JP2017152075A - Supply device for electrode plate of secondary battery, and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は二次電池の電極板の供給装置およびその制御方法に関し、特にリチウムイオン電池の製造工程においてセパレータと電極板とを交互に積層する工程における電極板の取出しに適用して有用なものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrode plate supply device for a secondary battery and a control method thereof, and is particularly useful when applied to taking out an electrode plate in a process of alternately laminating separators and electrode plates in a lithium ion battery manufacturing process. is there.
リチウムイオン二次電池の一種として、正電極板と負電極板とを絶縁体であるセパレータを挟んで相対向させて積層することにより単位発電要素を構成し、該発電要素の複数枚を一体化してスタック構造としたものがある。 As a type of lithium ion secondary battery, a unit power generation element is configured by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate facing each other across a separator that is an insulator, and a plurality of the power generation elements are integrated. Have a stack structure.
図4はスタック構造のリチウムイオン二次電池の正電極板を示す図で、(a)はその平面図、(b)はその側面図、図5は負電極板を示す図で、(a)はその平面図、(b)はその側面図である。図4に記載する通り、正電極板1(以下、単に電極板1という)は、正電極シート3(以下、単に電極シート3という)の両面上にそれぞれ正極活物質5(以下、単に活物質5という)を塗布して形成してあり、その端部(図4では左端部)には正極接続端子(図示せず)に接続するための接続部7が形成されている。接続部7は活物質5が塗布されていないタブとなっている。電極シート3は、電気伝導性を有し、表面上に活物質5を塗布することができれば、特に限定されないが、例えばアルミ箔で形成されている。
4A and 4B are diagrams showing a positive electrode plate of a lithium ion secondary battery having a stack structure, where FIG. 4A is a plan view thereof, FIG. 4B is a side view thereof, and FIG. 5 is a diagram showing a negative electrode plate. Is a plan view thereof, and (b) is a side view thereof. As shown in FIG. 4, positive electrode plate 1 (hereinafter simply referred to as electrode plate 1) has positive electrode active material 5 (hereinafter simply referred to as active material) on both surfaces of positive electrode sheet 3 (hereinafter simply referred to as electrode sheet 3). 5 is applied, and a
一方、図5に示すように、負電極板2(以下、単に電極板2という)は、負電極シート4(以下、単に電極シート4という)の両面上にそれぞれ負極活物質6(以下、単に活物質6という)を塗布して形成してあり、その端部(図5では右端部)には負極接続端子(図示せず)に接続するための接続部7が形成されている。接続部7は活物質6が塗布されていないタブとなっている。電極シート4は、電気伝導性を有し、表面上に活物質6を塗布することができれば、特に限定されないが、例えば銅箔で形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the negative electrode plate 2 (hereinafter simply referred to as electrode plate 2) has a negative electrode active material 6 (hereinafter simply referred to as “
かかる電極板1,2は、図6に示すように、蛇腹折りした絶縁体のセパレータ8を挟んで相対向するようにセパレータ8の各谷溝8Aに挿入される。
As shown in FIG. 6, the
セパレータ8に対する電極板1,2の挿入は、従来一枚一枚手作業で行われている。この場合、前工程において、電極板1,2を蛇腹折りしたセパレータ8の両側で、正極の電極板1および負極の電極板2毎に分けて準備しておく必要がある。
Conventionally, the
かかる前工程における準備を考える上で、可及的なタクトタイムの短縮化を図りつつ作業の自動化を図るためには、正極および負極ごとに積層した電極板1,2を二枚取りすることなく確実に一枚ずつ取出せる取出し作業の自動化を実現することが肝要である。
In order to automate the work while shortening the tact time as much as possible in consideration of the preparation in the preceding process, without taking two
正極および負極マガジンに個別に積層して収納した正極と負極のうち、最上面の正極および負極を電極用トランスファで吸着してセパレータ上に供給する電極板の供給手段を開示する公知文献として特許文献1が存在する。
Patent document as a publicly known document disclosing means for supplying an electrode plate by adsorbing a positive electrode and a negative electrode on the uppermost surface with an electrode transfer and supplying them on a separator among positive and negative electrodes individually stacked and accommodated in a positive electrode and
しかしながら、特許文献1では、正極および負極を電極用トランスファで吸着してセパレータ上に供給する点を単に開示するだけで、積極的かつ確実な電極板の二枚取り防止対策を講じたものではない。したがって、二枚が頻発し、その度に作業が中断されるか、または二枚取りを回避するために電極用トランスファの駆動のタクトタイムを長くする必要がある。いずれにしても、総合的なタクトタイムが長くなるという大きな問題がある。
However,
本発明は、上記従来技術に鑑み、タクトタイムを短縮しても確実に二枚取りを防止して高品質の電池の量産に資することができる二次電池の電極板の供給装置およびその制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above prior art, the present invention provides an apparatus for supplying an electrode plate for a secondary battery and a method for controlling the same, which can reliably prevent the removal of two sheets even when the tact time is shortened and contribute to the mass production of a high-quality battery. The purpose is to provide.
上記目的を達成する本発明の第1の態様は、
載置台上に積層された複数枚のシート状の電極板を、前記載置台とともに収納しているトレイと、
前記載置台を前記トレイ内で昇降する昇降手段と、
前記トレイに積層されている電極板のうち最上位の電極板が所定の高さ位置に存在することを検出する高さ位置検出センサと、
前記所定の高さ位置から所定の幅の範囲に亘って積層された電極板間にエアーを吹き込むよう、前記電極板の両側に配設された捌きノズルと、
最上位の電極板の表面を吸着して搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送する電極板の側方から当該電極板に向けてエアーを吐出する分離ノズルと、
前記昇降手段および前記搬送手段の動作制御と、前記捌きノズルおよび前記分離ノズルからのエアー吐出制御とをする制御手段とを有することを特徴とする二次電池の電極板の供給装置にある。
The first aspect of the present invention for achieving the above object is as follows:
A tray for storing a plurality of sheet-like electrode plates stacked on the mounting table together with the mounting table;
Elevating means for elevating and lowering the mounting table in the tray;
A height position detection sensor for detecting that the uppermost electrode plate among the electrode plates stacked on the tray is present at a predetermined height position;
A firing nozzle disposed on both sides of the electrode plate so as to blow air between the electrode plates stacked over a range of a predetermined width from the predetermined height position;
Conveying means for adsorbing and conveying the surface of the uppermost electrode plate;
A separation nozzle for discharging air from the side of the electrode plate conveyed by the conveying means toward the electrode plate;
An apparatus for supplying an electrode plate of a secondary battery, comprising: control means for controlling operation of the elevating means and the conveying means, and controlling air discharge from the firing nozzle and the separation nozzle.
本態様によれば、捌きノズルから吹出すエアーにより、積層されている電極板間に空気層を形成することができる。この結果前記エアーが供給される最上部の領域の電極板を空気層で浮かせて電極板同士の付着を防止し、各電極板を他の電極板から切離すことができる。さらに、搬送される電極板の側方に向けて分離ノズルからエアーを吐出しているので、複数枚が付着した状態で搬送されていても最上部以外の電極板は切離されて下方に落下させることができる。 According to this aspect, an air layer can be formed between the stacked electrode plates by the air blown from the firing nozzle. As a result, the electrode plate in the uppermost region to which the air is supplied can be floated by the air layer to prevent the electrode plates from sticking to each other, and each electrode plate can be separated from the other electrode plates. Furthermore, air is discharged from the separation nozzle toward the side of the electrode plate to be conveyed, so even if a plurality of sheets are adhered, the electrode plates other than the top are separated and fall downward. Can be made.
本発明の第2の態様は、
第1の態様に記載する二次電池の電極板の供給装置において、
前記捌きノズルは複数設けられ、当該捌きノズルのそれぞれは前記電極板を挟んで対向する位置に配設されることを特徴とする二次電池の電極板の供給装置にある。
The second aspect of the present invention is:
In the supply device for the electrode plate of the secondary battery described in the first aspect,
A plurality of the firing nozzles are provided, and each of the firing nozzles is disposed at a position facing each other across the electrode plate.
本態様によれば、電極板を挟んで対向する位置に配設した捌きノズルにより電極板の両側からエアーを吐出することで、電極板間に空気層を容易に形成することでき、電極板間の貼りつきを解消して電極板の搬送をより容易に行うことができる。 According to this aspect, the air layer can be easily formed between the electrode plates by discharging air from both sides of the electrode plates by the nozzles disposed at positions facing each other across the electrode plates. The electrode plate can be eliminated and the electrode plate can be transported more easily.
本発明の第3の態様は、
第1の態様あるいは第2の態様に記載する二次電池の電極板の供給装置において、
前記電極板における活物質の未塗工部分を避けてエアーが吐出されるよう前記捌きノズルが配置されていることを特徴とする二次電池の電極板の供給装置にある。
The third aspect of the present invention is:
In the supply device for the electrode plate of the secondary battery described in the first aspect or the second aspect,
In the electrode plate supply device for a secondary battery, the firing nozzle is arranged so that air is discharged while avoiding an uncoated portion of the active material in the electrode plate.
本態様によれば、電極板における活物質の未塗工部分がエアーにより曲がることを防ぐことができる。 According to this aspect, it is possible to prevent the uncoated portion of the active material in the electrode plate from being bent by air.
本発明の第4の態様は、
第1〜第3の態様に記載する二次電池の電極板の供給装置において、
前記捌きノズルは、前記トレイの中央側から一方の端部側に向かってエアーを斜めに噴射するように形成されていることを特徴とする二次電池の電極板の供給装置にある。
The fourth aspect of the present invention is:
In the secondary battery electrode plate supply apparatus described in the first to third aspects,
The firing nozzle is provided in an apparatus for supplying an electrode plate of a secondary battery, characterized in that air is obliquely ejected from a central side of the tray toward one end side.
本態様によれば、捌きノズルの一方からは、エアーがトレイの中央側から一方の端部側に向かって噴射されるので、吹込まれたエアーが形成する空気層で浮かされている電極板に、エアーにより前記中央側から端部側に向かう力が作用する。この結果、電極板が前記中央側から一方の端部側に向かって水平方向に移動し、移動方向に交差する前記トレイの一辺等、移動を規制する部材に電極板を当接させることができる。この当接により電極板の水平方向の位置決めを行うことができる。 According to this aspect, since air is jetted from one side of the firing nozzle toward the one end side from the center side of the tray, the electrode plate floated in the air layer formed by the blown air, A force from the central side toward the end side is applied by the air. As a result, the electrode plate moves in the horizontal direction from the central side toward the one end side, and the electrode plate can be brought into contact with a member that restricts movement, such as one side of the tray that intersects the moving direction. . By this contact, the electrode plate can be positioned in the horizontal direction.
本発明の第5の態様は、
第4の態様に記載する二次電池の電極板の供給装置において、
前記電極板は、前記トレイの前記一方の端部側とは反対側の端部側に、電極板における活物質の未塗工部分がくるように積層されていることを特徴とする二次電池の電極板の供給装置にある。
According to a fifth aspect of the present invention,
In the secondary battery electrode plate supply apparatus described in the fourth aspect,
The secondary battery is characterized in that the electrode plate is laminated so that an uncoated portion of the active material on the electrode plate is on an end side opposite to the one end side of the tray. The electrode plate supply device.
本態様によれば、活物質が塗布され、薄膜の電極シートのみからなる活物質の未塗工部分に比べて厚く、強度が大きい電極板の一辺を利用してその位置出しをすることができる。 According to this aspect, the active material is applied and can be positioned using one side of the electrode plate which is thicker than the uncoated portion of the active material consisting only of the thin electrode sheet and has a high strength. .
本発明の第6の態様は、
第1〜第5の態様に記載するいずれか一つの二次電池の電極板の供給装置において、
前記昇降手段は、独立して昇降するとともに、それぞれの先端が前記載置台の下面に当接する複数のロッド状部材を有し、
前記制御手段は、前記高さ位置検出センサで検出する前記電極板の高さが異なる場合に、前記電極板の高さが一致するように前記ロッド状部材を独立に昇降させて前記載置台の水平方向の傾きを調整するように前記昇降手段を制御することを特徴とする二次電池の電極板の供給装置にある。
The sixth aspect of the present invention is:
In the electrode plate supply device for any one of the secondary batteries described in the first to fifth aspects,
The lifting and lowering means has a plurality of rod-shaped members that are lifted and lowered independently, and each tip abuts against the lower surface of the mounting table.
When the height of the electrode plate detected by the height position detection sensor is different, the control means raises and lowers the rod-shaped member independently so that the heights of the electrode plates coincide with each other. The apparatus for supplying an electrode plate of a secondary battery is characterized in that the elevating means is controlled so as to adjust the inclination in the horizontal direction.
本態様によれば、電極板が反り等により、その両端部の位置が異なる場合でも、その高さ位置を一致させることができる。この結果、搬送手段による電極板の吸着をより確実に行うことができる。 According to this aspect, even when the positions of both ends of the electrode plate are different due to warpage or the like, the height positions can be matched. As a result, the adsorption of the electrode plate by the conveying means can be performed more reliably.
本発明の第7の態様は、
第1〜第6の態様に記載するいずれか一つの二次電池の電極板の供給装置において、
前記搬送手段により搬送された電極板の厚さを検出することで、複数枚の電極板が載置されている状態を検出する厚さセンサを配設したことを特徴とする二次電池の電極板の供給装置にある。
The seventh aspect of the present invention is
In the supply device for an electrode plate of any one of the secondary batteries described in the first to sixth aspects,
An electrode of a secondary battery comprising a thickness sensor for detecting a state in which a plurality of electrode plates are placed by detecting a thickness of the electrode plate conveyed by the conveying means In the board feeding device.
本態様によれば、載置台に載置された電極板の、いわゆる2枚取りを良好に検出することができる。 According to this aspect, it is possible to detect well so-called two-sheet removal of the electrode plate mounted on the mounting table.
本発明の第8の態様は、
上下方向に積層された複数枚のシート状の電極板を載置してトレイ内を昇降する載置台と、前記載置台を昇降する昇降手段と、前記載置台に積層されている電極板のうち最上位の電極板が所定の高さ位置に存在することを検出する高さ位置検出センサと、前記所定の高さ位置から所定の幅の範囲に亘って積層された電極板間にエアーを吹き込むよう、前記電極板の両側に配設された捌きノズルと、最上位の電極板の表面を吸着して搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送する電極板の側方から当該電極板に向けてエアーを吐出する分離ノズルとを有する二次電池の電極板の供給装置における制御方法であって、
前記高さ位置検出センサが最上位位置の電極板を検出するまで前記昇降手段を駆動して前記載置台を上昇させ、前記捌きノズルからエアーを吐出させて前記所定の幅の範囲に積層された電極板間にエアーを吹き込むこと、該エアーの吹き込みを行ってから前記搬送手段により最上位の電極板の表面を吸着して吊下げること、前記分離ノズルからエアーを吐出させ、その後吸着した電極板を所定位置まで搬送させること、を特徴とする二次電池の電極板の供給装置における制御方法にある。
The eighth aspect of the present invention is
Among the electrode plates stacked on the mounting table, a mounting table that mounts a plurality of sheet-like electrode plates stacked in the vertical direction and moves the tray up and down, a lifting unit that lifts and lowers the mounting table, Air is blown between the height position detection sensor for detecting that the uppermost electrode plate is present at a predetermined height position and the electrode plates stacked from the predetermined height position over a predetermined width range. The nozzles disposed on both sides of the electrode plate, the conveying means for adsorbing and conveying the surface of the uppermost electrode plate, and from the side of the electrode plate conveyed by the conveying means toward the electrode plate And a control method in a supply device for an electrode plate of a secondary battery having a separation nozzle for discharging air,
The raising / lowering means is driven until the height position detection sensor detects the uppermost electrode plate to raise the mounting table, and air is discharged from the firing nozzle and stacked in a range of the predetermined width. Air is blown between the electrode plates, the air is blown, the surface of the uppermost electrode plate is adsorbed and suspended by the conveying means, air is discharged from the separation nozzle, and then the adsorbed electrode plate In the control method in the supply device for the electrode plate of the secondary battery.
本態様によれば、制御対象となる電極板の供給装置を所定の手順通りにシーケンシャルに自動的に動作させることができる。 According to this aspect, the supply device of the electrode plate to be controlled can be automatically operated sequentially according to a predetermined procedure.
本発明によれば、捌きノズルから吹出すエアーにより、最上部の電極板を捌くばかりでなく、電極板の吸着状態で吸着されて吊下げられている電極板の側方からこの電極板に向けて分離ノズルからエアーを吐出しているので、複数枚が付着した状態で吊下げられていても最上部以外の電極板は分離ノズルが吐出するエアーで切離されて下方に落下させることができる。この結果、電極板の二枚取りの確率を可及的に低減し得る。 According to the present invention, not only the uppermost electrode plate is blown by the air blown from the firing nozzle, but also from the side of the electrode plate that is adsorbed and suspended in the adsorbed state of the electrode plate toward the electrode plate. Since the air is discharged from the separation nozzle, the electrode plates other than the uppermost part can be separated by the air discharged from the separation nozzle and dropped down even when the plurality of sheets are suspended. . As a result, the probability of taking two electrode plates can be reduced as much as possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、図4〜図6と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same parts as those in FIGS. 4 to 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は本発明の実施の形態に係る二次電池の電極板の供給装置を示す正面から見た概略構成図、図2は図1に示す電極板の供給装置を上面から見た概略構成図である。両図に示すように、本形態に係る電極板の供給装置は、トレイ11、昇降手段12、高さ位置検出センサ13,14、捌きノズル15,16、分離ノズル17、搬送手段18および仮置き台22を備えている。なお、電極板1と電極板2とはそれぞれ異なるトレイ11に収納されるものであるが、電極板1における電極板の供給装置の構成と電極板2における電極板の供給装置の構成とは同様であるため、以下の説明においては電極板1,2として電極板の供給装置を説明する。
FIG. 1 is a schematic configuration view of a secondary battery electrode plate supply device according to an embodiment of the present invention as viewed from the front, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the electrode plate supply device shown in FIG. It is. As shown in both figures, the electrode plate supply apparatus according to the present embodiment includes a
トレイ11は、昇降手段12の板状の載置台19上に積層された複数枚のシート状の電極板1,2を、載置台19とともに収納している枠体である。昇降手段12は、載置台19と、垂直に伸びる2本のロッド状部材20,21とを有している。ロッド状部材20,21は、駆動手段(図示せず)の個別的な駆動により独立して伸縮されるとともに、それぞれの先端面を載置台19の下面に当接させている。したがって、ロッド状部材20,21は、個別的な伸縮による上方への突上げ量を調整することにより載置台19を適宜傾斜させることができる。
The
高さ位置検出センサ13,14は、トレイ11に積層されている電極板1,2のうち最上位の電極板1,2が所定の高さ位置に存在することを検出する。本形態では、電極板1,2の一辺に沿う水平方向の左右両側で同一高さとなるように配設されている。さらに詳言すると高さ位置検出センサ13,14は発光部13A,14Aと受光部13B,14Bとを有しており、発光部13A,14Aから照射された光が、電極板1,2で遮光され受光部13B,14Bへの入射が阻止された時点で、電極板1,2のうち最上位の電極板1,2が所定の高さ位置に達したことを検出する。このため、図2に明示するように、高さ位置検出センサ13の発光部13Aは、トレイ11の図中左側で、検出したい最上位置の電極板1,2の高さ位置に合致させて配設してあり、その受光部13Bはトレイ11を挟んだ反対側で同一高さに配設してある。すなわち、発光部13Aと受光部13Bとが一体となってトレイ11内で両者の間に存在する電極板1,2の図中左端部の高さ位置を検出する。同様に、高さ位置検出センサ14の発光部14Aは、トレイ11の図中右側で検出したい最上位置の電極板1,2の高さ位置に合致させて配設してあり、その受光部14Bはトレイ11を挟んだ反対側で同一高さに配設してある。発光部14Aと受光部14Bとが一体となってトレイ11内で両者の間に存在する電極板1,2の図中右端部の高さ位置を検出する。
The height
本形態のように高さ位置検出センサ13,14をトレイ11に積層された電極板1,2の左右両側に2組配設する必要は、必ずしもない。ただ、電極板1,2の左右両側においてそれぞれの高さ位置を検出することにより、電極板1,2の変形等による左右両側における電極板1,2の高さ位置のずれを矯正し、電極板1,2の中央部の面を水平に保持することができる。このように、電極板1,2を水平に保持することで、後述する搬送手段18による電極板1,2の吸着、吊下げを良好に行うことができる。高さ位置検出センサ13,14の高さ位置検出結果に基づき、電極板1,2の左右における高さ位置のずれを矯正する際には、電極板1,2の高さ位置の検出結果に基づき、ロッド状部材20またはロッド状部材21をそれぞれ独立させて昇降させる。この結果、載置台19が水平面に対して適宜傾斜することで最上部の電極板1,2の姿勢が水平になるように矯正する。ちなみに、電極板1,2は製造工程における電極シート3,4の巻き癖等に起因して湾曲している場合があり、一箇所だけの高さ位置の検出では、例えば電極板1,2の一端が下がっている場合の影響を除去することができない場合が発生する。すなわち、次の搬送工程における電極板1,2の吊下げを的確に行うことができない場合が発生する。これに対して、図1に示すように複数箇所での高さ位置の検出をすることで電極シート3,4の巻き癖等に起因する湾曲が電極板1,2に生じていたとしても、電極板1,2の姿勢を水平になるよう矯正することができる。
It is not always necessary to arrange two sets of height
なお、同様の高さ位置の調整は、次のような構成によっても実現し得る。すなわち、載置台19に積層・載置されている最上部の電極板1,2の四角に電極板1,2の垂直上方から光を照射し、電極板1,2の四角でそれぞれ反射された反射光の戻り時間を計測することで四隅の各点までの距離を求め、各距離に基づき各点の高さ位置を検出する。この場合、検出された4点の高さを一致させるべく、各点の高さ位置を調整するため、ロッド状部材20,21と同様の2本のロッド状部材を追加し、4本として各点の高さ位置を調整する。この場合には、より正確に電極板1,2の面の歪の影響を除去し得る。
The same adjustment of the height position can be realized by the following configuration. In other words, light was applied to the squares of the
捌きノズル15,16は、所定の幅の範囲で上下方向に積層された電極板1,2にエアーを吹き込むよう、吹き込み方向(図2の上下方向)に交差する電極板1,2の一辺に沿う水平方向(図1の左右方向)の左右両側に分散させてそれぞれ配設されている。本形態においては、前記各箇所においてトレイ11を挟んだ反対側(図2の上下方向の反対側)にも同様の捌きノズル15,16がそれぞれ配設されている。具体的には、捌きノズル15,15が電極板1,2の、図1における左側の部分の所定範囲にエアーを吹き込むよう図2中の同一位置で、捌きノズル16,16が電極板1,2の、図1における右側の部分の所定範囲にエアーを吹き込むよう図2中の同一位置で、それぞれ2個、計4個が配設されている。かくして、捌きノズル15,16から吹出すエアーにより、上下方向に積層されている電極板1,2間に空気層25(図1中に・・・・・で示す)を形成することができる。この結果エアーが供給される最上部の領域の電極板1,2を空気層25で浮かせて電極板1,2同士の付着を防止し、各電極板1,2を他の電極板1,2から切離すことができる。
The firing nozzles 15 and 16 are formed on one side of the
さらに、本形態では捌きノズル16,16が、トレイ11の中央側から端部(図では左端部)側に向かってエアーを斜めに噴射するように形成されている。この場合には、捌きノズル16,16からは、エアーがトレイ11の中央側から端部側(図1の右側)に向かって斜めに噴射されるので、上下の電極板1,2間に吹込まれたエアーが形成する空気層25で浮かされている電極板1,2に、斜めに吹き込まれるエアーにより中央側から端部側に向かう力が作用する。この結果、電極板1,2が中央側から端部側に向かって図中右方向に水平に移動して、この電極板1,2の移動を規制する部材であるトレイ11の一辺に電極板1,2の図中右端を当接させることができる。この当接により電極板1,2の水平方向の位置決めが行われる。ここで、電極板1,2は、トレイ11の一辺に当接する側と反対側に、電極板1,2における電極シート3,4の活物質の未塗工部分である接続部(タブ)7がくるように積層するのが望ましい。これは、活物質5,6が塗布され、薄膜の電極シート3,4のみからなる接続部(タブ)7に比べて、活物質5,6の厚さの分だけ厚く、強度が大きい電極板1,2の一辺を利用して、電極板1,2が曲がることなく、その位置出しを良好に行うことができるからである。
Furthermore, in this embodiment, the firing
分離ノズル17は、トレイ11を挟んで一方側(図2の下側)と反対側(図2の上側)において、捌きノズル15,16の間に配設されており、後述する搬送手段18による搬送のために、吸着されて吊下げられている電極板1,2の側方から電極板1,2に向けてエアーを吐出する。例えば、吸着されて吊り下げられている電極板1,2の下面にエアーが回り込むように、電極板1,2の一辺に向けてエアーを吐出する、あるいは、電極板1,2の一辺側の上方から、斜め下方に向けてエアーが吐出されるものでもよい。このように、電極板1,2の側方に向けて分離ノズル17からエアーを吐出することで、万一、複数枚が付着した状態で、すなわち二枚取り状態で電極板1,2が吊下げられていても、吸着されるべき最上部以外の電極板1,2は切離されて下方に落下する。
The
搬送手段18は、吸着部18A,18B、アーム18C、連結部材18Dおよび回転軸18Eを備えており、トレイ11内で積層されている最上位の電極板1,2の表面を吸着してトレイ11に隣接して配設された平板である仮置き台22に電極板1,2を搬送・載置する。さらに詳言すると、連結部材18Dはその一端部が垂直軸である回転軸18Eに支持されており、回転軸18Eの回転に伴い水平面内を回動可能に形成されている。ここで、回転軸18Eはその軸方向に伸縮可能に形成されている。この結果、図1に示す状態では、先端部(図中左端部)がトレイ11の上方に位置している連結部材18Dは、回転軸18Eの回転に伴い180°回動して先端部(図中右端部)が仮置き台22の上方に位置するとともに、回転軸18Eの伸縮に伴いその高さ位置を調整可能に形成されている。アーム18Cはその中心部が連結部材18Dの先端部に吊下げられており、さらにアーム18Cの両端部には吸着部18A,18Bが吊下げられている。かくして、空気層25に浮遊している最上部の電極板1,2の上方から吸着部18A,18Bを下降させて電極板1,2の表面の二箇所を吸着して吊下げることができる。前述の如く、かかる吊下げ状態で分離ノズル17により2枚取り防止のためのエアーを吹きつけ、その後連結部材18Dを回転軸18Eを回動中心として回動し、吸着部18A,18Bで吸着している電極板1,2を仮置き台22の上方に搬送し、その後回転軸18Eを下降させるとともに、吸着を解除することにより電極板1,2を仮置き台22上に載置する。ここで、吸着部18A,18Bは下方に開いた開口部(図示せず)に負圧を作用させることで吸着力を発生させるとともに、負圧を解除することで吸着を解除する。
The
なお、搬送手段18の吸着部の数は2個に限定する必要はない。4個や6個の場合も当然考えられる。吸着部の数が多くなり、吸着箇所が増えた場合には、吊り下げた電極板1,2のだれを防止できる。この結果、電極板1,2のトレイ11を円滑に行うことが出来、その分、タクトタイムを短縮することができる。
Note that the number of suction portions of the
仮置き台22には、載置された電極板1,2の厚さを検出する厚さセンサ23がその中央部に配設されるとともに、電極板1,2を下方から吸着して固定する吸着部24が配設されている。そこで、仮置き台22に載置された電極板1,2は吸着部24で固定された状態で厚さセンサ23によりの厚さが検出される。この結果、検出される厚さが所定の閾値を超えていることが検出された場合、二枚取りと判断する。かくして、分離ノズル17による二枚取り防止機能により確率的にはきわめて小さくなった二枚取りを、仮置き台22において確実に検出することができる。ここで、厚さセンサ23は超音波センサで良好に構成することができる。
A
かかる本形態において上述した各動作は、制御系によりシーケンシャルに制御することにより実現される。図3は、図1に示す装置の制御系を示すブロック図である。同図に示すように、当該制御系は、センサとして高さ位置検出センサ13,14および厚さセンサ23を有しており、昇降手段12、捌きノズル15,16、分離ノズル17、搬送手段18および吸着部24を制御対象とするものである。かくして、センサの検出情報に基づき各制御対象を駆動制御する演算処理部26は、高さ位置検出センサ13,14で、最上位位置の電極板1,2を検出するまで昇降手段12を駆動して電極板1,2を上昇させる。次に、演算処理部26は、高さ位置検出センサ13,14で電極板1,2が最上位位置に達したことが検出されたことに基づいて、捌きノズル15,16からエアーを吐出させることで、所定の幅の範囲に積層された電極板1,2にエアーを吹き込み、上下方向で隣接して積層されている電極板1,2の間に空気層25が形成される。かくして、空気層25により電極板1,2を浮かせた状態で、演算処理部26は、搬送手段18を駆動させて最上位の電極板1,2の表面を吸着し、吊下げる。かかる状態で、演算処理部26は、分離ノズル17から、吊下げた電極板1,2の側面に向けてエアーを吐出させる。このことにより、複数枚の電極板1,2が吸着されている場合でも、最上位置の電極板1,2を残し、他を切り離して落下させる。その後、演算処理部26は、搬送手段18のアーム18Cを仮置き台22の上方に位置するよう駆動し、吸着した電極板1,2を仮置き台22に搬送して載置させる。ここで、演算処理部26は、吸着部24で仮置き台22に載置された電極板1,2を吸着するとともに、厚さセンサ23にて載置された電極板1,2の厚さを計測し、所定厚さを超える場合には二枚取りと判定して、この状態を告知する。
In the present embodiment, each operation described above is realized by sequential control by the control system. FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the apparatus shown in FIG. As shown in the figure, the control system includes height
上記本形態によれば、捌きノズル15,16から吹出すエアーにより、最上部の電極板1,2を捌くばかりでなく、電極板1,2の吸着状態で吸着されて吊下げられている電極板1,2の側面に向けて分離ノズル17からエアーを吐出しているので、複数枚が付着した状態で吊下げられていても最上部以外の電極板1,2は分離ノズル17が吐出するエアーで切離されて下方に落下させることができる。この結果、電極板の二枚取りの確率を可及的に低減し得る。さらに、仮置き台22においても二枚取りを検出して二枚取りの確率をさらに低下させてタクトタイムの短縮に寄与させることができる。
According to the present embodiment, not only the
なお、本発明の電極板の供給装置の構成は、上記した本形態の構成に限るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。例えば、捌きノズル15,16は電極板1,2を挟んで全部で4つ設けるものとしたが、これに限るものではなく、捌きノズル16で充分に空気層25の形成、電極板1,2の移動と位置決めをできるのであれば捌きノズル15を設けなくともよい。また、仮置き台22の吸着部24も3つあるいは4つなど本形態での説明で示した数とは異なる数で構成するようにしてもよい。
The configuration of the electrode plate supply device of the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment described above, and can be changed without departing from the spirit of the present invention. For example, the four
また、本発明の電極板の供給装置は、正電極板と負電極板とをセパレータで挟んで相対向させて積層した発電要素における電極板の供給を行うものとして説明をしたが、これに限られるものはなく、空気層を形成することで捌けるような軽く薄い電極板が複数枚重ね合わせられた状態から所望のものを取り出す装置に対してであれば適用可能である。 In addition, the electrode plate supply device of the present invention has been described as supplying an electrode plate in a power generation element in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are sandwiched between and opposed to each other. However, the present invention can be applied to an apparatus that takes out a desired one from a state in which a plurality of light and thin electrode plates that can be made by forming an air layer are stacked.
本発明は二次電池、特にスタック構造を有するリチウムイオン電池の製造を行う産業分野において有効に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used in the industrial field for manufacturing secondary batteries, particularly lithium ion batteries having a stack structure.
1,2 電極板
3,4 電極シート
5,6 活物質
7 接続部(タブ)
11 トレイ
12 昇降手段
13,14 高さ位置検出センサ
15,16 捌きノズル
17 分離ノズル
18 搬送手段
19 載置台
20,21 ロッド状部材
22 仮置き台
23 厚さセンサ
24 吸着部
25 空気層
26 演算処理部
1, 2
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記載置台を前記トレイ内で昇降する昇降手段と、
前記トレイに積層されている電極板のうち最上位の電極板が所定の高さ位置に存在することを検出する高さ位置検出センサと、
前記所定の高さ位置から所定の幅の範囲に亘って積層された電極板間にエアーを吹き込むよう、前記電極板の両側に配設された捌きノズルと、
最上位の電極板の表面を吸着して搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送する電極板の側方から当該電極板に向けてエアーを吐出する分離ノズルと、
前記昇降手段および前記搬送手段の動作制御と、前記捌きノズルおよび前記分離ノズルからのエアー吐出制御とをする制御手段とを有することを特徴とする二次電池の電極板の供給装置。 A tray for storing a plurality of sheet-like electrode plates stacked on the mounting table together with the mounting table;
Elevating means for elevating and lowering the mounting table in the tray;
A height position detection sensor for detecting that the uppermost electrode plate among the electrode plates stacked on the tray is present at a predetermined height position;
A firing nozzle disposed on both sides of the electrode plate so as to blow air between the electrode plates stacked over a range of a predetermined width from the predetermined height position;
Conveying means for adsorbing and conveying the surface of the uppermost electrode plate;
A separation nozzle for discharging air from the side of the electrode plate conveyed by the conveying means toward the electrode plate;
An apparatus for supplying an electrode plate of a secondary battery, comprising: control means for controlling operation of the elevating means and the conveying means, and controlling air discharge from the firing nozzle and the separation nozzle.
前記捌きノズルは複数設けられ、当該捌きノズルのそれぞれは前記電極板を挟んで対向する位置に配設されることを特徴とする二次電池の電極板の供給装置。 In the supply device of the electrode plate of the rechargeable battery according to claim 1,
A device for supplying an electrode plate of a secondary battery, wherein a plurality of the firing nozzles are provided, and each of the firing nozzles is disposed at a position facing each other across the electrode plate.
前記電極板における活物質の未塗工部分を避けてエアーが吐出されるよう前記捌きノズルが配置されていることを特徴とする二次電池の電極板の供給装置。 In the supply apparatus of the electrode plate of the secondary battery as described in Claim 1 or Claim 2,
The apparatus for supplying an electrode plate of a secondary battery, wherein the firing nozzle is arranged so that air is discharged while avoiding an uncoated portion of the active material in the electrode plate.
前記捌きノズルは、前記トレイの中央側から一方の端部側に向かってエアーを斜めに噴射するように形成されていることを特徴とする二次電池の電極板の供給装置。 In the supply apparatus of the electrode plate of any one secondary battery as described in any one of Claims 1-3,
The apparatus for supplying an electrode plate of a secondary battery, wherein the firing nozzle is formed so as to inject air obliquely from the center side of the tray toward one end side.
前記電極板は、前記トレイの前記一方の端部側とは反対側の端部側に、電極板における活物質の未塗工部分がくるように積層されていることを特徴とする二次電池の電極板の供給装置。 In the supply apparatus of the electrode plate of the secondary battery described in claim 4,
The secondary battery is characterized in that the electrode plate is laminated so that an uncoated portion of the active material on the electrode plate is on an end side opposite to the one end side of the tray. Electrode plate supply device.
前記昇降手段は、独立して昇降するとともに、それぞれの先端が前記載置台の下面に当接する複数のロッド状部材を有し、
前記制御手段は、前記高さ位置検出センサで検出する前記電極板の高さが異なる場合に、前記電極板の高さが一致するように前記ロッド状部材を独立に昇降させて前記載置台の水平方向の傾きを調整するように前記昇降手段を制御することを特徴とする二次電池の電極板の供給装置。 In the supply apparatus of the electrode plate of any one secondary battery as described in any one of Claims 1-5,
The lifting and lowering means has a plurality of rod-shaped members that are lifted and lowered independently, and each tip abuts against the lower surface of the mounting table.
When the height of the electrode plate detected by the height position detection sensor is different, the control means raises and lowers the rod-shaped member independently so that the heights of the electrode plates coincide with each other. An apparatus for supplying an electrode plate of a secondary battery, wherein the elevating means is controlled so as to adjust a horizontal inclination.
前記搬送手段により搬送された電極板の厚さを検出することで、複数枚の電極板が載置されている状態を検出する厚さセンサを配設したことを特徴とする二次電池の電極板の供給装置。 In the supply apparatus of the electrode plate of any one secondary battery as described in any one of Claims 1-6,
An electrode of a secondary battery comprising a thickness sensor for detecting a state in which a plurality of electrode plates are placed by detecting a thickness of the electrode plate conveyed by the conveying means Board feeding device.
前記高さ位置検出センサが最上位位置の電極板を検出するまで前記昇降手段を駆動して前記載置台を上昇させ、前記捌きノズルからエアーを吐出させて前記所定の幅の範囲に積層された電極板間にエアーを吹き込むこと、該エアーの吹き込みを行ってから前記搬送手段により最上位の電極板の表面を吸着して吊下げること、前記分離ノズルからエアーを吐出させ、その後吸着した電極板を所定位置まで搬送させること、を特徴とする二次電池の電極板の供給装置における制御方法。
Among the electrode plates stacked on the mounting table, a mounting table that mounts a plurality of sheet-like electrode plates stacked in the vertical direction and moves the tray up and down, a lifting unit that lifts and lowers the mounting table, Air is blown between the height position detection sensor for detecting that the uppermost electrode plate is present at a predetermined height position and the electrode plates stacked from the predetermined height position over a predetermined width range. The nozzles disposed on both sides of the electrode plate, the conveying means for adsorbing and conveying the surface of the uppermost electrode plate, and from the side of the electrode plate conveyed by the conveying means toward the electrode plate And a control method in a supply device for an electrode plate of a secondary battery having a separation nozzle for discharging air,
The raising / lowering means is driven until the height position detection sensor detects the uppermost electrode plate to raise the mounting table, and air is discharged from the firing nozzle and stacked in a range of the predetermined width. Air is blown between the electrode plates, the air is blown, the surface of the uppermost electrode plate is adsorbed and suspended by the conveying means, air is discharged from the separation nozzle, and then the adsorbed electrode plate Is conveyed to a predetermined position. A control method in an electrode plate supply device for a secondary battery.
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