JP2017220356A - Marking device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a marking device capable of always applying a mark with a stable shape.SOLUTION: A marking device comprises: a conveyance roller 20 which supports one lateral side of an electrode sheet 10 so as to convey the electrode sheet; and a laser light-emitting device 22 arranged opposite to the conveyance roller 20. The conveyance roller 20 is constituted of: a columnar main part 20a which supports a portion of the electrode sheet 10 coated with an active material; and a large-diameter part 20b having a diameter larger than that of the main part 20a and supporting a side edge portion 12a of the electrode sheet 10. The laser light-emitting device 22 is constituted such that a hole 12b is formed at the side edge portion 12a of the electrode sheet 10 supported by the large-diameter part 20b of the conveyance roller 20.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、車両用二次電池の製造時などに用いられるマーキング装置に関するものである。   The present invention relates to a marking device used when manufacturing a secondary battery for a vehicle.

近年、環境保護、省エネルギーの観点から、エンジンとモータを動力源として併用したハイブリッド自動車やモータを動力源とした電気自動車が開発、製品化されている。このハイブリッド自動車や電気自動車のエネルギー源として、電気を繰り返し充電放電可能な二次電池は必須の技術である。
一般的にこの二次電池としては、リチウム二次電池、ニッケル二次電池などの二次電池が用いられるが、なかでも、リチウム二次電池は、その動作電圧が高く、高い出力を得やすいので有力な電池であり、ハイブリッド自動車や電気自動車の電源としてますます重要性が増してきている電池である。 In recent years, hybrid vehicles using an engine and a motor as a power source and electric vehicles using a motor as a power source have been developed and commercialized from the viewpoint of environmental protection and energy saving. A secondary battery capable of repeatedly charging and discharging electricity is an indispensable technology as an energy source for hybrid vehicles and electric vehicles.
Generally, a secondary battery such as a lithium secondary battery or a nickel secondary battery is used as the secondary battery. Among them, a lithium secondary battery has a high operating voltage and can easily obtain a high output. It is a powerful battery, and it has become increasingly important as a power source for hybrid vehicles and electric vehicles.

ところで、特許文献１には、シート状物湾曲測定装置が開示されているが、この特許文献１にも開示されているように、一般的にシート状物の搬送には円筒状のローラが用いられていた。   By the way, Patent Document 1 discloses a sheet-like object bending measuring device. However, as disclosed in Patent Document 1, generally, a cylindrical roller is used to convey a sheet-like object. It was done.

特開２０１５−３４７５３号公報JP 2015-34753 A

しかし、図５に示すように、この特許文献１に記載されているような円筒状のローラ１用いてシート状物２を支持し、その支持されたシート状物２にレーザー装置４から発射されるレーザー光５を用いて印を記録する場合、特にリチウム二次電池のための活物質層３が形成されていない端縁部分２ａに印を記録する場合には、端縁部分２ａが活物質層３の厚みによってローラ１の表面から浮いるためにバタつき、バタつくとレーザー光５の焦点からずれるため、端縁部分２ａに記録される印の形状が大きく変化する恐れがあった。また、特にリチウム二次電池の場合、シート状物２には、薄いアルミなどの金属箔が用いられる場合が多いのでバタつき易く、そのために端縁部分２ａに記録される印の形状がより大きく変化、つまり印の形状がばらつく恐れがあった。
この端縁部分２ａに記録された印は、後の製造工程で利用されるので、シート状物２を用いた最終製品、例えば、リチウム二次電池の特性を低下させる恐れがあった。 However, as shown in FIG. 5, a sheet-like object 2 is supported using a cylindrical roller 1 as described in Patent Document 1, and the supported sheet-like object 2 is emitted from a laser device 4. When the mark is recorded using the laser beam 5, particularly when the mark is recorded on the edge portion 2 a where the active material layer 3 for the lithium secondary battery is not formed, the edge portion 2 a is the active material. Depending on the thickness of the layer 3, it floats from the surface of the roller 1, and when it flutters, it deviates from the focus of the laser beam 5, so that the shape of the mark recorded on the edge portion 2 a may change greatly. In particular, in the case of a lithium secondary battery, a thin metal foil such as aluminum is often used for the sheet-like material 2 so that it is easy to flutter. Therefore, the mark shape recorded on the edge portion 2a is larger. There was a risk of changes, that is, the shape of the marks varied.
Since the mark recorded on the edge portion 2a is used in a subsequent manufacturing process, there is a possibility that the characteristics of a final product using the sheet-like material 2, for example, a lithium secondary battery may be deteriorated.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、常に安定した形状のマークをマーキングすることが可能なマーキング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a marking device that can always mark a mark having a stable shape.

上記の問題点を解決するために、本発明のマーキング装置は、次の構成を有している。
（１）長手方向と直交する幅方向の両側縁部分を除いて活物質が塗工された長尺状の電極シートにマークをマーキングするためのマーキング装置であって、前記電極シートの一側面側を支持して前記電極シートを搬送するための搬送ローラと、前記搬送ローラと対向して配置されたマーキング手段と、を備え、前記搬送ローラは、前記電極シートの活物質が塗工された部分を支持する円筒状の主部と、前記主部よりも大径で、前記電極シートの側縁部分を支持する大径部とから構成され、前記マーキング手段は、前記搬送ローラの大径部によって支持された前記電極シートの側縁部分にマークをマーキングするように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the marking device of the present invention has the following configuration.
(1) A marking device for marking a mark on a long electrode sheet coated with an active material except for both side edges in the width direction perpendicular to the longitudinal direction, and one side of the electrode sheet A conveying roller for supporting the electrode sheet and conveying the electrode sheet, and marking means arranged to face the conveying roller, wherein the conveying roller is a portion where the active material of the electrode sheet is coated And a large-diameter portion having a larger diameter than the main portion and supporting a side edge portion of the electrode sheet, and the marking means is formed by the large-diameter portion of the transport roller. It is configured to mark a mark on the side edge portion of the supported electrode sheet.

上記構成を有する本発明のマーキング装置の作用・効果について説明する。
（１）マーキング手段は、搬送ローラの大径部によって支持された電極シートの側縁部分にマークをマーキングするため、マークの形状が安定し、結果的にこの電極シートを用いた最終製品の特性が向上するなど優れた作用効果を奏する。 The operation and effect of the marking device of the present invention having the above configuration will be described.
(1) Since the marking means marks the mark on the side edge portion of the electrode sheet supported by the large-diameter portion of the conveying roller, the mark shape is stable, and as a result, the characteristics of the final product using this electrode sheet Excellent effects such as improved.

本発明のマーキング装置を含むプレス・スリット・マーキング工程を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the press slit marking process including the marking apparatus of this invention. 本発明のマーキング装置を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the marking device of the present invention. 本発明のマーキング装置の要部を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the principal part of the marking apparatus of this invention. 搬送ローラの段差と孔の開口面積との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the level | step difference of a conveyance roller, and the opening area of a hole. 従来の記録装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows the conventional recording device schematically.

（実施形態１）
以下、本発明に係る本発明のマーキング装置を含むプレス・スリット・マーキング工程について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は、適宜簡略化或いは変形誇張されて描画されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも実施例と同一ではない。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the press / slit / marking process including the marking device of the present invention according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are drawn with simplified or modified exaggeration as appropriate, and the dimensional ratios and shapes of the respective parts are not necessarily the same as those in the embodiments.

図１は、本発明のマーキング装置を含むプレス・スリット・マーキング工程を概略的に示す図である。
すなわち、供給工程９では、前工程において製作された長尺シート状の電極シート１０は、ロール状に捲回保持されており、引き出されてプレス工程１１に供給される。前記電極シート１０は、図３に示すように、正極用の電極シートとしては、アルミニウム箔やステンレス箔などの金属箔集電体１２の両面に、リチウムコバルト複合酸化物やリチウムマンガン複合酸化物などを含む活物質１３が層状に塗工されたものである。また、負極用の電極シートとしては、銅箔やステンレス箔などの金属箔集電体１２の両面に、黒鉛やコークスなどを含む活物質１３が層状に塗工されたものである。
また、前記活物質１３は、金属箔集電体１２の、長手方向と直交する幅方向の両側縁部分１２ａ（図３においては一方の側縁部分のみを示す）を除く表面に塗工されている。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a press / slit / marking process including a marking device according to the present invention.
That is, in the supply process 9, the long sheet-like electrode sheet 10 manufactured in the previous process is wound and held in a roll shape, and is drawn out and supplied to the press process 11. As shown in FIG. 3, the electrode sheet 10 is a positive electrode sheet, such as a lithium cobalt composite oxide or a lithium manganese composite oxide on both surfaces of a metal foil current collector 12 such as an aluminum foil or a stainless steel foil. The active material 13 containing is coated in layers. Moreover, as an electrode sheet for negative electrodes, the active material 13 containing graphite, coke, etc. is coated on both surfaces of metal foil collectors 12, such as copper foil and stainless steel foil, in layers.
The active material 13 is applied to the surface of the metal foil current collector 12 excluding both side edge portions 12a in the width direction orthogonal to the longitudinal direction (only one side edge portion is shown in FIG. 3). Yes.

次に前記プレス工程１１では、前記電極シート１０がプレス機１１ａの一対のプレスローラ１１ｂ間に送られて前記プレスローラ１１ｂよって前記活物質１３が厚さ方向にプレスされ、それによって前記活物質１３の密度が向上させられた後、前記電極シート１０は、次のスリット工程１４に送られる。   Next, in the pressing step 11, the electrode sheet 10 is sent between a pair of press rollers 11b of a press machine 11a, and the active material 13 is pressed in the thickness direction by the press roller 11b, whereby the active material 13 is pressed. After the density is improved, the electrode sheet 10 is sent to the next slitting process 14.

次に前記スリット工程１４では、スリッター１４ａによって前記電極シート１０は、その長手方向と直交する幅方向の中央において切断され、２条の電極シート１０とされ、次の検査工程１５へと送られる。   Next, in the slitting process 14, the electrode sheet 10 is cut by the slitter 14 a at the center in the width direction orthogonal to the longitudinal direction to form two strips of the electrode sheet 10, and sent to the next inspection process 15.

次の前記検査工程１５では、検査装置１５ａによって前記金属箔集電体１２の表面に塗工された前記活物質１３の状態（ピンホールや塗工ムラなど）が検査され、２条の電極シート１０は、次のマーキング工程１６へと送られる。   In the next inspection step 15, the inspection device 15a inspects the state of the active material 13 applied to the surface of the metal foil current collector 12 (pinholes, uneven coating, etc.), and two electrode sheets 10 is sent to the next marking step 16.

次に前記マーキング工程１６では、２条の電極シート１０に対応した２台のマーキング装置１７によって前記金属箔集電体１２の両側縁部分１２ａにマーク１２ｂがそれぞれマーキングされる。
前記マーク１２ｂは、前記検査工程１５において、前記金属箔集電体１２の表面に塗工された前記活物質１３の状態に異常（ピンホールや塗工ムラなど）が前記検査装置１５ａによって発見された際に、その異常部分に対応する前記金属箔集電体１２の側縁部分１２ａにマーク１２ｂが記録される。つまり、図１において前記活物質１３の長手方向と直交する幅方向の中央から右側部分に異常が発見された場合には、対応する右側の側縁部分１２ａに、また、左側部分に異常が発見された場合には、左側の側縁部分１２ａにそれぞれマーク１２ｂが記録される。つまり、異常がある前記活物質１３部分とは、長手方向と直交する幅方向において対応する側縁部分１２ａにマーク１２ｂが記録される。 Next, in the marking step 16, marks 12 b are marked on both side edge portions 12 a of the metal foil current collector 12 by two marking devices 17 corresponding to the two electrode sheets 10.
In the inspection step 15, the mark 12 b is found to be abnormal (such as a pinhole or coating unevenness) by the inspection device 15 a in the state of the active material 13 coated on the surface of the metal foil current collector 12. Mark 12b is recorded on the side edge portion 12a of the metal foil current collector 12 corresponding to the abnormal portion. That is, when an abnormality is found in the right side portion from the center in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the active material 13 in FIG. 1, an abnormality is found in the corresponding right side edge portion 12a and in the left side portion. In such a case, marks 12b are recorded on the left side edge portion 12a. That is, the mark 12b is recorded on the side edge portion 12a corresponding to the abnormal active material 13 portion in the width direction orthogonal to the longitudinal direction.

すなわち、図２は、本発明のマーキング装置を概略的に示す図である。
図２において、前記スリッター１４ａによって切断された前記２条の電極シート１０の内、一方の電極シート１０は、第１ローラ１８、第２ローラ１９、搬送ローラ２０および第３ローラ２１によって図２において左側から右側へと搬送される。
前記搬送ローラ２０は、図３に示すように、円筒状の主部２０ａと、その主部２０ａより大径の大径部２０ｂとから構成されており、前記主部２０ａは、前記一方の電極シート１０の内、前記活物質１３が塗工されている部分を支持している。また、前記大径部２０ｂは、前記一方の電極シート１０の内、前記活物質１３が塗工されていない部分、すなわち、側縁部分１２ａを支持している。 That is, FIG. 2 is a diagram schematically showing the marking device of the present invention.
In FIG. 2, one of the two electrode sheets 10 cut by the slitter 14 a is fed by a first roller 18, a second roller 19, a conveying roller 20 and a third roller 21 in FIG. 2. It is conveyed from the left side to the right side.
As shown in FIG. 3, the conveying roller 20 is composed of a cylindrical main portion 20a and a large-diameter portion 20b having a diameter larger than that of the main portion 20a. The main portion 20a includes the one electrode. A portion of the sheet 10 on which the active material 13 is coated is supported. Moreover, the said large diameter part 20b is supporting the part to which the said active material 13 is not coated among the said one electrode sheets 10, ie, the side edge part 12a.

図２において、前記搬送ローラ２０の上側には、前記搬送ローラ２０と対向して本発明のマーキング手段としてのレーザー発光装置２２が配置されており、前記レーザー発光装置２２は、それから発光されたレーザー光２２ａが前記大径部２０ｂ上に支持された前記一方の電極シート１０の側縁部分１２ａ表面上に集光するように設定されている。したがって、本実施例では、レーザー光２２ａによって前記金属箔集電体１２の一部が溶融飛散されて、本発明のマークとしての穴１２ｂが側縁部分１２ａにあけられる。
なお、他方の電極シート１０に対応するもう１台のマーキング装置１７は、上述した一方の電極シート１０に対応するマーキング装置１７と同様の構成であるので、ここでは詳細な説明を省略する。 In FIG. 2, a laser light emitting device 22 as a marking means of the present invention is disposed on the upper side of the transport roller 20 so as to face the transport roller 20, and the laser light emitting device 22 emits laser light emitted therefrom. The light 22a is set so as to be condensed on the surface of the side edge portion 12a of the one electrode sheet 10 supported on the large diameter portion 20b. Therefore, in this embodiment, a part of the metal foil current collector 12 is melted and scattered by the laser beam 22a, and a hole 12b as a mark of the present invention is formed in the side edge portion 12a.
Since the other marking device 17 corresponding to the other electrode sheet 10 has the same configuration as the marking device 17 corresponding to the above-described one electrode sheet 10, detailed description thereof is omitted here.

次に、前記マーキング工程１６を経た２状の電極シート１０は、巻き取り工程２３において、それぞれ巻き取られ、前記２状の電極シート１０は、それぞれ次の工程へ送られる。
そして、最終的には、正極用の電極シート１０と負極用の電極シート１０とがセパレータ（図示せず）を介して捲回され、電解液が充填される電池ケース（図示せず）内に配設されてリチウム二次電池（図示せず）として組み立てられる。 Next, the two electrode sheets 10 that have undergone the marking process 16 are respectively wound in a winding process 23, and the two electrode sheets 10 are respectively sent to the next process.
Finally, the positive electrode sheet 10 and the negative electrode sheet 10 are wound through a separator (not shown) and filled in an electrolyte solution in a battery case (not shown). Arranged and assembled as a lithium secondary battery (not shown).

このように本実施例においては、レーザー発光装置２２によって電極シート１０の側縁部分１２ａにマーク１２ｂをマーキングする際に、側縁部分１２ａが前記搬送ローラ２０の前記大径部２０ｂ上に支持されているため、側縁部分１２ａの位置が安定し、それにより安定した（同じ）形状の穴１２ｂをあけることができる。
図４は、搬送ローラの段差と孔の開口面積との関係を示す図である。ここで、搬送ローラ２０の段差とは、搬送ローラ２０の主部２０ａの半径と、大径部２０ｂの半径との差である。
図４に示すように、段差がない従来の円筒状のローラ１（図５参照）を用いてシート電極１０を支持した状態でレーザー発光装置２２によってシート電極１０の側縁部分１２ａに穴１２ｂをあけた場合には、穴１２ｂの開口面積は、ｍ２からｍ４の間でばらついているのが判る。
それに対して、本実施例の搬送ローラ２０の主部２０ａの半径と、大径部２０ｂの半径との差（段差）がｎ２以上の値を採るときには、穴１２ｂの開口面積がｍ４前後でまとまっており、また、この穴１２ｂの開口面積ｍ４は、後の製造工程で使用されている光学検出の検出エラーを誘発する恐れがない開口面積ｍ２をも大きく上回るものである。したがって、後の製造工程において、穴１２ｂに基づいて活物質１３の異常状態部分を確実に検出できるものであり、その結果、活物質１３の異常状態部分を的確に排除することができ、最終製品であるところのリチウム二次電池の性能を向上させることができる。 Thus, in this embodiment, when marking the mark 12b on the side edge portion 12a of the electrode sheet 10 by the laser light emitting device 22, the side edge portion 12a is supported on the large diameter portion 20b of the transport roller 20. Therefore, the position of the side edge portion 12a is stabilized, and thereby the hole 12b having a stable (same) shape can be formed.
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the level difference of the transport roller and the opening area of the hole. Here, the level difference of the conveyance roller 20 is a difference between the radius of the main portion 20a of the conveyance roller 20 and the radius of the large diameter portion 20b.
As shown in FIG. 4, a hole 12b is formed in the side edge portion 12a of the sheet electrode 10 by the laser light emitting device 22 while the sheet electrode 10 is supported using a conventional cylindrical roller 1 (see FIG. 5) having no step. When opened, it can be seen that the opening area of the hole 12b varies between m2 and m4.
On the other hand, when the difference (step) between the radius of the main portion 20a and the radius of the large-diameter portion 20b of the conveyance roller 20 of this embodiment takes a value of n2 or more, the opening area of the holes 12b is gathered around m4. In addition, the opening area m4 of the hole 12b is much larger than the opening area m2 which does not cause a detection error of optical detection used in a later manufacturing process. Therefore, in the subsequent manufacturing process, the abnormal state portion of the active material 13 can be reliably detected based on the hole 12b. As a result, the abnormal state portion of the active material 13 can be accurately eliminated, and the final product Thus, the performance of the lithium secondary battery can be improved.

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。例えば、上述した実施例では、レーザー発光装置２２から発光されたレーザー光２２ａによって電極シート１０の側縁部分１２ａに穴１２ｂをあけるように構成したが、レーザー光２２ａによって電極シート１０の側縁部分１２ａを部分的に焦がして変色させ、それによって本発明のマークとするようにしてもよい。また、本発明のマーキング手段としては、上述した実施例のレーザー発光装置２２に換えてプリンターを設置し、電極シート１０の側縁部分１２ａに本発明のマークを印字するようにしてもよい。この場合においても電極シート１０の側縁部分１２ａが前記搬送ローラ２０の前記大径部２０ｂ上に支持されているため、安定してマークを印刷することができる。   It should be noted that the above description is merely an embodiment, and other examples are not illustrated. However, the present invention should be implemented in variously modified and improved modes based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Can do. For example, in the above-described embodiment, the hole 12b is formed in the side edge portion 12a of the electrode sheet 10 by the laser light 22a emitted from the laser light emitting device 22, but the side edge portion of the electrode sheet 10 by the laser light 22a. 12a may be partially burned and discolored, thereby forming the mark of the present invention. Moreover, as a marking means of this invention, it replaces with the laser light-emitting device 22 of the Example mentioned above, a printer may be installed, and the mark of this invention may be printed on the side edge part 12a of the electrode sheet 10. FIG. Also in this case, since the side edge portion 12a of the electrode sheet 10 is supported on the large diameter portion 20b of the transport roller 20, the mark can be printed stably.

１０・・・電極シート
１２・・・金属箔集電体
１２ａ・・側縁部分
１２ｂ・・マーク（穴）
２０・・・搬送ローラ
２０ａ・・主部
２０ｂ・・大径部
２２・・・レーザー発光装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electrode sheet 12 ... Metal foil collector 12a ... Side edge part 12b ... Mark (hole)
20 ... Conveying roller 20a ... Main part 20b ... Large diameter part 22 ... Laser light emitting device

Claims (1)

長手方向と直交する幅方向の両側縁部分を除いて活物質が塗工された長尺状の電極シートにマークをマーキングするためのマーキング装置であって、
前記電極シートの一側面側を支持して前記電極シートを搬送するための搬送ローラと、前記搬送ローラと対向して配置されたマーキング手段と、を備え、
前記搬送ローラは、前記電極シートの活物質が塗工された部分を支持する円筒状の主部と、前記主部よりも大径で、前記電極シートの側縁部分を支持する大径部とから構成され、
前記マーキング手段は、前記搬送ローラの大径部によって支持された前記電極シートの側縁部分にマークをマーキングするように構成されていることを特徴とするマーキング装置。 A marking device for marking a mark on a long electrode sheet coated with an active material excluding both side edges in the width direction perpendicular to the longitudinal direction,
A conveying roller for supporting the one side of the electrode sheet to convey the electrode sheet, and marking means arranged to face the conveying roller,
The transport roller includes a cylindrical main portion that supports a portion of the electrode sheet coated with an active material, a large diameter portion that is larger in diameter than the main portion and supports a side edge portion of the electrode sheet; Consisting of
The marking device, wherein the marking means is configured to mark a mark on a side edge portion of the electrode sheet supported by a large diameter portion of the transport roller.
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