JP2016103450A - Battery electrode plate manufacturing device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池等の電池に用いられる電池用極板の製造装置及び電池用極板の製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a battery electrode plate used in a battery such as a secondary battery, and a method for manufacturing a battery electrode plate.
周知のように、携帯用の電子機器の電源として、また、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として、ニッケル水素二次電池などの二次電池が用いられている。例えば、ニッケル水素二次電池は、水酸化ニッケルを主成分とした正極板と水素吸蔵合金を主成分とした負極板とがセパレータを介して複数枚積層された極板群を、水酸化カリウムなどからなるアルカリ電解液とともに収納容器に収納して構成される二次電池である。そして従来、上述の極板群を製造する技術の一つとして、正極板又は負極板の一方の極板に袋状のセパレータを装着させる技術が特許文献1に記載されている。
As is well known, secondary batteries such as nickel hydride secondary batteries are used as power sources for portable electronic devices and as power sources for electric vehicles and hybrid vehicles. For example, a nickel metal hydride secondary battery has an electrode plate group in which a plurality of positive electrode plates mainly composed of nickel hydroxide and negative electrode plates mainly composed of a hydrogen storage alloy are laminated via a separator, such as potassium hydroxide. It is a secondary battery comprised by being accommodated in a storage container with the alkaline electrolyte which consists of these. Conventionally, as one of the techniques for manufacturing the above-described electrode plate group,
特許文献1に記載の装置は、極板に袋状のセパレータを装着する装置であって、この装置では、極板の両面を覆うようにシート状のセパレータを配置し、極板の周囲のセパレータを、接合すべき辺に沿って接合幅に対応する幅の熱板を当てて熱溶着する。またこの装置では、セパレータの接合幅のほぼ中央部に切断用の熱板を押し当ててセパレータを切断する。これにより、極板に袋状のセパレータを装着することができるようになる。
The device described in
ところで、セパレータは通常、耐アルカリ性樹脂の不織布等の溶着可能なシート状の部材からなることから、上述のように溶着したり、切断したりすることができる。ただし近年は、セパレータの溶着部分での剥がれ等の不良の発生を抑えて、溶着部分の更なる安定化を可能とする製造技術の開発が望まれている。 By the way, since a separator usually consists of a sheet-like member which can be welded, such as a non-woven fabric of alkali-resistant resin, it can be welded or cut as described above. However, in recent years, it has been desired to develop a manufacturing technique that can suppress the occurrence of defects such as peeling at the welded portion of the separator and further stabilize the welded portion.
本発明は、このような実情に鑑みなされたものであって、その目的は、シート状の電池用セパレータをより安定した状態で溶着することのできる電池用極板の製造装置、及び、電池用極板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to provide an apparatus for manufacturing a battery electrode plate capable of welding a sheet-shaped battery separator in a more stable state, and for a battery. It is in providing the manufacturing method of an electrode plate.
上記課題を解決する電池用極板の製造装置は、極板の両面に配置されたセパレータをそれらセパレータが対向する位置にて第1の方向に延びる第1の溶着位置と前記第1の方向に交差する第2の方向に延びる第2の溶着位置とをそれぞれ溶着することで前記極板の両面に配置されたセパレータに覆われた極板を製造する電池用極板の製造装置であって、前記第2の溶着位置において前記極板の両面に配置されたセパレータの少なくとも一方を他方のセパレータの方向に押圧する予備成形部と、前記予備成形部が前記第2の溶着位置を押圧している状態で前記極板の両面に配置されたセパレータを前記第1の溶着位置において当接させて溶着する溶着部とを備えることを要旨とする。 An apparatus for manufacturing an electrode plate for a battery that solves the above-described problems is a first welding position extending in a first direction at a position where the separators are arranged on both sides of the electrode plate in the first direction and the first direction. A battery electrode plate manufacturing apparatus for manufacturing electrode plates covered with separators disposed on both surfaces of the electrode plate by welding a second welding position extending in the intersecting second direction, A preforming part that presses at least one of the separators arranged on both surfaces of the electrode plate in the second welding position in the direction of the other separator, and the preforming part presses the second welding position. A gist is provided with a welded portion that is welded by bringing the separators disposed on both surfaces of the electrode plate into contact with each other at the first welded position.
上記課題を解決する電池用極板の製造方法は、極板の両面に配置されたセパレータをそれらセパレータが対向する位置にて第1の方向に延びる第1の溶着位置と前記第1の方向に交差する第2の方向に延びる第2の溶着位置とをそれぞれ溶着することで前記極板の両面に配置されたセパレータに覆われた極板を電池用極板として製造する方法であって、予備成形部により、前記第2の溶着位置において前記極板の両面に配置されたセパレータの少なくとも一方を他方のセパレータの方向に押圧する工程と、前記予備成形部が前記第2の溶着位置を押圧している状態で、溶着部により、前記極板の両面に配置されたセパレータを前記第1の溶着位置において当接させて溶着する工程とを備えることを要旨とする。 A method for manufacturing a battery electrode plate that solves the above-described problem is that a separator disposed on both surfaces of an electrode plate has a first welding position extending in a first direction at a position where the separators face each other in the first direction. A method of manufacturing an electrode plate covered with separators disposed on both surfaces of the electrode plate as a battery electrode plate by welding a second welding position extending in a second direction that intersects each other. A step of pressing at least one of the separators arranged on both surfaces of the electrode plate at the second welding position in the direction of the other separator by the molding unit; and the preforming unit presses the second welding position. And a step of bringing the separators arranged on both surfaces of the electrode plate into contact with each other at the first welding position and welding them by the welding portion.
このような構成又は方法によれば、交差する2つの溶着位置を溶着するとき、後に溶着される第2の溶着位置を該溶着位置が溶着されるときの形状に近い形に予め成形してから、先に溶着される第1の溶着位置を溶着する。これにより、第2の溶着位置が後に溶着されるときセパレータが予備成形されているため、予備成形が無い場合に比較して極板の厚みの分を押し込むように成形させる量が減少し、先の第1の溶着位置の溶着によって第1の方向の長さが拘束されているセパレータから加わる当該拘束に起因する張力などの力が軽減されるようになる。このように拘束に起因する張力などが軽減されることで、後に第2の溶着位置を溶着するときその第2の溶着位置にかかる張力が軽減されたり、均一化が図られたりするため第1及び第2の溶着位置における溶着の安定性が高められるようになる。 According to such a configuration or method, when two intersecting welding positions are welded, a second welding position to be welded later is previously formed into a shape close to the shape when the welding position is welded. The first welding position to be welded first is welded. As a result, since the separator is preformed when the second welding position is later welded, the amount to be molded so as to push in the portion corresponding to the thickness of the electrode plate is reduced as compared with the case where there is no preforming. By the welding at the first welding position, a force such as a tension due to the restraint applied from the separator whose length in the first direction is restrained is reduced. Since the tension caused by the restraint is reduced in this way, the tension applied to the second welding position is reduced or equalized when the second welding position is subsequently welded. And the stability of welding in the second welding position is improved.
好ましい構成として、前記極板の両面に配置されたセパレータは、前記第1の溶着位置の延びる方向に沿って張力が印加されてなる。
このような構成によれば、セパレータに印加される張力が第2の溶着位置にも印加されるが、予備成形を行ない第1の溶着位置が溶着されることによりその張力が軽減されるようになる。
As a preferred configuration, the separators disposed on both surfaces of the electrode plate are applied with tension along the direction in which the first welding position extends.
According to such a configuration, the tension applied to the separator is also applied to the second welding position, but the tension is reduced by performing the preforming and welding the first welding position. Become.
好ましい構成として、前記セパレータは、供給リールから巻きだされるものであり、前記張力が印加される方向はセパレータが供給リールから巻きだされる方向である。
このような構成によれば、供給リールから巻きだされるセパレータには、供給方向に張力が印加されることが通常であり、こうして供給されるセパレータであれ、極板を挟んで適切に溶着できるようになる。例えば、予備成形及び第1の溶着位置の溶着を、第2の溶着位置の溶着よりも先に行うことによって、こうした効果がより顕著に得られるようもなる。
As a preferred configuration, the separator is unwound from a supply reel, and the direction in which the tension is applied is a direction in which the separator is unwound from the supply reel.
According to such a configuration, tension is normally applied in the supply direction to the separator wound from the supply reel, and even the separator supplied in this way can be appropriately welded with the electrode plate interposed therebetween. It becomes like this. For example, by performing the preforming and the welding at the first welding position before the welding at the second welding position, such an effect can be obtained more significantly.
好ましい構成として、前記第1の溶着位置は、前記セパレータに張力が印加される方向に直交する幅方向の中央部に所定の溶着幅で設けられ、前記極板は、矩形形状であり、前記第1の溶着位置に隣接する辺の対辺がセパレータから突出される。 As a preferred configuration, the first welding position is provided with a predetermined welding width at a central portion in a width direction orthogonal to a direction in which a tension is applied to the separator, the electrode plate has a rectangular shape, The opposite side of the side adjacent to the welding position of 1 protrudes from the separator.
このような構成によれば、極板をセパレータで形成した袋に配置させつつ、セパレータの一辺からリードとする部分などを突出させることができる。これにより、溶着の安定性の高いセパレータを有する二次電池用の電池用極板を提供することができる。 According to such a structure, the part etc. which are made into a lead from one side of a separator can be protruded, arrange | positioning an electrode plate in the bag formed with the separator. Thereby, the battery electrode plate for secondary batteries which has a separator with high stability of welding can be provided.
好ましい構成として、前記極板は、前記第1の溶着位置に隣接する辺の厚みが、前記第2の溶着位置に隣接する辺の厚みよりも薄い。
このような構成によれば、極板を挟む両セパレータを押圧して近づけるとき、第2の溶着位置の張力が第1の溶着位置の張力よりもが高くなりやすい極板の構造であったとしても、予備成形によって、第2の溶着位置を溶着するときに該第2の溶着位置に印加される張力が軽減されるようになる。これにより、張力がかかりやすい第2の溶着位置であれ確実に溶着することができる。
As a preferred configuration, the electrode plate has a thickness of a side adjacent to the first welding position smaller than a thickness of a side adjacent to the second welding position.
According to such a configuration, when the two separators sandwiching the electrode plate are pressed and brought closer, the tension of the second welding position is likely to be higher than the tension of the first welding position. Also, the preforming reduces the tension applied to the second welding position when welding the second welding position. Thereby, it can weld reliably even if it is the 2nd welding position where tension is easy to apply.
好ましい構成として、前記予備成形部は、前記第2の溶着位置において前記極板の両面に配置されたセパレータを当接させる。
このような構成によれば、極板の両面に配置されたセパレータを予備成形するとき、第2の溶着位置を溶着される形状に近い形状に成形することができる。また、第1の溶着位置が溶着されるとき、当該第1の溶着位置の変形に起因する力が第2の溶着位置にかかるおそれがあるが、予備成形した形状を好適に維持することができるようになる。
As a preferred configuration, the preforming portion abuts separators disposed on both surfaces of the electrode plate at the second welding position.
According to such a structure, when the separator arrange | positioned on both surfaces of an electrode plate is preformed, it can shape | mold to the shape close | similar to the shape to weld by the 2nd welding position. Further, when the first welding position is welded, there is a possibility that a force due to the deformation of the first welding position is applied to the second welding position, but the preformed shape can be suitably maintained. It becomes like this.
好ましい構成として、前記予備成形部は、前記当接させたセパレータに前記溶着部が第1の溶着位置のセパレータに与える熱よりも低い温度の熱を第2の溶着位置のセパレータに与える。 As a preferred configuration, the preforming portion applies heat at a temperature lower than heat applied to the separator at the first welding position to the separator at the second welding position.
このような構成によれば、第2の溶着位置を予備成形にて仮に溶着させることにより、第1の溶着位置を溶着させるときなどにおいて第2の溶着位置の予備成形された形状を好適に維持させることができる。 According to such a configuration, by preliminarily welding the second welding position by preforming, the preformed shape of the second welding position is suitably maintained when the first welding position is welded. Can be made.
好ましい構成として、前記第1の溶着位置を溶着する溶着部を第1の溶着部とするとき、前記第1の溶着位置が溶着されたあと前記第2の溶着位置を溶着する第2の溶着部と、それら第1の溶着部及び第2の溶着部で溶着された第1の溶着位置及び第2の溶着位置を各々の長さ方向中央部で切断する切断部とをさらに備える。 As a preferred configuration, when the welded portion that welds the first welding position is the first welded portion, the second welded portion that welds the second welding position after the first welding position is welded. And a cutting part for cutting the first welding position and the second welding position welded by the first welding part and the second welding part at the respective longitudinal center parts.
このような構成によれば、第1の溶着位置の溶着後、予備成形された第2の溶着位置が第2の溶着部により適切に溶着される。また、第1の溶着位置と第2の溶着位置とを長さ方向中央部で切断することで、セパレータに収納された電池用極板が得られる。 According to such a configuration, after the first welding position is welded, the preformed second welding position is appropriately welded by the second welding portion. Moreover, the battery electrode plate accommodated in the separator is obtained by cutting the first welding position and the second welding position at the central portion in the length direction.
この電池用極板の製造装置、及び、電池用極板の製造方法によれば、シート状の電池用セパレータをより安定した状態で溶着することができる。 According to the battery electrode plate manufacturing apparatus and the battery electrode plate manufacturing method, the sheet-shaped battery separator can be welded in a more stable state.
図1〜図5を参照して、電池用極板の製造装置及び電池用極板の製造方法を具体化した一実施形態について説明する。本実施形態では、電池用極板としてニッケル水素二次電池の正極板を製造する場合について例示する。このニッケル水素二次電池は、密閉型電池であり、電気自動車やハイブリッド自動車の電源として用いられる電池である。 With reference to FIGS. 1-5, one Embodiment which actualized the manufacturing apparatus of the electrode plate for batteries, and the manufacturing method of the electrode plate for batteries is described. In this embodiment, the case where the positive electrode plate of a nickel hydride secondary battery is manufactured as a battery electrode plate is illustrated. This nickel metal hydride secondary battery is a sealed battery and is a battery used as a power source for electric vehicles and hybrid vehicles.
ニッケル水素二次電池は、水素吸蔵合金を含む所定枚数の図示しない負極板と、水酸化ニッケル(Ni(OH)2)を含む所定枚数の正極板10とを、耐アルカリ性樹脂の不織布から構成されるセパレータ11,12を介して積層した電極群を備えている。電池用極板13は、正極板10を集電板に接続されるリード部101を除いて袋状を構成する第1及び第2のセパレータ11,12に包み込まれるように収容させてなる。袋状を構成するセパレータ11,12は、正極板10の発泡ニッケル基板に充填されている活物質が微小片となって脱落したとしても、その微小片を袋内に留まらせることができる。
The nickel-metal hydride secondary battery is composed of a predetermined number of negative electrode plates (not shown) containing a hydrogen storage alloy and a predetermined number of
図1を参照して、電池用極板の製造装置及び方法について説明する。
電池用極板の製造装置は、大板から単板の大きさに分割された長方形状の正極板10を搬送する搬送部(図示略)と、正極板10の上面に配置されるシート状の第1のセパレータ11を巻きだす第1の供給リール21と、正極板10の下面に配置されるシート状の第2のセパレータ12を巻きだす第2の供給リール22とを備える。そして、電池用極板の製造装置は、セパレータ配置工程位置2aに供給された正極板10と第1及び第2のセパレータ11,12とを、順次、予備成形・長手溶着工程位置2b、短手溶着工程位置2c、及び、切断工程位置2dに移動させてそれぞれ所要の加工等が施されるようにする。これにより正極板10が第1及び第2のセパレータ11,12から形成された袋状のセパレータに収容された電池用極板13が作成される。なお、図1において第1の方向としての長手方向は、紙面に対して左右方向であり、第2の方向としての短手方向は、長手方向に直交するとともに紙面を貫通する方向である。
With reference to FIG. 1, the manufacturing apparatus and method of a battery electrode plate will be described.
An apparatus for manufacturing a battery electrode plate includes a conveyance unit (not shown) that conveys a rectangular
図2に示すように、セパレータ配置工程位置2aでは、正極板10の両面に両セパレータ11,12を配置するセパレータ配置工程が行われる(ステップS10)。また、予備成形・長手溶着工程位置2bでは、第1のセパレータ11に予備成形を行う予備成形工程(ステップS11)と、両セパレータ11,12を長手方向に溶着する長手溶着工程(ステップS12)とが行われる。さらに、短手溶着工程位置2cでは、両セパレータ11,12を短手方向に溶着する短手溶着工程(ステップS13)が行なわれ、切断工程位置2dでは、連結されている複数の電池用極板13を各々切りだす切断工程(ステップS14)が行われる。
As shown in FIG. 2, in the separator arrangement process position 2a, a separator arrangement process for arranging both
図1に示すように、セパレータ配置工程位置2aには、正極板10を挟むようにして、ガイドロールなどからなる2つの配置部23,24が設けられている。また、セパレータ配置工程位置2aには、正極板10と、第1の供給リール21から所定の張力で巻きだされた第1のセパレータ11と、第2の供給リール22から所定の張力で巻きだされた第2のセパレータ12とが供給される。配置部23は、第1のセパレータ11を正極板10の上面に配置させ、配置部24は第2のセパレータ12を正極板10の下面に配置させる(セパレータ配置工程)。そして、正極板10と両セパレータ11,12は予備成形・長手溶着工程位置2bへ移動される。また、第1及び第2のセパレータ11,12は、前述した所定の張力によって各供給リール21,22と対応する配置部23,24との間にたるみなどが生じないようになっている。さらにこうした張力は、長手方向に帯状に延びる各セパレータ11,12を通じて多少なりとも、配置部23,24から予備成形・長手溶着工程位置2bや短手溶着工程位置2cなどにも伝達される。
As shown in FIG. 1, two
図3(a)を併せ参照すると、セパレータ配置工程位置2aでは、正極板10は、両セパレータ11,12の間に、その長辺が長手方向に沿うように配置され、その短辺が短手方向に沿うように配置される。なお、図3において、紙面左右方向が長手方向であり、紙面上下方向が短手方向である。短手方向に隣接する2つの正極板10は、その向かい合わせた長辺の対辺であるリード部101をそれぞれ、各セパレータ11,12の短手方向側端部から外方に突出させるように配置されるとともに、向かい合わせた長辺の間に溶着に必要とされる間隔が確保されている。
Referring also to FIG. 3A, at the separator placement process position 2a, the
また、図1に示すように、予備成形・長手溶着工程位置2bには、両セパレータ11,12を短手方向に予備成形し、それに続いて、長手方向に溶着させる予備成形・第1の溶着部31が設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, at the pre-formation / longitudinal welding process position 2b, pre-formation / first welding in which both
図3(b)を併せ参照すると、予備成形・長手溶着工程位置2bでは、4枚の正極板10のそれぞれの周囲が予備成形、又は、溶着される。4枚の正極板10は、長手方向に2枚ずつ、短手方向に2枚ずつ配置され、長手方向に隣接する正極板10の間にもそれぞれ溶着に必要とされる所定の間隔が確保されている。予備成形・第1の溶着部31は、長手方向に隣接する2つの正極板10の間の間隔に設けられる短手方向の予備成形位置52,53を予備成形する(予備成形工程)。また、予備成形・第1の溶着部31は、短手方向に隣接する2つの正極板10の間の間隔に設けられる長手方向の第1の溶着位置としての長手溶着位置51を溶着する(長手溶着工程)。長手溶着位置51は、短手方向の中央部に設定され、長手方向に隣接する2枚の正極板10よりも長い長さで、短手方向には所定の溶着幅で溶着される。なお、切断工程位置2d側(紙面右側)の短手溶着位置54aは、1回前の短手溶着工程にて溶着されている部分である。
Referring also to FIG. 3B, at the pre-forming / longitudinal welding process position 2b, the periphery of each of the four
図1に示すように、短手溶着工程位置2cには、両セパレータ11,12を短手方向に溶着する第2の溶着部32が設けられている。
図3(c)を併せ参照すると、短手溶着工程位置2cでは、予備成形された予備成形位置52,53を含むかたちで短手方向にセパレータ11,12の全幅に渡って設けられる第2の溶着位置としての各短手溶着位置54,55が溶着される(短手溶着工程)。各短手溶着位置54,55は、短手方向には両セパレータ11,12の全幅以上の長さで、長手方向には所定の溶着幅で溶着される。これにより、4つの正極板10は、その3辺が溶着された長手溶着位置51及び各短手溶着位置54,55により囲まれる。
As shown in FIG. 1, a
Referring also to FIG. 3 (c), in the short
図1に示すように、切断工程位置2dには、各溶着位置をそれぞれの長さ方向に切断する切断部33が設けられている。
図3(d)を併せ参照すると、切断工程位置2dでは、溶着された長手溶着位置51と短手溶着位置54,55とがそれぞれ、その溶着幅の中央位置をそれぞれの長さ方向に沿って切断される(切断工程)。これにより、第1及び第2のセパレータ11,12は、溶着幅の半分の幅の長手溶着端51hと、同じく溶着幅の半分の幅の2つの短手溶着端54h,55hとにより区画されたなかに両セパレータ11,12の間に挟み込むかたちに正極板10を収容する。なお、ここでは、長手溶着位置51の溶着幅と短手溶着位置54の溶着幅とは同じ幅としているが、それぞれの溶着幅が異なっていてもよい。
As shown in FIG. 1, the cutting process position 2d is provided with a cutting
Referring also to FIG. 3 (d), at the cutting process position 2d, the welded
なお、予備成形・第1の溶着部31、第2の溶着部32及び切断部33は、制御部34に電気的に接続されており、それぞれが協調して作動するようにそれらの動作が制御部34によって制御される。
Note that the preforming /
続いて、図4及び図5を参照して、予備成形工程、及び、長手溶着工程について詳しく説明する。
図4(a)に示すように、予備成形・第1の溶着部31は、第1のセパレータ11に対向する位置に配置されている。予備成形・第1の溶着部31は、長手溶着位置51を溶着する第1の溶着部としての長手溶着部40と、各予備成形位置52,53をそれぞれ予備成形する予備成形部41,42とを備える。長手溶着部40は、長手方向に隣接する2枚の正極板10の両端よりも長い長さと所定の溶着幅とを有し、長手溶着位置51を該長さと所定の溶着幅とで溶着できるようになっている。また、長手溶着部40は、第1のセパレータ11の方向へ進出移動及び後退移動が可能に構成されている。
Then, with reference to FIG.4 and FIG.5, a preforming process and a longitudinal welding process are demonstrated in detail.
As shown in FIG. 4A, the preforming /
図4(b)に示すように、各予備成形部41,42は、長手溶着部40を挟む一対の部材として構成されており、各部材の長さは正極板10の短辺よりも短い長さと所定の溶着幅よりも狭い幅とを有しており、正極板10の短辺に沿って予備成形位置52,53を予備成形できるようになっている。また、予備成形部41,42は、第1のセパレータ11の方向へ進出移動及び後退移動が可能に構成されている。
As shown in FIG. 4 (b), each preformed
図5を参照して、予備成形・第1の溶着部31の動作について説明する。図5は、図4(a)の5−5線断面視を模式化した模式図である。各予備成形部41,42は同様の動作をするものであることから、説明の便宜上、ここでは予備成形部41の動作について説明し、予備成形部42の動作の説明については割愛する。
With reference to FIG. 5, operation | movement of the preforming and the
図5(a)に示すように、予備成形・長手溶着工程位置2bに、両セパレータ11,12とその間に挟まれた正極板10とが配置される。
続いて、図5(b)に示すように、予備成形・第1の溶着部31は、予備成形部41を第1のセパレータ11の方向へ進出移動させる。そして、予備成形部41は、予備成形部41が予備成形位置52において、第1のセパレータ11に接触するとともに、第1のセパレータ11を押圧して、第1のセパレータ11を第2のセパレータ12に接触する位置まで移動させる。予備成形部41は、第2のセパレータ12を支持する図示しない搬送装置に接触することで第1のセパレータ11を第2のセパレータ12に所定の押圧力で当接させる。このとき、予備成形部41は、第1のセパレータ11を正極板10の厚みに相当する深さまで押すことから、その押圧される深さに応じて第1のセパレータ11は長手方向に引き延ばされる。なおこのとき、第1のセパレータ11には、その移動を拘束する箇所がないため、その長手方向全体が略均等に引き延ばされて長手方向への張力の分布も略均一になる。また、両セパレータ11,12は、予備成形部41によって予備成形位置52が拘束されることにより、各供給リール21,22から受ける張力の影響なども軽減される。これは、予備成形位置52の予備成形によって、より顕著に得られる効果である。
As shown to Fig.5 (a), both the
Subsequently, as shown in FIG. 5B, the preforming /
続いて、図5(c)に示すように、予備成形・第1の溶着部31は、長手溶着部40を第1のセパレータ11の方向へ移動させる。そして、長手溶着部40は、長手溶着位置51において第1のセパレータ11に接触するとともに、第1のセパレータ11を押圧して第2のセパレータ12に接触させる位置まで移動させる。そして、長手溶着部40は、第2のセパレータ12を支持する図示しない搬送装置に接触することで第1のセパレータ11を第2のセパレータ12に所定の押圧力で当接させるとともに、所定の溶着温度で加熱する。このとき、長手溶着部40は、第1のセパレータ11を正極板10の厚みに相当する深さまで押すかたちになるため、その押圧される深さに応じて第1のセパレータ11は短手方向に引き延ばされる。なお、第1のセパレータ11は、予備成形位置52が予備成形部41により拘束されているものの、正極板10の長辺の長さは拘束されていないため、引き延ばされた分だけ短手方向全体が略均等に引き延ばされて短手方向への張力の分布も略均一になる。また、第1のセパレータ11の側端面は拘束されていないことから引き延ばされる強さに応じて多少の移動が可能であり、これによっても短手方向へ印加される張力が軽減される。さらに、両セパレータ11,12は、予備成形部41によって予備成形位置52が拘束されるため、各供給リール21,22から受ける張力の影響なども軽減される。そして、長手溶着部40は、所定の溶着温度で所定時間だけ加熱した後、両セパレータ11,12から離れる方向へ後退移動されて、元の位置に戻る。これにより、両セパレータ11,12は、長手溶着部40により長手溶着位置51が所定の長さかつ所定の溶着幅で溶着される。また、両セパレータ11,12にかかる張力の影響などを軽減させた状態で長手溶着位置51が溶着されるため、その溶着の安定性が維持されるようになる。これは、予備成形位置52の予備成形を、長手溶着部40の溶着より先に行うことによって、より顕著に得られる効果である。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, the preforming /
長手溶着位置51が溶着された後、予備成形・第1の溶着部31は、予備成形部41を両セパレータ11,12から離れる方向へ後退移動させ、元の位置に戻す。これにより、両セパレータ11,12は予備成形位置52が予備成形された状態で、長手溶着位置51が溶着される。
After the
なおここで、図4(a)を参照して説明すると、長手溶着位置51が溶着されると、予備成形位置52から予備成形部41が離れ、両セパレータ11,12及び正極板10は予備成形・長手溶着工程位置2bから短手溶着工程位置2cに移動される。このとき、長手方向への変形を規制することとなる溶着された長手溶着位置51が、予備成形位置52に交差する位置を含むかたちに形成されているため、予備成形位置52に加えられる長手方向への張力の影響などが軽減されて同予備成形位置52の予備成形が維持されやすい。よって、両セパレータ11,12は予備成形位置52の予備成形を維持しつつ短手溶着工程位置2cに移動される。
4A, when the
続いて、第2の溶着部32の動作について説明する。
図1及び図3に示すように、第2の溶着部32は、予備成形された予備成形位置52を溶着させる。第2の溶着部32は、予備成形位置52を含み設けられる短手溶着位置54を溶着させる図示しない第2の溶着部としての短手溶着部を備える。短手溶着部は、両セパレータ11,12の短手方向の幅と同じかそれ以上の長さと、所定の溶着幅とを有する。
Subsequently, the operation of the second welded
As shown in FIG.1 and FIG.3, the
第2の溶着部32は、短手溶着工程位置2cに、長手溶着位置51が溶着された両セパレータ11,12と正極板10とが配置されると、長手溶着部40と同様に、第1のセパレータ11の方向に進出移動して、短手溶着位置54において第1のセパレータ11を第2のセパレータ12に当接させる。そして、第2の溶着部32は、第2のセパレータ12を支持する図示しない搬送装置に接触することで第1のセパレータ11を第2のセパレータ12に所定の押圧力で当接させるとともに、所定の溶着温度で加熱する。このとき、第2の溶着部32は、第1のセパレータ11を正極板10の厚みに相当する深さまで押すかたちになるため、その押圧した深さに応じて第1のセパレータ11は長手方向に引き延ばされる。しかしながら、短手溶着位置54は、予備成形部41によって予備成形された形状を維持していることから(図4(a)参照)長手方向に引き延ばされる長さが短くてすむこととなり、両セパレータ11,12を引き延ばすことから受ける張力の影響などが軽減される。そして、第2の溶着部32は、所定の溶着温度で所定時間だけ加熱した後、両セパレータ11,12から離れる方向へ後退移動されて、元の位置に戻る。これにより、両セパレータ11,12は、短手溶着位置54が所定の長さかつ所定の溶着幅で溶着されるとともに、短手溶着位置54が両セパレータ11,12の長手方向に印加されている張力の影響などを軽減させた状態で溶着されるため、その溶着の安定性が維持されるようになる。これは、予備成形位置52の予備成形及び長手溶着位置51の溶着を、短手溶着位置54の溶着より先に行うことにより、より顕著に奏する効果である。
When the
以上説明したように、本実施形態の電池用極板の製造装置、及び、電池用極板の製造方法によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
(1)交差する長手溶着位置51と短手溶着位置54,55とを溶着するとき、後に溶着される短手溶着位置54,55を該溶着位置が溶着されるときの形状に近い形に予め成形してから、先に溶着される長手溶着位置51を溶着する。これにより、短手溶着位置54,55が後に溶着されるとき、第1のセパレータ11が予備成形されていることとなる。このため、予備成形が無い場合に比較して正極板10の厚みの分を押し込むように成形させる量が減少し、先の長手溶着位置51の溶着によって長手方向の長さが拘束されているセパレータ11から加わる当該拘束に起因する張力などの力が軽減されるようになる。このように拘束に起因する張力などが軽減されることで、後に短手溶着位置54,55を溶着するときその短手溶着位置54,55にかかる張力が軽減されたり、均一化が図られたりするため長手溶着位置51及び短手溶着位置54,55における溶着の安定性が高められるようになる。
As described above, according to the battery electrode plate manufacturing apparatus and battery electrode plate manufacturing method of the present embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) When the intersecting
(2)第1及び第2のセパレータ11,12に印加される張力が短手溶着位置54,55にも印加されるが、予備成形を行ない長手溶着位置51が溶着されることによりその張力が軽減されるようになる。
(2) Although the tension applied to the first and
(3)供給リール21,22から巻きだされる第1及び第2のセパレータ11,12には、供給方向に張力が印加されることが通常であり、こうして供給される各セパレータ11,12であれ、正極板10を挟んで適切に溶着できるようになる。例えば、予備成形位置52の予備成形及び長手溶着部40の溶着を、短手溶着位置54の溶着よりも先に行うことによって、こうした効果がより顕著に得られるようになる。
(3) Normally, tension is applied to the first and
(4)正極板10をセパレータ11,12で形成した袋に配置させつつ、セパレータ11,12の一辺からリードとする部分などを突出させることができる。これにより、溶着の安定性の高いセパレータを有する二次電池用の電池用極板を提供することができる。
(4) While arranging the
(5)正極板10を挟む両セパレータを押圧して近づけるとき、短手溶着位置54,55の張力が長手溶着位置51の張力よりもが高くなりやすい正極板10の構造であったとしても、予備成形によって、短手溶着位置54,55を溶着するときに該短手溶着位置54,55に印加される張力が軽減されるようになる。これにより、張力がかかりやすい短手溶着位置54,55であれ確実に溶着することができる。
(5) Even when the two separators sandwiching the
(6)正極板10の両面に配置されたセパレータ11,12を予備成形するとき、短手溶着位置54,55を溶着される形状に近い形状に成形することができる。また、長手溶着位置51が溶着されるとき、当該長手溶着位置51の変形に起因する力が短手溶着位置54,55にかかるおそれがあるが、予備成形した形状を好適に維持することができるようになる。
(6) When the
(7)長手溶着位置51の溶着後、予備成形された短手溶着位置54,55が第2の溶着部により適切に溶着される。また、長手溶着位置51と短手溶着位置54,55とを長さ方向中央部で切断することで、セパレータ11,12に収納された電池用極板13が得られる。
(7) After welding at the
(その他の実施形態)
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記構成において、溶着は、セパレータ11,12を溶着させることができるのであれば、熱板による溶着でも、振動による溶着でも、その他の溶着方法を用いてもよい。
(Other embodiments)
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following aspects.
In the above configuration, as long as the
・上記実施形態では、正極板10は、各セパレータ11,12に当接する面の四隅が略直角である場合について例示した。しかしこれに限らず、正極板は、各セパレータに当接する面の四隅が、直角以下の多角状や曲線状に面取り加工されていたりしてもよい。
In the above-described embodiment, the
図6に示すように、正極板の角部が略45度の2角に加工されることによって、溶着位置から強い張力がかかるセパレータの部分が正極板の角部に接触することが回避される。また、2角に加工されることで溶着位置と正極板との間の距離を長くすることができ、両セパレータを当接させるときにセパレータを引き延ばす長さを短くすることができるため、溶着された溶着位置にかかる張力の影響などを小さくすることができるようになる。 As shown in FIG. 6, by processing the corner of the positive electrode plate into a square of approximately 45 degrees, it is avoided that the portion of the separator to which strong tension is applied from the welding position contacts the corner of the positive electrode plate. . In addition, since the distance between the welding position and the positive electrode plate can be increased by being processed into two corners, and the length of the separator that is extended when both separators are brought into contact with each other can be shortened. The influence of the tension applied to the welding position can be reduced.
・上記実施形態では、正極板10は、リード部101以外の各辺が、その厚みを高さとして略垂直に切断されている場合について例示した。しかしこれに限らず、正極板は、その長辺について厚みが薄くなるように加工されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
図6及び図6の7a−7a線における端面図である図7(a)に示すように、正極板10の短辺103は、大板からその厚さを高さとして切断されたままであることが多い。そこで、予備成形位置53が予備成形されることで、短手溶着位置55が溶着されるときに長手方向にかかる張力が低減されて、短手溶着位置55が溶着されるときの安定性が高まる。
As shown in FIG. 7A, which is an end view taken along
なお、図6及び図6の7b−7b線における端面図である図7(b)に示すように、正極板10の長辺102は、リード部101の対辺であることからリード部101の圧縮加工などにともなって、長辺102がエッジプレスなどの圧縮加工などされてもよい。長辺102が圧縮加工されることで、長手溶着位置51が溶着されるとき、第1のセパレータ11の短手方向にかかる張力がより低減されて長手溶着位置51が溶着されるときの安定性が高まる。
As shown in FIG. 7B, which is an end view taken along the
このような形状の場合、短手溶着位置54の厚みが、長手溶着位置の厚みより大きくなり、その分、短手溶着位置の方が大きくなる。このため、特に、短手溶着位置54に対応する予備成形位置52,53が予備成形されることによって得られる効果がより有効となり、セパレータの溶着安定性の高い電池用極板13が得られる効果が高められる。
In the case of such a shape, the thickness of the
・上記実施形態では、長手溶着位置51に対して予備成形位置52,53及び短手溶着位置54,55が直交する場合について例示した。しかしこれに限らず、長手溶着位置に対して予備成形位置や短手溶着位置が直交していなくてもよい。例えば、予備成形位置は、短手溶着位置に含まれる範囲で任意の角度にすることができる。
In the above embodiment, the case where the preforming
・上記実施形態では、予備成形位置52,53は短手溶着位置54,55に含まれる範囲に設定されることで、短手溶着位置54,55が予備成形される場合について例示したが、これに限らず、適切な予備成形が行えるので有れば、予備成形位置は短手溶着位置にその一部が含まれなくてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the preforming
・上記実施形態では、1回につき4枚の正極板10を対象に溶着位置を溶着する場合について例示した。しかしこれに限らず、正極板の周囲に長手溶着位置の溶着と短手溶着位置の溶着とを必要とするのであれば、1回につき2枚、3枚又は5枚以上の正極板を対象に溶着位置を溶着するようにしてもよい。なお、リード部をセパレータの側端部よりも突出させる場合、溶着位置を溶着する正極板は偶数枚であると好適である。
In the above embodiment, the case where the welding positions are welded to four
・上記実施形態では、予備成形時に第1のセパレータ11と第2のセパレータ12とが当接する場合について例示した。しかしこれに限らず、両セパレータの間隔を、それらの間に挟まれる正極板の厚みよりも狭くすることができるのであれば、第1のセパレータと第2のセパレータとが当接されなくてもよい。当接されない場合であれ、両セパレータの形状が溶着されるときの形状に近い状態に成形されたもとで長手溶着位置が溶着されることにより、短手溶着位置が溶着されるとき、当該位置に加わる張力などが軽減されるようになる。
In the above embodiment, the case where the
・上記実施形態では、予備成形時や溶着時に第1のセパレータ11が第2のセパレータ12の方向に移動されて第2のセパレータ12に当接する場合について例示した。しかしこれに限らず、第1のセパレータと第2のセパレータとの間隔が短くなるのであれば、第2のセパレータが第1のセパレータの方向に移動されてもよいし、第1のセパレータと第2のセパレータとの両方がそれぞれ対向するセパレータの方向に移動されてもよい。
In the above embodiment, the case where the
・上記実施形態では、各予備成形部41,42は、正極板10の短辺よりも短い長さと所定の溶着幅よりも狭い幅とを有している場合について例示した。しかしこれに限らず、各予備成形部は、両セパレータを溶着させるものでなければ、長さがセパレータの側面を超える長さでもよいし、幅が溶着幅以上の幅であってもよい。
In the above embodiment, the case where each of the preformed
・上記実施形態では、各予備成形部41,42は、両セパレータ11,12を当接させる場合について例示した。しかしこれに限らず、各予備成形部は、両セパレータを仮に溶着させてもよい。なお、仮に溶着の後には短手溶着部により溶着されることから、仮に溶着させるときの温度は、長手溶着部や短手溶着部がセパレータに与える熱よりも低い温度の熱であることが好ましい。短手溶着位置(予備成形位置)を予備成形にて仮に溶着させることにより、長手溶着位置を溶着させるときやその後短手溶着位置を溶着させるときなどにおいて短手溶着位置の予備成形された形状を好適に維持させることができる。
-In the above-mentioned embodiment, each preforming
・上記実施形態では、正極板10は、長方形であり、長手方向に沿って長辺が配置される場合について例示した。しかしこれに限らず、正極板の短辺が長手方向に沿って配置されてもよい。また、正極板が正方形であってもよい。
-In above-mentioned embodiment, the
・上記実施形態では、ニッケル水素二次電池の電池用極板13を製造する場合について例示した。しかしこれに限らず、電池用極板は、リチウムイオン二次電池や、ニッケルカドミウム二次電池などのその他の二次電池(蓄電池)であってもよいし、マンガン電池などの一次電池であってもよい。
-In above-mentioned embodiment, it illustrated about the case where the
・上記実施形態では、セパレータ11,12に包まれた電池用極板13を製造する場合について例示したがこれに限らず、セパレータに包まれた負極板を製造してもよい。
・上記実施形態では、ニッケル水素二次電池は車両に搭載されるものである場合について例示した。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車の他、バッテリーを搭載するガソリン自動車やディーゼル自動車なども含まれる。また、ニッケル水素二次電池は、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよいし、モータ以外の電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボットなどの移動体や、情報処理装置などの電気製品の電源などが挙げられる。
In the above embodiment, the case of manufacturing the
-In above-mentioned embodiment, it illustrated about the case where a nickel hydride secondary battery is mounted in a vehicle. Such vehicles include electric vehicles and hybrid vehicles, as well as gasoline vehicles and diesel vehicles equipped with batteries. Further, the nickel hydride secondary battery may be used as a moving body other than an automobile, a fixed power source, or a power source other than a motor as long as it is required as a power source. For example, power sources other than automobiles include moving bodies such as railways, ships, airplanes, and robots, and power supplies for electrical products such as information processing apparatuses.
10…正極板、11…第1のセパレータ、12…第2のセパレータ、13…電池用極板、21…第1の供給リール、22…第2の供給リール、23…配置部、24…配置部、31…予備成形・第1の溶着部、32…第2の溶着部、33…切断部、40…長手溶着部、41,42…予備成形部、51…長手溶着位置、51h…長手溶着端、52,53…予備成形位置、54…短手溶着位置、54a…短手溶着位置、54h…短手溶着端、55…短手溶着位置、55h…短手溶着端、101…リード部、102…長辺、103…短辺。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第2の溶着位置において前記極板の両面に配置されたセパレータの少なくとも一方を他方のセパレータの方向に押圧する予備成形部と、
前記予備成形部が前記第2の溶着位置を押圧している状態で前記極板の両面に配置されたセパレータを前記第1の溶着位置において当接させて溶着する溶着部とを備える
ことを特徴とする電池用極板の製造装置。 A first welding position extending in a first direction at a position where the separators face each other, and a second welding position extending in a second direction intersecting the first direction. A battery electrode plate manufacturing apparatus for manufacturing electrode plates covered with separators disposed on both sides of the electrode plate by welding each of
A preforming portion that presses at least one of the separators arranged on both surfaces of the electrode plate in the second welding position in the direction of the other separator;
A welding part for contacting the separators disposed on both surfaces of the electrode plate at the first welding position while the preforming part is pressing the second welding position. An apparatus for manufacturing a battery electrode plate.
請求項1に記載の電池用極板の製造装置。 The battery electrode plate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein tension is applied to separators disposed on both surfaces of the electrode plate along a direction in which the first welding position extends.
請求項2に記載の電池用極板の製造装置。 The battery electrode plate manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the separator is wound from a supply reel, and a direction in which the tension is applied is a direction in which the separator is wound from the supply reel.
請求項2又は3に記載の電池用極板の製造装置。 The first welding position is provided with a predetermined welding width at a central portion in a width direction orthogonal to a direction in which a tension is applied to the separator, and the electrode plate has a rectangular shape, and the first welding position The manufacturing apparatus of the battery electrode plate according to claim 2, wherein a side opposite to the side protrudes from the separator.
請求項2〜4のいずれか一項に記載の電池用極板の製造装置。 5. The battery electrode according to claim 2, wherein the electrode plate has a thickness of a side adjacent to the first welding position smaller than a thickness of a side adjacent to the second welding position. Board manufacturing equipment.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池用極板の製造装置。 The apparatus for manufacturing an electrode plate for a battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the preforming portion contacts separators disposed on both surfaces of the electrode plate at the second welding position.
請求項6に記載の電池用極板の製造装置。 7. The battery according to claim 6, wherein the preforming portion applies heat at a temperature lower than heat applied to the separator at the first welding position by the welded portion to the separator at the second welding position. Production equipment for electrode plates.
それら第1の溶着部及び第2の溶着部で溶着された第1の溶着位置及び第2の溶着位置を各々の長さ方向中央部で切断する切断部とをさらに備える
請求項1〜7のいずれか一項に記載の電池用極板の製造装置。 A second welded portion that welds the second welded position after the first welded position is welded when the welded portion that welds the first welded position is the first welded part;
The cutting | disconnection part which cut | disconnects the 1st welding position and 2nd welding position which were welded by these 1st welding parts and the 2nd welding part in each longitudinal direction center part of Claim 1-7 The manufacturing apparatus of the electrode plate for batteries as described in any one.
予備成形部により、前記第2の溶着位置において前記極板の両面に配置されたセパレータの少なくとも一方を他方のセパレータの方向に押圧する工程と、
前記予備成形部が前記第2の溶着位置を押圧している状態で、溶着部により、前記極板の両面に配置されたセパレータを前記第1の溶着位置において当接させて溶着する工程とを備える
ことを特徴とする電池用極板の製造方法。 A first welding position extending in a first direction at a position where the separators face each other, and a second welding position extending in a second direction intersecting the first direction. Each of the electrode plates is a method of manufacturing a plate covered with separators disposed on both sides of the plate as a battery plate,
A step of pressing at least one of the separators arranged on both surfaces of the electrode plate in the second welding position in the direction of the other separator by the preforming portion;
In the state where the preforming part is pressing the second welding position, the step of welding the separators disposed on both surfaces of the electrode plate at the first welding position by the welding part. A method for producing an electrode plate for a battery, comprising:
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