部80が位置調整する。その結果、電極2の短手方向の位置調整がより精度よく行われる。
At least one
また、少なくとも一つの電極調整部80は、電極2の搬送経路の中間位置より下流位置において、電極2の短手方向の位置を調整する。この構成によれば、捲回部6に近い位置(前記中間位置より下流位置)で電極2の短手方向の位置が調整される。このため、捲回部6から遠い位置(前記中間位置より上流位置)で電極2の短手方向の位置が調整される場合に比べ、捲回部6に供給される電極2の短手方向のずれが効果的に抑えられる。その結果、捲回部6で形成された電極体23における捲回軸方向の電極2の位置のずれが抑えられる。
Further, at least one
詳しくは、電極調整部80は、第一センサ部71での検出結果に基づいて正極21の短手方向の位置を調整する少なくとも一つの正極調整部81と、第二センサ部72での検出結果に基づいて負極22の短手方向の位置を調整する少なくとも一つの負極調整部82と、を有する。
Specifically, the
本実施形態の正極調整部81は、正極21の搬送経路に沿って複数(本実施形態の例では第一センサ部71の数と同数)設けられる。具体的に、各正極調整部81は、正極21の搬送経路に沿って配置される複数の第一センサ部71とそれぞれ対応する位置に配置されている。本実施形態の例では、各正極調整部81は、正極21の搬送経路において、対応する第一センサ部71が正極21の短手方向の位置を検出する位置と隣接する位置であって前記検出する位置より下流位置にそれぞれ配置される。少なくとも一つの正極調整部81は、正極21の搬送経路の中間位置より下流位置に配置される。
A plurality of positive
正極調整部81は、図3に示すように、一対のローラ811と、一対のローラ811を該ローラ811の軸芯方向に駆動する駆動部812と、を有する。一対のローラ811は、正極21の搬送経路において、該正極21を挟み込むように平行に配置される。また、各ローラ811は、正極21が長手方向に移動できるように軸芯回りにそれぞれ回転可能に構成される。駆動部812は、制御部9からの指示信号に基づいて、一対のローラ811を軸芯方向に移動させる。これにより、一対のローラ811に挟まれた状態で搬送されている正極21の短手方向の位置が調整される。
As shown in FIG. 3, the positive
本実施形態の負極調整部82は、負極22の搬送経路に沿って複数(本実施形態の例では第二センサ部72の数と同数)設けられる。具体的に、各負極調整部82は、負極22の搬送経路に沿って配置される複数の第二センサ部72とそれぞれ対応する位置に配置されている。本実施形態の例では、各負極調整部82は、負極22の搬送経路において、対応する第二センサ部72が負極22の短手方向の位置を検出する位置と隣接する位置であって前記検出する位置より下流位置にそれぞれ配置される。少なくとも一つの負極調整部82は、負極22の搬送経路の中間位置よりも下流位置に配置される。
A plurality of negative
負極調整部82は、正極調整部81と同様の構成である。即ち、負極調整部82は、一対のローラ811と、一対のローラ811を該ローラ811の軸芯方向に駆動する駆動部812と、を有する。負極調整部82は、駆動部812が制御部9からの指示信号に基づいて一対のローラ811を軸芯方向に移動させることにより、一対のローラ811に挟まれた状態で搬送されている負極22の短手方向の位置を調整する。
The negative
本実施形態のセパレータ調整部83は、第一搬送部51における第一セパレータ41の搬送経路に沿って複数(本実施形態の例では第一搬送部51における第三センサ部73の数と同数)設けられる。また、セパレータ調整部83は、第二搬送部52における第二セパレータ42の搬送経路に沿って複数(本実施形態の例では第二搬送部52における第三センサ部73の数と同数)設けられる。具体的に、各セパレータ調整部83は、セパレータ41,42の搬送経路に沿って配置される複数の第三センサ部73とそれぞれ対応する位置に配置されている。本実施形態の例では、各セパレータ調整部83は、セパレータ41,42の搬送経路において、第三センサ部73がセパレータ41,42の短手方向の位置を検出する位置と隣接する位置であって前記検出する位置より下流位置にそれぞれ配置される。少なくとも一つのセパレータ調整部83は、セパレータ41,42の搬送経路の中間位置よりも下流位置に配置される。
A plurality of
セパレータ調整部83は、正極調整部81と同様の構成である。即ち、セパレータ調整部83は、一対のローラ811と、一対のローラ811を該ローラ811の軸芯方向に駆動する駆動部812と、を有する。セパレータ調整部83は、駆動部812が制御部9からの指示信号に基づいて一対のローラ811を軸芯方向に移動させることにより、一対のローラ811に挟まれた状態で搬送されているセパレータ41,42の短手方向の位置を調整する。
The
供給部10は、電極2を電極搬送部3に送り出す電極供給部11と、セパレータ4をセパレータ搬送部5に送り出すセパレータ供給部12と、を有する。
The
電極供給部11は、電極2のロール(正極ロールR1、及び負極ロールR2)を該ロールR1,R2の中心軸回りに回転させて該ロールR1,R2から電極2を電極搬送部3に送り出す(供給する)。本実施形態の電極供給部11は、正極搬送部31へ正極21を送り出す(供給する)正極供給部13と、負極搬送部32へ負極22を送り出す(供給する)負極供給部14と、を有する。
正極供給部13は、図4に示すように、正極ロールR1が配置される回転軸131と、回転軸131を該回転軸131の軸芯方向に駆動するロール調整部132と、を有する。回転軸131は、正極ロールR1を該正極ロールR1の中心軸(回転軸131の軸芯)回りに回転可能に保持する。即ち、正極ロールR1は、該正極ロールR1の中心軸と回転軸131の軸芯とが一致するように回転軸131に取り付けられる。ロール調整部132は、センサ部7(詳しくは第一センサ部71)での検出結果に基づいて回転軸131を該回転軸131の軸芯方向に移動させる。詳しくは、ロール調整部132は、正極ロールR1が配置された状態の回転軸131を回転させつつ、制御部9からの指示信号に基づいて回転軸131を該回転軸131の軸芯方向に移動させる。これにより、正極供給部13から正極搬送部31に送り出される正極21の短手方向の位置が調整される。
As shown in FIG. 4, the positive electrode supply unit 13 includes a
負極供給部14は、正極供給部13と同様の構成である。即ち、負極供給部14は、回転軸131と、ロール調整部132と、を有する。このため、負極供給部14では、ロール調整部132が、負極ロールR2が配置された状態の回転軸131を回転させつつ、制御部9からの指示信号に基づいて回転軸131を該回転軸131の軸芯方向に移動させる。これにより、負極供給部14から負極搬送部32に送り出される負極22の短手方向の位置が調整される。
The negative
セパレータ供給部12は、第一搬送部51へ第一セパレータ41を送り出す(供給する)第一供給部15と、第二搬送部52へ第二セパレータ42を送り出す(供給する)第二供給部16と、を有する。
The
第一供給部15及び第二供給部16のそれぞれは、正極供給部13と同様の構成である。即ち、第一供給部15及び第二供給部16のそれぞれは、回転軸131と、ロール調整部132と、を有する。このため、第一供給部15及び第二供給部16では、ロール調整部132が、セパレータ41,42のロール(第一ロールR3及び第二ロールR4)が配置された状態の回転軸131を回転させつつ、制御部9からの指示信号に基づいて回転軸131を該回転軸131の軸芯方向に移動させる。これにより、第一供給部15及び第二供給部16から第一搬送部51及び第二搬送部52に送り出されるセパレータ41,42の短手方向の位置がそれぞれ調整される。
Each of the first supply unit 15 and the
制御部9は、捲回機1の全体制御を行い、例えば、マイクロプロセッサやメモリ等を備えるマイクロコンピュータを有する。図5に示すように、制御部9は、メモリ等に格納されている、例えば、ずれ抑制プログラム(電極2及びセパレータ4を捲回して形成した電極体23において捲回軸方向の電極2の位置のずれが抑えられるプログラム)が実行されることで、機能的に、位置制御部91と、湾曲検出部92と、速度制御部93と、を備える。また、本実施形態の制御部9は、前記ずれ抑制プログラムが実行されることで、機能的に、捲回量測定部94も備える。具体的に、制御部9は、位置調整部8(詳しくは、正極調整部81、負極調整部82、及びセパレータ調整部83)及び各ロール調整部132(以下、単に「調整部81〜83,132」とも称する。)を制御する位置制御部91と、電極2の湾曲量を検出する湾曲検出部92と、電極2及びセパレータ4の搬送速度を調整(制御)する速度制御部93と、を備える。詳しくは、以下の通りである。
The
位置制御部91は、センサ部7からの検出信号に基づいて各調整部81〜83,132に指示信号をそれぞれ出力する。これにより、位置制御部91は、各調整部81〜83,132での電極2又はセパレータ4の短手方向への調整幅(移動距離)を制御する。この位置制御部91は、第一〜第五の位置制御部911〜915を有する。
The
第一の位置制御部911は、第一センサ部71からの検出信号に基づいて、該第一センサ部71に対応する正極調整部81に対し、該正極調整部81よって調整する正極21の短手方向の距離(第一センサ部71での検出位置における正極21の搬送経路からの短手方向へのずれに相当する距離)を指示信号として出力する。
Based on the detection signal from the
第二の位置制御部912は、正極供給部13と対応する第一センサ部(本実施形態の例では、正極搬送部31の搬送経路において正極供給部13に最も近い第一センサ部)71からの検出信号に基づいて、正極供給部13のロール調整部132に対し、該ロール調整部132によって移動させる(進退させる)正極ロールR1の中心軸方向の距離を指示信号として出力する。
The second
第三の位置制御部913は、第二センサ部72からの検出信号に基づいて、該第二センサ部72に対応する負極調整部82に対し、該負極調整部82よって調整する負極22の短手方向の距離(第二センサ部72での検出位置における負極22の搬送経路からの短手方向へのずれに相当する距離)を指示信号として出力する。
Based on the detection signal from the
第四の位置制御部914は、負極供給部14と対応する第二センサ部(本実施形態の例では、負極搬送部32の搬送経路において負極供給部14に最も近い第二センサ部)72からの検出信号に基づいて、負極供給部14のロール調整部132に対し、該ロール調整部132によって移動させる(進退させる)負極ロールR2の中心軸方向の距離を指示信号として出力する。
The fourth
第五の位置制御部915は、第三センサ部73からの検出信号に基づいて、該第三センサ部73に対応するセパレータ調整部83に対し、該セパレータ調整部83よって調整するセパレータ41,42の短手方向の距離(第三センサ部73での検出位置におけるセパレータ41,42の搬送経路からの短手方向へのずれに相当する距離)を指示信号として出力する。
Based on the detection signal from the
湾曲検出部92は、センサ部7からの検出信号に基づいて電極2における長手方向に対する短手方向への湾曲量(以下、単に「湾曲量」とも称する。)を検出する。この湾曲検出部92は、第一及び第二湾曲検出部921,922を有する。ここで、湾曲検出部92において検出される電極2の湾曲量とは、電極2の長手方向に対する短手方向への湾曲、即ち、図6に示すような、電極2の長手方向と短手方向とを含む面に沿った湾曲の度合いをいう。例えば、エッジ20に所定間隔をおいて二カ所の基準点(図6の三角参照)を設け、二つの基準点を結ぶ線αに対する、該線αの中央位置とエッジ20との距離βを、電極2の湾曲量として用いもよく、また、電極2のエッジ20の曲率等を湾曲量として用いてもよい。尚、図6では、電極2の湾曲を説明するために、湾曲量を実際の電極2の湾曲よりも誇張して表現している。
The bending
第一湾曲検出部921は、第一センサ部71からの検出信号に基づいて正極21における湾曲量を検出する。具体的に、第一湾曲検出部921は、第一センサ部71による正極21の検出位置において、第一センサ部71によって検出された搬送中の正極21における短手方向の一方のエッジの位置変化から正極21の湾曲量を求める。そして、第一湾曲検出部921は、求めた湾曲量を出力信号として速度制御部93に出力する。本実施形態の第一湾曲検出部921は、複数の第一センサ部71のうちの少なくとも一つの第一センサ部71からの検出信号を用いて正極21の長手方向の各位置における湾曲量をそれぞれ求めるが、この構成に限定されない。第一湾曲検出部921は、各第一センサ部71からの検出信号を用い、各第一センサ部71における検出位置での正極21の湾曲量をそれぞれ求めるように構成されてもよい。
The first
第二湾曲検出部922は、第二センサ部72からの検出信号に基づいて負極22における湾曲量を検出する。具体的に、第二湾曲検出部922は、第一湾曲検出部921と同様に、搬送中の負極22における短手方向の一方のエッジの位置変化から、負極22の湾曲量を求め、求めた湾曲量を出力信号として速度制御部93に出力する。本実施形態の第一湾曲検出部921は、複数の第二センサ部72のうちの少なくとも一つの第二センサ部72からの検出信号を用いて負極22の長手方向の各位置における湾曲量をそれぞれ求めるが、この構成に限定されない。第二湾曲検出部922は、各第二センサ部72からの検出信号を用い、各第二センサ部72における検出位置での負極22の湾曲量をそれぞれ求めるように構成されてもよい。
The second
速度制御部93は、湾曲検出部92によって検出された電極2の湾曲量に基づいて電極搬送部3における電極2の搬送速度を変化させる。本実施形態の速度制御部93は、湾曲量が所定の大きさ以上のときに電極搬送部3における電極2の搬送速度を小さくする。具体的に、速度制御部93は、湾曲検出部92からの出力信号に基づいて電極搬送部3における電極2の搬送速度、及びセパレータ搬送部5におけるセパレータ4の搬送速度を制御(調整)する。この速度制御部93は、第一〜第三速度制御部931〜933を有する。
The
第一速度制御部931は、第一湾曲検出部921からの出力信号に基づいて、正極搬送部31における正極21の搬送速度を制御(調整)する。具体的に、第一速度制御部931は、正極21が一定速度(設定速度)で搬送されるように正極搬送部31を制御する。そして、第一速度制御部931は、入力される出力信号において湾曲量が所定の大きさ(予め設定された湾曲量の大きさ)以上になると、正極搬送部31における正極21の搬送速度を設定速度より小さくする。即ち、第一速度制御部931は、正極搬送部31の搬送モードを通常搬送モードから、該通常搬送モードより小さな搬送速度で正極21が搬送される低速搬送モードに、切り替える。一方、第一速度制御部931は、入力される出力信号において湾曲量が所定の大きさ(予め設定された湾曲量の大きさ)より小さくなると、小さくなった時点から所定時間経過後、正極搬送部31における正極21の搬送速度を設定速度に戻す。即ち、第一速度制御部931は、正極搬送部31の搬送モードを低速搬送モードから、該低速搬送モードより大きな搬送速度で正極21が搬送される通常搬送モードに、切り替える。尚、前記所定時間は、湾曲量が所定の大きさより小さくなったことを検出された正極21の部位が捲回部6に搬送されるまでに必要な時間である。
The first
第二速度制御部932は、第二湾曲検出部922からの出力信号に基づいて、負極搬送部32における負極22の搬送速度を制御(調整)する。具体的に、第二速度制御部932は、負極22が一定速度(設定速度)で搬送されるように負極搬送部32を制御する。本実施形態の第二速度制御部932は、負極22が正極搬送部31での正極21の搬送速度と同じ速度(設定速度)で搬送されるように負極搬送部32を制御する。第二速度制御部932は、入力される出力信号において湾曲量が所定の大きさ(予め設定された湾曲量の大きさ)以上になると、負極搬送部32における負極22の搬送速度を設定速度より小さくする。即ち、第二速度制御部932は、負極搬送部32の搬送モードを通常搬送モードから低速搬送モードに切り替える。一方、第二速度制御部932は、入力された検出信号において湾曲量が所定の大きさ(予め設定された湾曲量の大きさ)より小さくなると、小さくなった時点から所定時間経過後、負極搬送部32における負極22の搬送速度を通常速度に戻す。即ち、第二速度制御部932は、負極搬送部32の搬送モードを低速搬送モードから通常搬送モードに切り替える。尚、前記所定時間は、湾曲量が所定の大きさより小さくなったことを検出された負極22の部位が捲回部6に搬送されるまでに必要な時間である。
The second
ここで、第一及び第二速度制御部931,932が正極搬送部31及び負極搬送部32の搬送モードを切り替える閾値となる「所定の大きさ」とは、正極21及び負極22が設定速度で搬送された状態において湾曲に起因する正極21又は負極22の短手方向の位置のずれが生じたときに、このずれに正極調整部81又は負極調整部82が追随できなくなる(即ち、正極21の短手方向のずれが修正できなくなる)湾曲量の範囲のうちの最小値である。
Here, the “predetermined size” that is the threshold value at which the first and second
以上の第一速度制御部931及び第二速度制御部932では、第一速度制御部931が第一湾曲検出部921からの出力信号に基づいて正極搬送部31の搬送モードを切り替えると、同時に、第二速度制御部932も負極搬送部32の搬送モードを正極搬送部31の搬送モードと同じになるように切り替える。また、第二速度制御部932が第二湾曲検出部922からの出力信号に基づいて負極搬送部32の搬送モードを切り替えると、同時に、第一速度制御部931も正極搬送部31の搬送モードを負極搬送部32の搬送モードと同じになるように切り替える。
In the above first
第三速度制御部933は、セパレータ搬送部5におけるセパレータ4の搬送速度を制御(調整)する。具体的に、第三速度制御部933は、セパレータ41,42が設定速度で搬送されるように第一搬送部51及び第二搬送部52を制御する。即ち、第三速度制御部933は、セパレータ41,42が正極搬送部31における正極21の搬送速度と同じ速度(設定速度)で搬送されるように第一搬送部51及び第二搬送部52を制御する。また、第三速度制御部933は、電極搬送部3(正極搬送部31及び負極搬送部32)の搬送モードが切り替えられると、同時に、第一搬送部51及び第二搬送部52の搬送モードを電極搬送部3の搬送モードと同じになるように切り替える。
The third
以上のように、電極搬送部3とセパレータ搬送部5とが同じ搬送モードとなるように同じタイミングで切り替えられることで、捲回部6に対して、正極21、負極22、及びセパレータ41,42が同じ速度で供給される。
As described above, the electrode transport unit 3 and the separator transport unit 5 are switched at the same timing so as to be in the same transport mode, so that the
捲回量測定部94は、捲回部6からの捲回信号に基づいて捲回部6における電極2及びセパレータ4の捲回量を測定し、所定の長さの電極2及びセパレータ4が捲回された(捲回軸61によって巻き取られた)ことを検出すると、停止信号を速度制御部93等に出力する。
The winding
以上のように構成される捲回機1では、図7及び以下のようにして電極2及びセパレータ4が捲回される。
In the winding machine 1 configured as described above, the
正極ロールR1、負極ロールR2、第一ロールR3及び第二ロールR4が、供給部10に配置される。各ロールR1,R2,R3,R4から引き出された正極21、負極22、第一セパレータ41、及び第二セパレータ42は、各搬送部31,32,51,52における搬送経路上に配置される(図1参照)。このとき、捲回部6の捲回軸61には、筒状の巻芯が取り付けられている。この状態で、制御部9は、捲回部6の捲回軸61を回転させると共に、各供給部13〜16の回転軸131をそれぞれ回転させる。また、制御部9は、捲回軸61及び各回転軸131を回転させると同時に、各搬送部31,32,51,52も作動させる(ステップS1)。これにより、捲回軸61に取り付けられた巻芯の周囲に、正極21、負極22、第一セパレータ41、及び第二セパレータ42が捲回され始める。制御部9の捲回量測定部94は、各搬送部31,32,51,52が作動した時から、捲回信号に基づいて、捲回部6における電極2(正極21、負極22)及びセパレータ4(第一セパレータ41、第二セパレータ42)の捲回量を測定し始める。
A positive electrode roll R 1 , a negative electrode roll R 2 , a first roll R 3, and a second roll R 4 are arranged in the
続いて、速度制御部93は、正極搬送部31、負極搬送部32、第一搬送部51、及び第二搬送部52における正極21、負極22、第一セパレータ41、第二セパレータ42(以下、単に「正極21等」とも称する。)の搬送速度を、設定速度までそれぞれ上昇させる。そして、速度制御部93は、各搬送部31,32,51,52での搬送速度が設定速度まで上昇すると、各搬送部31,32,51,52での搬送速度を設定速度で維持させる(ステップS2)。即ち、速度制御部93は、各搬送部31,32,51,52を通常搬送モードで運転させる。このとき、正極21等は、所定(一定)の張力で捲回部6に供給され、該張力が加わった状態で捲回される。
Subsequently, the
各搬送部31,32,51,52において正極21等が搬送されている間、センサ部7(第一〜第三センサ部71,72,73)は、正極21等の短手方向の位置をそれぞれ検出し続ける。これに伴い、湾曲検出部92は、第一センサ部71及び第二センサ部72での検出結果に基づいて、正極21及び負極22の長手方向の各位置における湾曲量(湾曲度合い)を求める。また、正極21等が搬送されている間、捲回量測定部94は、捲回部6における電極2等の捲回量を測定し続ける。
While the
また、湾曲検出部92での正極21及び負極22の湾曲量の検出、及び捲回量測定部94での捲回部6における捲回量の測定と並行して、第一〜第五の位置制御部911〜915は、各センサ部71,72,73からの検出信号に基づいて各調整部81,82,83,132を制御し、各搬送経路における正極21等の短手方向の位置をそれぞれ調整する。具体的に、各位置制御部911〜915は、正極21等が各搬送部31,32,51,52において搬送経路から短手方向にずれたときに、各調整部81,82,83,132を作動させて正極21等の短手方向の位置を調整し、搬送経路に戻す。このように、捲回機1では、正極21等の搬送中は、各センサ部71,72,73での検出結果に基づき、正極21、負極22、第一セパレータ41、及び第二セパレータ42の短手方向の位置がそれぞれ調整され続ける。
Further, in parallel with the detection of the bending amount of the
尚、複数の搬送ローラ311によって高速で帯状の正極21等を搬送すると、正極21等の湾曲に関係なく搬送経路において正極21等の短手方向への位置ずれが生じる場合があり、この場合も、前記短手方向の位置の調整によって前記ずれが修正される。
When the belt-like
通常搬送モードでの正極21等の捲回動作が続いた状態で、湾曲検出部92が、検出された湾曲量が所定の大きさ未満でないと判断する(ステップS3:No)と、第一〜第三速度制御部931〜933は、各搬送部31,32,51,52を制御して、正極21等の搬送速度を設定速度より小さくする。即ち、第一〜第三速度制御部931〜933は、各搬送部31,32,51,52の搬送モードを、定格搬送モードから低速搬送モードに切り替える(ステップS4)。このとき、制御部9は、捲回部6での捲回速度を正極21等の搬送速度の低下に応じて低下させるように、回転数信号を捲回部6に向けて出力する。即ち、制御部9は、捲回部6の捲回軸61の回転数を下げる。この低速搬送モードの間も、各位置制御部911〜915は、各センサ部71,72,73での検出結果に基づいて各調整部81,82,83,132を制御し、正極21等の短手方向の位置調整を続ける。
If the bending
このように、搬送モードが低速搬送モードに切り替えられることで、搬送ローラ311,321による「搬送によって生じる(即ち、湾曲に関係なく生じる)短手方向の位置ずれ」より大きくずれる場合の多い「湾曲に起因する位置ずれ」が生じても、正極調整部81及び負極調整部82による正極21及び負極22の短手方向の位置調整が前記ずれに追従できなくなることが防がれる。
As described above, when the transport mode is switched to the low speed transport mode, the “curvature” often deviates more than the “positional deviation in the short direction caused by the transport (that is, regardless of the curvature)” by the
一方、湾曲検出部92が、検出された湾曲量が所定の大きさより小さい(所定の大きさ未満である)と判断している間は(ステップS3:Yes)、捲回機1は、通常搬送モードでの電極2等の捲回動作を続け、捲回部6において所定の長さの正極21等が捲回された否かを判断する(ステップS8)、即ち、ステップS8に進む。
On the other hand, while the bending
低速搬送モードでの運転中に、捲回量測定部94が、捲回部6において所定の長さの正極21等が捲回されたと判断する(ステップS5:Yes)と、停止信号を出力し、捲回機1における正極21等の捲回動作を停止させる(ステップS9)。一方、捲回量測定部94は、捲回部6において所定の長さの正極21等が捲回されていないと判断すると(ステップS5:No)、停止信号を出力しない。このため、捲回機1は、正極21等の捲回動作を続ける。
When the winding
この低速搬送モードでの正極21等の捲回動作が続いた状態で、湾曲検出部92が、検出された湾曲量が所定の大きさより小さくなったと判断する(ステップS6:Yes)と、第一〜第三速度制御部931〜933は、小さくなった時点から所定時間経過後、各搬送部31,32,51,52の搬送モードを低速搬送モードから通常搬送モードに切り替える(ステップS7)。即ち、第一〜第三速度制御部931〜933は、各搬送部31,32,51,52での正極21等の搬送速度を定格速度まで上昇させる。このとき、制御部9は、捲回部6での捲回速度も、前記搬送速度の上昇と共に上昇させるように、回転数信号を捲回部6に向けて出力する。
When the curving operation of the
一方、湾曲検出部92が、検出された湾曲量が所定の大きさより小さい(所定の大きさ未満である)と判断している間は(ステップS6:No)、捲回機1は、ステップS5に戻って低速搬送モードでの正極21等の捲回動作を続ける。
On the other hand, while the bending
以上のように、制御部9は、第一〜第三速度制御部931〜933によって、通常(湾曲量が所定の大きさより小さい状態では)、各搬送部31,32,51,52を通常搬送モードで作動させる。そして、制御部9は、所定の大きさ以上の湾曲量が検出される毎に、該大きな湾曲量が検出され続けている間、各搬送部31,32,51,52を低速搬送モードで作動させる。
As described above, the
通常搬送モードでの運転中に、捲回量測定部94が、捲回部6において所定の長さの正極21等が捲回されたと判断する(ステップS8:Yes)と、停止信号を出力し、捲回機1における正極21等の捲回動作を停止させる(ステップS9)。一方、捲回量測定部94は、捲回部6において所定の長さの正極21等が捲回されていないと判断すると(ステップS8:No)、捲回機1は、ステップS3に戻って通常搬送モードでの正極21等の捲回動作を続ける。
When the winding
捲回量測定部94によって、捲回部6において所定の長さの正極21等が捲回されたと判断された場合、制御部9は、各搬送部31,32,51,52、各供給部13〜16、及び捲回部6を停止させる(ステップS9)。続いて、捲回部6では、正極21、負極22、及びセパレータ41,42が切断され(ステップS10)、電極体23が完成する。
When the winding
このようにして製造された電極体23がケースに組み込まれることで、図8に示すような非水電解質二次電池等の蓄電素子100が形成される。尚、前記蓄電素子100は、電極体23、電極体23を収容するケース103、及びケース103の外側に配置される外部端子104等、を備える。また、蓄電素子100は、ケース103の内部に、電極体23と外部端子104とを導通させる集電体等も備える。
By incorporating the
捲回機1では、完成した(所定の長さの正極21等が捲回された)電極体23が捲回軸61から外されると、捲回軸61に、再度、巻芯が取り付けられた後、ステップS1に戻り、捲回軸61による巻芯周囲への正極21、負極22、及びセパレータ41,42の捲回が始まる。
In the winding machine 1, when the completed electrode body 23 (the
以上のように、本実施形態の捲回機1では、電極体23の生産効率を向上させるために設定速度(搬送速度)が高く設定されても、検出された電極2(詳しくは、正極21及び負極22)の湾曲量に基づいて該電極2の搬送速度が変化する。本実施形態の捲回機1では、検出された湾曲量が大きい(所定の大きさ以上の)ときに該電極2の搬送速度が小さくなる。これにより、捲回機1では、搬送中の電極2において前記湾曲に起因する短手方向へのずれが生じたときに電極調整部80(詳しくは、正極調整部81及び負極調整部82)による電極2の短手方向の位置調整が前記ずれに追従できなくなることを、効果的に防ぐことができる。これにより、電極2が湾曲した部位を含んでいても、捲回部6において形成された電極体23(即ち、電極2及びセパレータ4が捲回部6で捲回されることによって形成されたもの(捲回体))における捲回軸方向の電極2の位置のずれが抑えられる。
As described above, in the winding machine 1 of the present embodiment, the detected electrode 2 (specifically, the
しかも、本実施形態の捲回機1では、湾曲量が所定値(所定の大きさ)を超えたときに電極2の搬送速度を小さくする(即ち、搬送モードを切り替える)といった簡単な制御によって、搬送される電極2が湾曲している部位を含んでいても、捲回部6において形成された電極体23における捲回軸方向の電極2の位置のずれが好適に抑えられる。
Moreover, in the winding machine 1 of the present embodiment, when the bending amount exceeds a predetermined value (predetermined size), the simple control such as decreasing the transport speed of the electrode 2 (that is, switching the transport mode), Even if the transported
本実施形態の捲回機1では、電極調整部80は、電極2の搬送経路に沿って複数設けられている。このため、搬送経路上の複数の位置において搬送中の電極2が短手方向の位置を調整され、これにより、捲回部6へ供給(搬送)される電極2の短手方向の位置のずれがより抑えられる。その結果、形成された電極体23における捲回軸方向の電極2の位置のずれがより好適に抑えられる。
In the winding machine 1 of the present embodiment, a plurality of
また、本実施形態の捲回機1では、第一センサ部71及び第二センサ部72によって検出された電極2の短手方向の位置のずれを、該第一センサ部71及び該第二センサ部72と対応する正極調整部81及び負極調整部82が調整する。このため、各調整位置(各正極調整部81及び各負極調整部82が正極21及び負極22の短手方向の位置調整を行う位置)での電極2の位置調整の精度が向上する。これにより、捲回部6において形成された電極体23における捲回軸方向の位置のずれがより効果的に抑えられる。
Moreover, in the winding machine 1 of this embodiment, the shift | offset | difference of the position of the short direction of the
また、本実施形態の捲回機1では、電極供給部11(詳しくは、正極供給部13及び負極供給部14)が、回転軸131を該回転軸131の軸芯方向に駆動するロール調整部132をそれぞれ有している。このため、電極供給部11における電極2(詳しくは正極21及び負極22)の送り出し位置においても、該電極2の短手方向の位置が調整される。これにより、捲回部6で形成された電極体23における捲回軸方向の電極2の位置のずれがより抑えられる。
Further, in the winding machine 1 of this embodiment, the electrode supply unit 11 (specifically, the positive electrode supply unit 13 and the negative electrode supply unit 14) drives the
尚、本発明の捲回機及び電極の捲回方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the winding machine and the electrode winding method of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
捲回機1において、通常搬送モードでの正極21等の搬送速度の具体的な制御は、限定されない。即ち、上記実施形態の捲回機1における通常搬送モードでは、正極21等の搬送速度は、一定であるが、これに限定されず、正極21等の搬送速度は、変化してもよい。例えば、捲回機1において、搬送中の電極2における短手方向の位置以外の可変要素等を検出可能なセンサ部が設けられ、このセンサ部での検出結果に基づいて電極2等の搬送速度を変化させるフィードバック制御等が行われてもよい。
In the winding machine 1, the specific control of the conveyance speed of the
また、上記実施形態の捲回機1では、検出された湾曲量が所定の大きさを超えたときに、正極21等を、設定速度より小さな所定の速度(低速搬送モード)で搬送すると共に、検出された湾曲量が所定の大きさより小さくなったときに、正極21等を設定速度(通常搬送モード)で搬送するが、この構成に限定されない。例えば、捲回機1は、検出した湾曲量に基づいて正極21等の搬送速度が変化する構成であってもよい。具体的に、捲回機1は、検出された湾曲量が大きくなるのに応じて正極21等の搬送速度を小さくする構成であってもよい。この場合、捲回機1は、検出された湾曲量が小さくなるのに応じて正極21等の搬送速度を大きくする。
Further, in the winding machine 1 of the above-described embodiment, when the detected bending amount exceeds a predetermined magnitude, the
かかる構成によれば、湾曲量が大きい部位ほど、より小さな搬送速度で搬送されるため、搬送中の電極2において前記湾曲に起因する短手方向へのずれが生じたときに電極調整部80による電極2の短手方向の位置調整が追従できなくなることを、より確実に防ぐことができる。
According to such a configuration, a portion with a larger amount of bending is transported at a lower transport speed, so that when the
また、捲回機1は、電極2の湾曲量が所定の大きさ未満でない(即ち、所定の大きさ以上である)と判断したときに、この判断結果を、当該判断結果が得られたときに捲回部6で形成されている(捲回されている)電極体23でなく、該電極体23の次に形成される電極体23における正極21等の捲回時に反映させる構成であってもよい。即ち、後期制御部95は、前記所定の大きさ以上の湾曲量が検出されても、正極21等を捲回部6に通常搬送モードで搬送し続け、前記所定の大きさ以上の湾曲量が検出されたときに捲回部6で形成されていた電極体23の次に形成される電極体23の形成時(捲回時)に、最初(捲き始め)から最後(巻き終わり)まで、低速搬送モードで電極2を捲回部6に搬送する構成でもよい。かかる構成によれば、捲回部6における正極21等の捲き始めから捲き終わりまでの間、正極21等の搬送速度が変わらないため、正極21等が捲回部6に供給されるときの該正極21等に加わる張力、及び該正極21等の搬送速度がそれぞれ一定(同じ)となり、その結果、形成される電極体23の品質がより向上する。即ち、電極体23における正極21等の捲き乱れがより少なくなる。
Further, when the winding machine 1 determines that the bending amount of the
上記実施形態の捲回機1における捲回部6は、捲回軸61が軸芯610回りに回転し、軸芯610方向に移動しない構成であるが、この構成に限定されない。捲回部6は、捲回軸61の軸芯610方向の位置を調整する軸調整部を有してもよい。例えば具体的に、軸調整部は、センサ部7(第一〜第三センサ部71〜73)での検出結果に基づいて、捲回軸61を軸芯610方向に移動させる。詳しくは、軸調整部は、正極21、負極22、及びセパレータ41,42を捲回している状態(即ち、軸芯610回りに回転している状態)の捲回軸61を、制御部9からの指示信号に基づいて軸芯610方向に移動させる。かかる構成によれば、捲回部6において、捲回体(捲回軸61に捲回された状態の電極2及びセパレータ4)に対する該捲回体に供給される電極2及びセパレータ4の短手方向の位置(相対位置)が調整されるため、捲回部6で形成される電極体23における捲回軸方向の電極2及びセパレータ4の位置のずれが抑えられる。
The winding
上記実施形態の捲回機1に設けられた各センサ部(第一〜第三センサ部)71〜73は、電極2又はセパレータ4の短手方向における一方のエッジ(端縁)の位置を検出するが、この構成に限定されない。例えば、各センサ部71〜73は、ラインセンサ等のように短手方向における両方のエッジの位置を検出する構成でもよく、撮像素子等のように電極2等の画像を取得する構成でもよい。
The sensor units (first to third sensor units) 71 to 73 provided in the winding machine 1 according to the embodiment detect the position of one edge (edge) in the short direction of the
上記実施形態の捲回機1では、正極21及び負極22の両方の湾曲量を検出している(求めている)が、正極21及び負極22の少なくとも一方の湾曲量を検出する構成でもよい。かかる構成によっても、捲回部6で形成された電極体23において、正極21及び負極22の少なくとも一方の捲回軸方向における位置のずれを抑えることができる。
In the winding machine 1 of the above-described embodiment, the bending amount of both the
上記実施形態の捲回機1の供給部10、詳しくは、正極供給部13、負極供給部14、第一供給部15、及び第二供給部16は、正極21等が送り出されてロールR1〜R4が無くなると、新たなロールR1〜R4を補充する(配置する)構成であるが、この構成に限定されない。例えば、正極供給部13は、複数の正極ロールR1が配置され、一つの正極ロールR1が無くなると、自動的に別の正極ロールR1から正極21が送り出される構成でもよい。具体的に、正極供給部13は、一つの正極ロールR1が無くなるときに、該正極ロールR1を構成する正極21の終端(正極ロールR1の内周面側にある正極21の端部)と、他の正極ロールR1を構成する正極21の始端(正極ロールR1の外周面側にある正極21の端部と、が自動で接続され、前記一つの正極ロールR1に引き続き前記他の正極ロールR1から正極21を送り出す構成でもよい。他の供給部(負極供給部14、第一供給部15、第二供給部16)も同様である。
上記実施形態の捲回機1では、各調整部(正極調整部81、負極調整部82、及びセパレータ調整部83)は、正極21等の搬送経路において、対応するセンサ部(第一〜第三センサ部71〜73)での検出位置(センシング位置)より下流位置に設けられているが、この構成に限定されない。例えば、各調整部81,82,83は、正極21等の搬送経路において、対応するセンサ部71,72,73による検出位置より上流位置に設けられてもよい。
In the winding machine 1 of the said embodiment, each adjustment part (the positive
上記実施形態の捲回機1では、例えば、一つの第一センサ部71での検出結果に基づいて一つの正極調整部81が正極21の短手方向の位置を調整(修正)するが、この構成に限定されない。例えば、捲回機は、少なくとも一つの第一センサ部71での検出結果に基づいて、複数(第一センサ部71の数より大きい数)の正極調整部81が正極21の短手方向の位置を修正する構成であってもよく、複数の第一センサ部での検出結果に基づいて、少なくとも一つ(第一センサ部71の数より小さい数)の正極調整部81が正極21の短手方向の位置を修正する構成であってもよい。
In the winding machine 1 of the above embodiment, for example, one positive
1…捲回機、2…電極、20…エッジ、21…正極、211…金属箔、212…正極活物質層、22…負極、221…金属箔、222…負極活物質層、23…電極体、3…電極搬送部、31…正極搬送部、311…搬送ローラ、32…負極搬送部、321…搬送ローラ、4…セパレータ、41…第一セパレータ、42…第二セパレータ、5…セパレータ搬送部、51…第一搬送部、511…搬送ローラ、52…第二搬送部、521…搬送ローラ、6…捲回部、61…捲回軸、610…軸芯、7…センサ部、71…第一センサ部、72…第二センサ部、73…第三センサ部、8…位置調整部、80…電極調整部、81…正極調整部、811…ローラ、812…駆動部、82…負極調整部、83…セパレータ調整部、9…制御部、91…位置制御部、911…第一の位置制御部、912…第二の位置制御部、913…第三の位置制御部、914…第四の位置制御部、915…第五の位置制御部、92…湾曲検出部、921…第一湾曲検出部、922…第二湾曲検出部、93…速度制御部、931…第一速度制御部、932…第二速度制御部、933…第三速度制御部、10…供給部、11…電極供給部、12…セパレータ供給部、13…正極供給部、131…回転軸、132…ロール調整部、14…負極供給部、15…第一供給部、16…第二供給部、R1…正極ロール(ロール)、R2…負極ロール(ロール)、R3…第一ロール、R4…第二ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Winding machine, 2 ... Electrode, 20 ... Edge, 21 ... Positive electrode, 211 ... Metal foil, 212 ... Positive electrode active material layer, 22 ... Negative electrode, 221 ... Metal foil, 222 ... Negative electrode active material layer, 23 ... Electrode body DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Electrode conveyance part, 31 ... Positive electrode conveyance part, 311 ... Conveyance roller, 32 ... Negative electrode conveyance part, 321 ... Conveyance roller, 4 ... Separator, 41 ... First separator, 42 ... Second separator, 5 ... Separator conveyance part , 51 ... 1st conveyance part, 511 ... Conveyance roller, 52 ... 2nd conveyance part, 521 ... Conveyance roller, 6 ... Winding part, 61 ... Winding shaft, 610 ... Shaft core, 7 ... Sensor part, 71 ... 1st One sensor unit, 72 ... second sensor unit, 73 ... third sensor unit, 8 ... position adjusting unit, 80 ... electrode adjusting unit, 81 ... positive electrode adjusting unit, 811 ... roller, 812 ... driving unit, 82 ... negative electrode adjusting unit , 83 ... Separator adjustment part, 9 ... Control part, 91 ...
Claims (14)
帯状のセパレータを搬送するセパレータ搬送部と、
前記電極間に前記セパレータが位置するように、前記電極搬送部及び前記セパレータ搬送部によって搬送された前記電極及び前記セパレータを捲回する捲回部と、
搬送中の前記電極の短手方向の位置を検出するセンサ部と、
前記センサ部での検出結果に基づいて搬送中の電極の短手方向の位置を調整する電極調整部と、
前記センサ部での検出結果に基づいて前記電極における長手方向に対する短手方向への湾曲量を検出する湾曲検出部と、
前記湾曲検出部によって検出された前記湾曲量に基づいて前記電極搬送部における前記電極の搬送速度を変化させる速度制御部と、を備える、捲回機。 An electrode transport section for transporting the belt-shaped electrode;
A separator transport section for transporting a strip-shaped separator;
A winding part for winding the electrode and the separator conveyed by the electrode conveying part and the separator conveying part so that the separator is located between the electrodes;
A sensor unit for detecting a position of the electrode in a short direction during conveyance;
An electrode adjusting unit that adjusts the position of the electrode being conveyed in the short direction based on the detection result in the sensor unit;
A curvature detection unit for detecting a bending amount in a short direction with respect to a longitudinal direction of the electrode based on a detection result in the sensor unit;
A winding machine comprising: a speed control unit configured to change a conveyance speed of the electrode in the electrode conveyance unit based on the amount of curvature detected by the curvature detection unit.
前記複数の電極調整部のそれぞれは、対応するセンサ部での検出結果に基づいて前記電極の短手方向の位置を調整する、請求項4に記載の捲回機。 A plurality of the sensor units are provided along the transport path,
5. The winding machine according to claim 4, wherein each of the plurality of electrode adjustment units adjusts a position of the electrode in a short direction based on a detection result of a corresponding sensor unit.
前記供給部は、前記電極を送り出しつつ前記センサ部での検出結果に基づいて前記ロールを該ロールの中心軸方向に移動させるロール調整部を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の捲回機。 A supply unit capable of rotating the electrode roll around the central axis of the roll and feeding the electrode out of the roll;
The said supply part has a roll adjustment part which moves the said roll to the center axis direction of this roll based on the detection result in the said sensor part, sending out the said electrode, The any one of Claims 1-7. Winding machine.
前記電極搬送部は、前記正極を搬送する正極搬送部と、前記負極を搬送する負極搬送部と、を有し、
前記捲回部は、前記正極と前記負極との間に前記セパレータが位置するように、該正極、該負極、及び該セパレータを捲回し、
前記センサ部は、搬送中の前記正極の短手方向の位置を検出する正極センサ部と、搬送中の前記負極の短手方向の位置を検出する負極センサ部と、を有し、
前記電極調整部は、前記正極センサ部での検出結果に基づいて前記正極の短手方向の位置を調整する正極調整部と、前記負極センサ部での検出結果に基づいて前記負極の短手方向の位置を調整する負極調整部と、を有し、
前記湾曲検出部は、前記正極センサ部での検出結果に基づいて前記正極における前記湾曲量を検出すると共に、前記負極センサ部での検出結果に基づいて前記負極における前記湾曲量を検出し、
前記速度制御部は、前記正極の湾曲量、及び、前記負極の湾曲量の少なくとも一方の湾曲量に基づいて、前記正極搬送部における前記正極の搬送速度、及び前記負極搬送部における前記負極の搬送速度を変化させる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の捲回機。 The electrode includes a positive electrode and a negative electrode,
The electrode transport unit includes a positive electrode transport unit that transports the positive electrode, and a negative electrode transport unit that transports the negative electrode.
The winding part winds the positive electrode, the negative electrode, and the separator so that the separator is positioned between the positive electrode and the negative electrode,
The sensor unit includes a positive electrode sensor unit that detects a position in a short direction of the positive electrode during conveyance, and a negative electrode sensor unit that detects a position in a short direction of the negative electrode during conveyance,
The electrode adjustment unit adjusts the position of the positive electrode in the short direction based on the detection result of the positive electrode sensor unit, and the short direction of the negative electrode based on the detection result of the negative electrode sensor unit A negative electrode adjusting part for adjusting the position of
The bending detection unit detects the bending amount in the positive electrode based on the detection result in the positive electrode sensor unit, and detects the bending amount in the negative electrode based on the detection result in the negative electrode sensor unit,
The speed control unit is configured to transfer the positive electrode in the positive electrode conveying unit and the negative electrode in the negative electrode conveying unit based on at least one of the bending amount of the positive electrode and the bending amount of the negative electrode. The winding machine according to any one of claims 1 to 9, wherein the speed is changed.
搬送中の電極における長手方向に対する短手方向への湾曲量を検出することと、
前記検出の結果に基づいて搬送中の電極における該電極の短手方向の位置を調整すると共に、検出された前記電極の湾曲量に基づいて前記電極の搬送速度を変化させることと、を備える、電極の捲回方法。 An electrode winding method for winding the transported electrode and separator so that the separator is positioned between the electrodes while transporting the strip-shaped electrode and the strip-shaped separator,
Detecting the amount of bending in the short direction with respect to the longitudinal direction of the electrode being conveyed;
Adjusting the position of the electrode in the short direction of the electrode being transported based on the detection result, and changing the transport speed of the electrode based on the detected bending amount of the electrode, Electrode winding method.
前記電極の搬送速度の変化は、前記第一の電極及び前記第一のセパレータが捲き終わった後に捲回される第二の電極及び第二のセパレータの捲回時に行われる、請求項12に記載の電極の捲回方法。 The detection of the amount of bending is performed when the first electrode and the first separator are wound,
The change of the conveyance speed of the electrode is performed at the time of winding of the second electrode and the second separator wound after the first electrode and the first separator have been rolled. Electrode winding method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014177357A JP6481882B2 (en) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Winding machine and electrode winding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014177357A JP6481882B2 (en) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Winding machine and electrode winding method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016051654A true JP2016051654A (en) | 2016-04-11 |
JP6481882B2 JP6481882B2 (en) | 2019-03-13 |
Family
ID=55659010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014177357A Active JP6481882B2 (en) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Winding machine and electrode winding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6481882B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107946663A (en) * | 2017-11-25 | 2018-04-20 | 无锡先导智能装备股份有限公司 | A kind of electric core winding method and winding apparatus |
CN113270630A (en) * | 2021-07-16 | 2021-08-17 | 江苏时代新能源科技有限公司 | Winding needle, battery cell manufacturing equipment and battery cell manufacturing method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03116343U (en) * | 1990-03-14 | 1991-12-02 | ||
JP2003045417A (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Sony Corp | Winding device of sheet for battery and winding method of sheet for battery |
JP2005335865A (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Kyodo Printing Co Ltd | Web meander acknowledging device |
JP2011042459A (en) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Toyota Motor Corp | Web carrying device, method thereof and method of manufacturing battery |
-
2014
- 2014-09-01 JP JP2014177357A patent/JP6481882B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03116343U (en) * | 1990-03-14 | 1991-12-02 | ||
JP2003045417A (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Sony Corp | Winding device of sheet for battery and winding method of sheet for battery |
JP2005335865A (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Kyodo Printing Co Ltd | Web meander acknowledging device |
JP2011042459A (en) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Toyota Motor Corp | Web carrying device, method thereof and method of manufacturing battery |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107946663A (en) * | 2017-11-25 | 2018-04-20 | 无锡先导智能装备股份有限公司 | A kind of electric core winding method and winding apparatus |
CN113270630A (en) * | 2021-07-16 | 2021-08-17 | 江苏时代新能源科技有限公司 | Winding needle, battery cell manufacturing equipment and battery cell manufacturing method |
CN113270630B (en) * | 2021-07-16 | 2021-11-23 | 江苏时代新能源科技有限公司 | Winding needle, battery cell manufacturing equipment and battery cell manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6481882B2 (en) | 2019-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5408504B2 (en) | Electrode sheet manufacturing method and apparatus | |
JP4656451B2 (en) | Method for manufacturing wound electrode body and electrode winding device | |
US8128715B2 (en) | Method and apparatus for producing wound electrode assembly, and method for producing battery | |
JP5293498B2 (en) | Web conveying apparatus and method and battery manufacturing method | |
EP1249884B1 (en) | Spiral electrode group winding method and device and battery using them | |
JP6260608B2 (en) | Vortex electrode and method of manufacturing the vortex electrode | |
JP6443723B2 (en) | Winding machine and electrode winding method | |
JP6481882B2 (en) | Winding machine and electrode winding method | |
KR20170114351A (en) | Manufacturing Apparatus for Electrode Assembly with Improved Productivity | |
JP2016001620A (en) | Winding device and manufacturing method of wound element | |
KR101899991B1 (en) | The tension control method for manufacturing apparatus of rechargeable battery | |
JP2000182658A (en) | Winding machine for battery and manufacture of battery | |
JP2019083176A (en) | Apparatus and method for manufacturing strip electrode | |
WO2024051280A1 (en) | Film roll conveying apparatus, control method thereof, electronic device and storage medium | |
JPH1140144A (en) | Battery electrode winding device | |
JP4919088B2 (en) | Belt-like material winding method and belt-like material winding device | |
JP6778358B2 (en) | Method and device for dividing sheet-shaped electrode members | |
KR101899992B1 (en) | The tension control system for mandrel of manufacturing apparatus of rechargeable battery | |
JPH1197056A (en) | Long body winding device | |
JP2005116492A (en) | Meandering corrector for battery element winder (roller outer diameter variable type) | |
JP7074095B2 (en) | Electrode plate manufacturing method | |
JP2017054762A (en) | Electrode for secondary battery, manufacturing method of secondary battery, and manufacturing method of electrode for secondary battery | |
JP2019153500A (en) | Manufacturing method of strip electrode | |
JP2016134239A (en) | Winding machine and method for manufacturing power storage element | |
JP2016043458A (en) | Cutting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170728 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180529 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180629 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180829 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190118 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190131 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6481882 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |