JP2018185903A - Electrode lamination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極積層装置に関する。 The present invention relates to an electrode stacking apparatus.
リチウムイオン二次電池などの蓄電装置の製造工程は、概略として、正極の製造工程、負極の製造工程、及び製造された正極及び負極を用いて電池を組立てる組立工程、に区分され得る。蓄電装置の電極組立体の構造が積層型である場合、組立工程は、電極積層装置を用いて複数の正極及び複数の負極を積層する積層工程を含む。従来の電極積層装置として、例えば、特許文献1に記載の二次電池用電極積層体作成装置が知られている。この二次電池用電極積層体作成装置は、複数の正極板シートを1枚ずつ連続して搬送する正極板シート搬送ベルトと、複数の負極板を1枚ずつ連続して搬送する負極板搬送ベルトと、正極板シート搬送ベルト及び負極板搬送ベルトのそれぞれを介して供給された正極板シート及び負極板を1枚ずつ交互に積層する集積部を有する集積装置と、を備えている。 A manufacturing process of a power storage device such as a lithium ion secondary battery can be roughly divided into a manufacturing process of a positive electrode, a manufacturing process of a negative electrode, and an assembling process of assembling a battery using the manufactured positive electrode and negative electrode. When the structure of the electrode assembly of the power storage device is a stacked type, the assembly process includes a stacking process in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are stacked using the electrode stacking apparatus. As a conventional electrode stacking apparatus, for example, an electrode stack forming apparatus for a secondary battery described in Patent Document 1 is known. This secondary battery electrode laminate manufacturing apparatus includes a positive electrode sheet conveying belt that continuously conveys a plurality of positive electrode sheets one by one, and a negative electrode sheet conveying belt that conveys a plurality of negative electrodes one by one. And a stacking device having a stacking unit that alternately stacks the positive plate sheets and the negative plates supplied via the positive plate transport belt and the negative plate transport belt one by one.
特許文献1に記載の二次電池用電極積層体作成装置では、例えば、積層工程よりも上流の工程である検査工程において、正極及び負極が不良であると判断されて取り除かれた場合など、正極及び負極の搬送タイミングにばらつきが生じることがある。正極及び負極のようなワークの搬送タイミングのばらつきを補正する装置として、例えば、特許文献2に記載の搬送装置が知られている。この搬送装置は、前工程と後工程との間に設けられたバッファ機構により前工程と後工程とにおける能力バランスを吸収しながら、ワークを後工程に連続的に供給可能としている。このバッファ機構は、間欠的に駆動される環状のチェーンと、チェーンに設けられた複数のトレーと、トレーへのワーク投入又はトレーからのワーク排出動作と同期してバッファ機構本体を昇降可能な手段と、を備えている。 In the secondary battery electrode laminate manufacturing apparatus described in Patent Document 1, for example, in the inspection process that is a process upstream of the lamination process, the positive electrode and the negative electrode are judged to be defective and removed. In addition, variations may occur in the conveyance timing of the negative electrode. As a device that corrects variations in workpiece conveyance timing such as a positive electrode and a negative electrode, for example, a conveyance device described in Patent Document 2 is known. This conveying device can continuously supply workpieces to the subsequent process while absorbing the capacity balance between the previous process and the subsequent process by a buffer mechanism provided between the previous process and the subsequent process. This buffer mechanism includes an annular chain that is intermittently driven, a plurality of trays provided on the chain, and means that can raise and lower the buffer mechanism body in synchronization with the operation of loading a work into or out of the work from the tray. And.
ところで、蓄電装置の製造ラインの生産性を向上させる方法の一つは、製造ラインの高速化である。特許文献1に記載の二次電池用電極積層体作成装置を用いた積層工程では、集積部(積層部)への電極の供給速度(積層速度)を上げることが考えられる。しかしながら、正極板シート搬送ベルト及び負極板搬送ベルトの搬送速度を上げることで集積部への電極の供給速度を上げた場合、電極の集積部への衝突速度が上がる。電極が集積部に衝突するときの速度が上がると、電極の表面に形成された活物質層から、活物質粒子又は粒子塊が剥離する粉落ちが増加するなど、電極がダメージを受ける。このように、電極を高速で搬送すると、設備への接触時に、例えば粉落ちが増加し、電極組立体の品質悪化の一因となる。また、特許文献2に記載の搬送装置にワークとして電極が供給される場合も、電極がトレーに投入される際にバッファ機構に衝突することにより、電極がダメージを受けるおそれがある。 Incidentally, one of the methods for improving the productivity of the power storage device manufacturing line is to increase the speed of the manufacturing line. In the stacking process using the secondary battery electrode stack forming apparatus described in Patent Document 1, it is conceivable to increase the supply rate (stacking speed) of the electrodes to the stacking section (stacking section). However, when the electrode supply speed to the stacking unit is increased by increasing the transport speed of the positive electrode sheet transport belt and the negative electrode transport belt, the collision speed of the electrodes to the stacking unit increases. When the speed at which the electrode collides with the accumulating portion is increased, the electrode is damaged, for example, the amount of powder falling off the active material particles or the particle lump from the active material layer formed on the surface of the electrode increases. As described above, when the electrode is conveyed at a high speed, for example, powder falling increases at the time of contact with the equipment, which contributes to deterioration of the quality of the electrode assembly. In addition, even when an electrode is supplied as a workpiece to the transport device described in Patent Document 2, the electrode may be damaged by colliding with the buffer mechanism when the electrode is put into the tray.
このような問題に対し、例えば、特許文献2におけるバッファ機構のトレーの長さを長くすることで、電極を減速させることが考えられる。しかし、トレーの長さを長くすることにより、バッファ機構からの電極の排出時間が増加し、高速化の妨げとなり得る。このような電極の積層工程に用いられる装置において、電極の積層効率の向上が望まれている。 For such a problem, for example, it is conceivable to decelerate the electrode by increasing the length of the tray of the buffer mechanism in Patent Document 2. However, by increasing the length of the tray, the discharge time of the electrode from the buffer mechanism increases, which may hinder speeding up. In an apparatus used for such an electrode stacking process, it is desired to improve the electrode stacking efficiency.
本発明は、電極が受けるダメージを低減しつつ、積層効率を向上させることが可能な電極積層装置を提供する。 The present invention provides an electrode stacking apparatus capable of improving the stacking efficiency while reducing the damage received by the electrodes.
本発明の一側面に係る電極積層装置は、シート状の電極が積層される複数段の積層部材を有する積層部と、電極を搬送する搬送部と、搬送部から電極を積層部に排出する排出部と、搬送部によって搬送されている電極を移動させる移動部と、を備える。搬送部は、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面を含む循環部材と、循環経路に沿って外周面に設けられ、外周面が上昇する第1区間において電極を受け取ると共に、電極を支持する複数の支持部と、を有する。排出部は、外周面が下降する第2区間において、複数の支持部のそれぞれに支持された電極を、複数段の積層部材に向けて押し出すことにより、複数の支持部のそれぞれから電極を排出し、移動部は、第2区間において、排出部よりも上流側に設けられ、電極が支持部の所定位置に配置されるように、電極を外周面から離れる向きに移動させ、支持部は、外周面に交差して延びる支持面を含み、供給される電極を支持面において受け取る。支持面の延在方向における支持面の長さは、延在方向における電極の長さよりも長い。 An electrode stacking apparatus according to an aspect of the present invention includes a stacking unit having a plurality of stacked members on which sheet-like electrodes are stacked, a transporting unit that transports the electrode, and a discharge that discharges the electrode from the transporting unit to the stacking unit And a moving unit that moves the electrode being conveyed by the conveying unit. The transport unit is provided on the outer peripheral surface along the circulation path and includes a circulation member including an outer peripheral surface that circulates so as to form a circulation path that descends after being lifted, and receives the electrodes in the first section in which the outer peripheral surface rises. And a plurality of support portions for supporting the electrodes. The discharge unit discharges the electrode from each of the plurality of support units by extruding the electrode supported by each of the plurality of support units toward the plurality of stacked members in the second section where the outer peripheral surface descends. The moving part is provided upstream of the discharge part in the second section, and moves the electrode away from the outer peripheral surface so that the electrode is arranged at a predetermined position of the supporting part. A support surface that extends across the plane and receives a supplied electrode at the support surface. The length of the support surface in the extending direction of the support surface is longer than the length of the electrode in the extending direction.
この電極積層装置において、支持部は、循環部材の外周面に交差して延びる支持面において、供給された電極を受け取る。支持面の延在方向における支持面の長さは、同じ方向における電極の長さよりも長い。これにより、上流工程から電極が供給されたとき、電極は支持面を滑走して減速することが可能となる。したがって、電極が支持部の基端部まで到達する前に停止したり、供給された速度よりも速度が落ちた状態で電極が支持部の基端部に到達したりするので、電極と搬送部との衝突によって電極が受けるダメージを低減することができる。 In this electrode stacking apparatus, the support portion receives the supplied electrode on a support surface that extends across the outer peripheral surface of the circulation member. The length of the support surface in the extending direction of the support surface is longer than the length of the electrode in the same direction. Thereby, when an electrode is supplied from an upstream process, the electrode can slide on the support surface and decelerate. Therefore, the electrode stops before reaching the base end of the support part, or the electrode reaches the base end part of the support part in a state where the speed is lower than the supplied speed. Damage to the electrode due to collision with the can be reduced.
一方、支持面の長さを電極の長さよりも長くすると、排出部が支持部から電極を排出するまでに押し出す距離が長くなり得る。この電極積層装置においては、第2区間において、排出部よりも上流側に設けられた移動部が電極を外周面から離れる向きに移動させるので、支持面の長さを電極の長さよりも長くした場合であっても、排出部は支持面の長さよりも短い距離だけ電極を押し出すことで支持部から電極を排出できる。したがって、電極の排出時間の増加が抑制される。以上により、電極が受けるダメージを低減しつつ、積層効率の低下を抑制することが可能となる。 On the other hand, if the length of the support surface is made longer than the length of the electrode, the distance that the discharge part pushes out the electrode from the support part can be increased. In this electrode stacking apparatus, in the second section, the moving part provided on the upstream side of the discharge part moves the electrode in a direction away from the outer peripheral surface, so the length of the support surface is made longer than the length of the electrode. Even in this case, the discharge portion can discharge the electrode from the support portion by pushing the electrode by a distance shorter than the length of the support surface. Therefore, an increase in the discharge time of the electrode is suppressed. As described above, it is possible to suppress a decrease in stacking efficiency while reducing damage to the electrodes.
移動部は、電極を外周面から離れる向きに押し出す押出部材を含んでいてもよい。この場合、押出部材による簡易な動作によって電極を移動させることができる。 The moving part may include an extrusion member that pushes the electrode away from the outer peripheral surface. In this case, the electrode can be moved by a simple operation by the pushing member.
移動部は、外周面から積層部に向けて斜め下側に延びる傾斜面を含んでいてもよい。この場合、支持部が下降するにつれて、当該支持部の支持面の延在方向における傾斜面の位置が外周面から離れていく。この傾斜面が支持部に支持された電極に接触することで電極が傾斜面に案内され、電極を外周面から離れる向きに移動させることができる。このように、簡易な構成によって電極を移動させることができる。 The moving part may include an inclined surface extending obliquely downward from the outer peripheral surface toward the laminated part. In this case, as the support portion descends, the position of the inclined surface in the extending direction of the support surface of the support portion moves away from the outer peripheral surface. When the inclined surface comes into contact with the electrode supported by the support portion, the electrode is guided by the inclined surface, and the electrode can be moved away from the outer peripheral surface. Thus, the electrode can be moved with a simple configuration.
所定位置は、前記支持部の基端部側における前記電極の端縁と前記支持部の先端との距離が前記延在方向における前記支持面の長さよりも短くなる位置であってもよい。ここで、支持部の基端部側における電極の端縁と支持部の先端との距離は、排出部が支持部から電極を排出するまでに電極を押し出す距離である。排出部が電極を押し出す距離が支持面の長さよりも短くなる位置に電極が配置されているので、電極の排出時間をより短くすることができる。 The predetermined position may be a position where the distance between the edge of the electrode on the base end side of the support portion and the tip of the support portion is shorter than the length of the support surface in the extending direction. Here, the distance between the edge of the electrode on the base end side of the support portion and the tip of the support portion is a distance to push the electrode before the discharge portion discharges the electrode from the support portion. Since the electrode is disposed at a position where the distance at which the discharge unit pushes out the electrode is shorter than the length of the support surface, the discharge time of the electrode can be further shortened.
本発明によれば、電極が受けるダメージを低減しつつ、積層効率の低下を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of lamination | stacking efficiency can be suppressed, reducing the damage which an electrode receives.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、一実施形態に係る電極積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部を示す断面図である。図2は、図1のII-II線に沿った断面図である。図3は、図2に示されたセパレータ付き正極及び負極の平面図であり、図3の(a)はセパレータ付き正極の平面図、図3の(b)は負極の平面図である。図1及び図2に示される蓄電装置1は、例えばリチウムイオン二次電池といった非水電解質二次電池として構成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the inside of a power storage device manufactured by applying an electrode stacking apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 3 is a plan view of the positive electrode with a separator and the negative electrode shown in FIG. 2. FIG. 3 (a) is a plan view of the positive electrode with a separator, and FIG. 3 (b) is a plan view of the negative electrode. The power storage device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is configured as a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
蓄電装置1は、例えば略直方体形状のケース2と、ケース2内に収容された電極組立体3とを備えている。ケース2は、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。ケース2の内部には、図示はしないが、例えば非水系(有機溶媒系)の電解液が注液されている。ケース2上には、正極端子4及び負極端子5が互いに離間して配置されている。正極端子4は、絶縁リング6を介してケース2に固定され、負極端子5は、絶縁リング7を介してケース2に固定されている。また、電極組立体3とケース2の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムFが配置されており、当該絶縁フィルムFによってケース2と電極組立体3との間が絶縁されている。電極組立体3の下端は、絶縁フィルムFを介してケース2の内側の底面に接触している。電極組立体3とケース2との間にスペーサSを配置することにより、電極組立体3とケース2との間の隙間が埋められている。スペーサSは、一枚または複数枚のシートを備えており、当該シートの枚数は電極組立体3の厚さのバラツキに対応して調整される。
The power storage device 1 includes, for example, a substantially rectangular parallelepiped case 2 and an
電極組立体3は、シート状の複数の正極8とシート状の複数の負極9とが袋状のセパレータ10を介して交互に積層された構造を有している。正極8は、袋状のセパレータ10に包まれている。袋状のセパレータ10に包まれた状態の正極8は、セパレータ付き正極11として構成されている。したがって、電極組立体3は、電極としての複数のセパレータ付き正極11と電極としての複数の負極9とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体3の両端部に位置する電極は、負極9である。
The
正極8は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔14と、金属箔14の両面に形成された正極活物質層15とを有している。金属箔14は、平面視矩形状の箔本体部14aと、箔本体部14aと一体化されたタブ14bとを有している。タブ14bは、箔本体部14aの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。そして、タブ14bは、セパレータ10の長手方向の側縁近傍において、セパレータ10を突き抜けている。タブ14bは、導電部材12を介して正極端子4に接続されている。なお、図2では、便宜上タブ14bを省略している。
The
正極活物質層15は、箔本体部14aの表裏両面に形成されている。正極活物質層15は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つとリチウムとが含まれる。
The positive electrode
図3の(a)に示されるように、セパレータ付き正極11は、上縁11aと、底縁11bと、側縁11cと、側縁11dと、面11eと、面11fと、を含む。上縁11aは、セパレータ付き正極11におけるタブ14b側の縁であり、タブ14bが突き抜けるセパレータ10の縁である。底縁11bは、セパレータ付き正極11におけるタブ14bとは反対側の縁である。側縁11c及び側縁11dは、上縁11aと底縁11bとを互いに接続する縁であり、上縁11a及び底縁11bと交差する。面11e及び面11fは、上縁11a、底縁11b、側縁11c、及び側縁11dによって区画される面であり、互いに反対側に位置する。
As shown in FIG. 3A, the
負極9は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔16と、金属箔16の両面に形成された負極活物質層17とを有している。金属箔16は、平面視矩形状の箔本体部16aと、箔本体部16aと一体化されたタブ16bとを有している。タブ16bは、箔本体部16aの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ16bは、導電部材13を介して負極端子5に接続されている。なお、図2では、便宜上タブ16bを省略している。
The
負極活物質層17は、箔本体部16aの表裏両面に形成されている。負極活物質層17は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。
The negative electrode
図3の(b)に示されるように、負極9は、上縁9aと、底縁9bと、側縁9cと、側縁9dと、面9eと、面9fと、を含む。上縁9aは、負極9(箔本体部16a)におけるタブ16b側の縁である。底縁9bは、負極9におけるタブ16bとは反対側の縁である。側縁9c及び側縁9dは、上縁9aと底縁9bとを互いに接続する縁であり、上縁9a及び底縁9bと交差する。面9e及び面9fは、上縁9a、底縁9b、側縁9c、及び側縁9dによって区画される面であり、互いに反対側に位置する。本実施形態において、負極9の上縁9aから底縁9bの長さ(高さHn)は、セパレータ付き正極11の上縁11aから底縁11bの長さ(高さHp)よりも小さい。負極9の側縁9cから側縁9dの長さ(幅Wn)は、セパレータ付き正極11の側縁11cから側縁11dの長さ(幅Wp)と略同じである。
As shown in FIG. 3B, the
セパレータ10は、平面視矩形状を呈している。セパレータ10の形成材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、或いはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布または不織布等が例示される。
The
以上のように構成された蓄電装置1を製造する場合は、まずセパレータ付き正極11及び負極9を製作した後、セパレータ付き正極11と負極9とを交互に積層し、セパレータ付き正極11及び負極9を固定することで電極組立体3を得る。そして、セパレータ付き正極11のタブ14bを導電部材12を介して正極端子4に接続すると共に、負極9のタブ16bを導電部材13を介して負極端子5に接続した後、電極組立体3をケース2内に収容する。以下、セパレータ付き正極11と負極9とを交互に積層するための電極積層装置について説明する。
When the power storage device 1 configured as described above is manufactured, first, the
[第1実施形態]
図4は、第1実施形態に係る電極積層装置を示す側面図(一部断面を含む)である。図5は、循環経路を説明するための図である。図6は、図4に示された支持部の構成を示す図である。図7は、図4に示された移動ユニット及び排出ユニットの構成を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 4 is a side view (including a partial cross section) showing the electrode stacking apparatus according to the first embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the circulation path. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the support portion illustrated in FIG. 4. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the moving unit and the discharging unit shown in FIG.
図4及び図5に示される電極積層装置20は、正極搬送ユニット21(搬送部)と、負極搬送ユニット22(搬送部)と、正極供給用コンベア23と、負極供給用コンベア24と、積層ユニット25(積層部)と、正極排出ユニット26(排出部)と、負極排出ユニット27(排出部)と、正極移動ユニット28(移動部)と、負極移動ユニット29(移動部)と、コントローラ30(制御部)とを備えている。電極積層装置20では、正極供給用コンベア23によって供給されたセパレータ付き正極11が、正極搬送ユニット21によって受け取られて搬送される。同様に、負極供給用コンベア24によって供給された負極9が、負極搬送ユニット22によって受け取られて搬送される。搬送されたセパレータ付き正極11及び負極9は、正極排出ユニット26及び負極排出ユニット27により押し出され、積層ユニット25上に交互に積層される。所定枚数のセパレータ付き正極11及び所定枚数の負極9が積層された後、積層体取出し用コンベアによって取り出される。
4 and 5 includes a positive electrode transport unit 21 (transport unit), a negative electrode transport unit 22 (transport unit), a positive
正極供給用コンベア23は、セパレータ付き正極11を正極搬送ユニット21に向けて水平方向に搬送し、後述する正極搬送ユニット21の支持部32にセパレータ付き正極11を供給する。正極供給用コンベア23は、正極供給用コンベア23の循環方向に沿って等間隔に設けられた複数の爪部34を有している。爪部34は、セパレータ付き正極11の搬送方向後側の端部に当接する。従って、セパレータ付き正極11は、正極搬送ユニット21に対して一定の間隔で供給される。セパレータ付き正極11は、側縁11d(端縁)側から正極搬送ユニット21に供給される。
The positive
負極供給用コンベア24は、負極9を負極搬送ユニット22に向けて水平方向に搬送し、後述する負極搬送ユニット22の支持部42に負極9を供給する。負極供給用コンベア24は、負極供給用コンベア24の循環方向に沿って等間隔に設けられた複数の爪部44を有している。爪部44は、負極9の搬送方向後側の端部に当接する。従って、負極9は、負極搬送ユニット22に対して一定の間隔で供給される。負極9は、側縁9d(端縁)側から負極搬送ユニット22に供給される。
The negative
正極搬送ユニット21は、セパレータ付き正極11を搬送するユニットである。正極搬送ユニット21は、複数のセパレータ付き正極11を貯めながら順次搬送する。正極搬送ユニット21は、搬送中に複数のセパレータ付き正極11を順次反転する。正極搬送ユニット21は、上下方向に延びるループ状の循環部材31と、循環部材31の外周面31bに設けられ、セパレータ付き正極11を支持する複数の支持部32と、循環部材31を駆動する駆動部33とを有している。
The positive
循環部材31は、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材31は、上下方向に離間して配置された2つのローラ31aに架け渡され、各ローラ31aの回転に伴って連れ回る。つまり、循環部材31の外周面31bは、上昇した後に下降する循環経路Lpを形成するように循環する。このように循環部材31が回転(周回)することで、各支持部32が循環移動する。また、循環部材31は、2つのローラ31aと共に上下方向に移動可能である。なお、循環部材31とローラ31aとの位相のずれを防止するために、循環部材31を歯付きのベルトとし、ローラ31aをスプロケットとしてもよい。
The
ここで、図5の(a)に示されるように、循環経路Lpは、第1区間Rp1と、第2区間Rp2と、第3区間Rp3と、第4区間Rp4と、を含む。第1区間Rp1は、循環経路Lpのうち、正極供給用コンベア23側(図5の紙面左側)に位置し、上下方向に延びる部分である。第2区間Rp2は、循環経路Lpのうち、積層ユニット25側(図5の紙面右側)に位置し、上下方向に延びる部分である。第3区間Rp3は、第1区間Rp1の上端と第2区間Rp2の上端との間を接続し、上側のローラ31aの外周面に沿った部分である。第4区間Rp4は、第1区間Rp1の下端と第2区間Rp2の下端との間を接続し、下側のローラ31aの外周面に沿った部分である。
Here, as shown in FIG. 5A, the circulation path Lp includes a first section Rp1, a second section Rp2, a third section Rp3, and a fourth section Rp4. The first section Rp1 is a portion of the circulation path Lp that is located on the positive
複数の支持部32は、外周面31bの循環経路Lpに沿って外周面31bに設けられている。ここでは、複数の支持部32は、一定の間隔L1(隣り合う2つの支持部32の間隔)で配列されている。支持部32は、外周面31bの循環経路Lpのうち第1区間Rp1において、正極供給用コンベア23によって供給されるセパレータ付き正極11を受け取ると共に、セパレータ付き正極11を支持する。
The plurality of
駆動部33は、循環部材31を回転させると共に、循環部材31を上下方向に移動させる。このとき、駆動部33は、循環部材31を電極積層装置20の前側(図4の紙面表側)から見て時計回り(図示矢印A方向)に回転させる。したがって、循環経路Lpのうち第1区間Rp1における支持部32は循環部材31に対して上昇し、循環経路Lpのうち第2区間Rp2における支持部32は循環部材31に対して下降する。
The
図6の(a)は、セパレータ付き正極11が支持された状態の支持部32の側面図であり、図6の(b)は、図6の(a)のb−b線に沿った断面図である。図6に示されるように、支持部32は、底壁32aと、一対の側壁32bとを有する断面U字状の部材である。底壁32aは、循環部材31の外周面31bに取り付けられる矩形板状部材である。一対の側壁32bは、循環部材31の循環方向における底壁32aの両縁部に立設された矩形板状部材である。底壁32a及び側壁32bは、例えばステンレス鋼等の金属により一体的に形成されている。
6A is a side view of the
一対の側壁32bは、循環部材31の循環方向において互いに対向しており、セパレータ付き正極11を収容可能な程度に離間している。一対の側壁32bは、外周面31bに交差(例えば、直交)して延びると共に互いに対向する一対の支持面32cを含む。セパレータ付き正極11は、一対の側壁32bの間において下側の支持面32cに配置される。すなわち、支持部32は、セパレータ付き正極11を支持面32cにおいて受け取る。セパレータ付き正極11は、上縁11a及び底縁11bが支持面32cの延在方向(外周面31bに交差する方向)に沿うように支持面32cに配置される。支持面32cの延在方向における支持面32cの長さD1は、支持面32cの延在方向におけるセパレータ付き正極11の長さD2(ここでは、幅Wp)よりも長い。長さD1は、例えば、長さD2の1.1〜2倍程度である。支持面32cの延在方向に交差する方向における支持面32cの長さは、支持面32cの延在方向に交差する方向におけるセパレータ付き正極11の長さ(高さHp)よりも短い。
The pair of
底壁32aの内面には、スポンジ等の緩衝材32dが設けられている。すなわち、支持部32の基端部32eには、緩衝材32dが配置されている。ここで、正極供給用コンベア23から支持部32に供給されたセパレータ付き正極11は、支持面32cを滑走して減速し、緩衝材32dまで到達する前に停止する。その後、セパレータ付き正極11は、当該セパレータ付き正極11を支持している支持部32が第3区間Rp3を移動する際(セパレータ付き正極11を反転する際)に自重によって支持部32内を降下して、緩衝材32dに到達する。又は、正極供給用コンベア23から供給されたセパレータ付き正極11は、支持面32cを滑走して減速した状態で、緩衝材32dまで到達する。セパレータ付き正極11が緩衝材32dに到達するとき、言い換えると、緩衝材32dに衝突するとき、緩衝材32dによって衝突の衝撃が緩和される。すなわち、緩衝材32dは、支持部32にセパレータ付き正極11が衝突する際におけるセパレータ付き正極11への衝撃を緩和する衝撃緩和部として機能する。セパレータ付き正極11は、側縁11dの一部(中間部分)を緩衝材32dに当接させると共に、側縁11dの残部(上縁11a側の部分及び底縁11b側の部分)を側壁32bの両端32fからはみ出させた状態で、一対の側壁32bの間に配置される。
A
負極搬送ユニット22は、負極9を搬送するユニットである。負極搬送ユニット22は、複数の負極9を貯めながら順次搬送する。負極搬送ユニット22は、搬送中に負極9を順次反転する。負極搬送ユニット22は、上下方向に延びるループ状の循環部材41と、循環部材41の外周面41bに設けられ、負極9を支持する複数の支持部42と、循環部材41を駆動する駆動部43とを有している。
The negative
循環部材41は、上記の循環部材31と同様に、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材41は、上下方向に離間して配置された2つのローラ41aに架け渡され、各ローラ41aの回転に伴って連れ回る。つまり、循環部材41の外周面41bは、上昇した後に下降する循環経路Lnを形成するように循環する。このように循環部材41が回転(周回)することで、各支持部42が循環移動する。また、循環部材41は、2つのローラ41aと共に上下方向に移動可能である。
The
ここで、図5の(b)に示されるように、循環経路Lnは、第1区間Rn1と、第2区間Rn2と、第3区間Rn3と、第4区間Rn4と、を含む。第1区間Rn1は、循環経路Lnのうち、負極供給用コンベア24側(図5の紙面右側)に位置し、上下方向に延びる部分である。第2区間Rn2は、循環経路Lnのうち、積層ユニット25側(図5の紙面左側)に位置し、上下方向に延びる部分である。第3区間Rn3は、第1区間Rn1の上端と第2区間Rn2の上端との間を接続し、上側のローラ41aの外周面に沿った部分である。第4区間Rn4は、第1区間Rn1の下端と第2区間Rn2の下端との間を接続し、下側のローラ41aの外周面に沿った部分である。
Here, as shown in FIG. 5B, the circulation path Ln includes a first section Rn1, a second section Rn2, a third section Rn3, and a fourth section Rn4. The first section Rn1 is a portion of the circulation path Ln that is located on the negative
複数の支持部42は、外周面41bの循環経路Lnに沿って外周面41bに設けられている。ここでは、複数の支持部42は、一定の間隔L2(隣り合う2つの支持部42の間隔)で配列されている。ここでは、間隔L2は、間隔L1と同じである。支持部42は、外周面41bの循環経路Lnのうち第1区間Rn1において、負極供給用コンベア24によって供給される負極9を受け取ると共に、負極9を支持する。
The plurality of
駆動部43は、循環部材41を回転させると共に、循環部材41を上下方向に移動させる。このとき、駆動部43は、循環部材41を電極積層装置20の前側(図4の紙面表側)から見て反時計回り(図示矢印B方向)に回転させる。したがって、循環経路Lnのうち第1区間Rn1における支持部42は循環部材41に対して上昇し、循環経路Lnのうち第2区間Rn2における支持部42は循環部材41に対して下降する。なお、支持部42の構成は、支持部32と同様である。
The
正極移動ユニット28は、循環経路Lpのうち第2区間Rp2において、正極搬送ユニット21によって搬送されているセパレータ付き正極11を位置P1(所定位置)に移動させる。ここで、位置P1は、セパレータ付き正極11の側縁11dと支持部32の先端32gとの距離D3が、支持面32cの長さD1よりも短くなる位置である(図7の(b)参照)。一例として、位置P1は、セパレータ付き正極11の側縁11cが支持部32の先端32gから突出する位置である。正極移動ユニット28は、第2区間Rp2において、正極排出ユニット26よりも上流側に設けられている。正極移動ユニット28は、複数の支持部32のそれぞれに支持されたセパレータ付き正極11を外周面31bから離れる向きに押し出すことにより、複数のセパレータ付き正極11を位置P1に移動させる。本実施形態では、正極移動ユニット28は、4つのセパレータ付き正極11を同時に押し出す。これにより、正極移動ユニット28は、4つのセパレータ付き正極11を同時に移動させる。正極移動ユニット28は、4つのセパレータ付き正極11を一緒に押す一対の押出部材28aと、押出部材28aを外周面31bから離れる向きに移動させる駆動部28bとを有している。駆動部28bは、例えばモータ及びリンク機構から構成されている。
The positive
図7の(a)は、正極移動ユニット28の平面図である。図7の(a)に示されるように、第2区間Rp2のうち、正極移動ユニット28の上流において、支持部32に支持されたセパレータ付き正極11は、側縁11dの一部を基端部32eに当接させている。この状態から、正極移動ユニット28は、セパレータ付き正極11が支持部32の位置P1に配置されるように、支持部32の先端32g側にセパレータ付き正極11を移動させる。これにより、正極移動ユニット28は、セパレータ付き正極11を支持部32の位置P1に配置する。一対の押出部材28aは、セパレータ付き正極11の側縁11dにおける支持部32からはみ出した部分(上縁11a側の部分及び底縁11b側の部分)を、支持部32の支持面32cの延在方向に沿って、外周面31bから離れる向きに向かって押し出す。
FIG. 7A is a plan view of the positive
負極移動ユニット29は、循環経路Lnのうち第2区間Rn2において、負極搬送ユニット22によって搬送されている負極9を位置P2に移動させる。ここで、位置P2は、負極9の側縁9dと支持部42の先端42gとの距離D3が、支持面42cの長さD1よりも短くなる位置である。一例として、位置P2は、負極9の側縁9cが支持部42の先端から突出する位置である。負極移動ユニット29は、第2区間Rn2において、負極排出ユニット27よりも上流側に設けられている。負極移動ユニット29は、複数の支持部42のそれぞれに支持された負極9を外周面41bから離れる向きに押し出すことにより、複数の負極9を位置P2に移動させる。本実施形態では、負極移動ユニット29は、4つの負極9を同時に押し出す。これにより、負極移動ユニット29は、4つの負極9を同時に移動させる。負極移動ユニット29は、4つの負極9を一緒に押す一対の押出部材29aと、押出部材29aを外周面41bから離れる向きに移動させる駆動部29bとを有している。駆動部29bは、例えばモータ及びリンク機構から構成されている。駆動部29bの構成は、正極移動ユニット28の駆動部28bと同様である。なお、駆動部28b,29bとしては、シリンダ等が用いられてもよい。負極移動ユニット29が負極9を支持部32の位置P2まで押し出す構成は、正極移動ユニット28と同様である。
The negative
正極排出ユニット26は、循環経路Lpのうち第2区間Rp2において、正極搬送ユニット21からセパレータ付き正極11を積層ユニット25に排出する。このとき、セパレータ付き正極11が排出される速度は、セパレータ付き正極11が正極供給用コンベア23より正極搬送ユニット21に供給されるときの速度より遅い。正極排出ユニット26は、複数の支持部32のそれぞれに支持されたセパレータ付き正極11を後述する複数段の積層部材51に向かって押し出すことにより、複数の支持部32のそれぞれからセパレータ付き正極11を排出する。本実施形態では、正極排出ユニット26は、4つのセパレータ付き正極11を同時に押し出す。このように、供給に対し、多数のセパレータ付き正極11を同時排出することで、前述の速度変更が可能となる。これにより、正極排出ユニット26は、4つのセパレータ付き正極11を4段の積層部材51に同時に積層する。正極排出ユニット26は、4つのセパレータ付き正極11を一緒に押す一対の押出部材26aと、押出部材26aを4段の積層部材51側に移動させる駆動部26bとを有している。駆動部26bは、例えばモータ及びリンク機構から構成されている。
The positive
図7の(b)は、正極排出ユニット26の平面図である。図7の(b)に示されるように、第2区間Rp2のうち、正極排出ユニット26の上流において、セパレータ付き正極11は、正極移動ユニット28によって、支持部32における位置P1に配置されている。このとき、距離D3は、セパレータ付き正極11の長さD2(すなわち、幅Wp)よりも短い。一対の押出部材26aは、セパレータ付き正極11の側縁11dにおける支持部32からはみ出した部分(上縁11a側の部分及び底縁11b側の部分)を、支持部32の支持面32c(図6参照)の延在方向に沿って、少なくとも支持部32の先端32gまで押し出す。したがって、正極排出ユニット26は、支持部32からセパレータ付き正極11を排出するまでに、セパレータ付き正極11を距離D3だけ押し出す。
FIG. 7B is a plan view of the positive
負極排出ユニット27は、循環経路Lnのうち第2区間Rn2において、負極搬送ユニット22から負極9を積層ユニット25に排出する。このとき、負極9が排出される速度は、負極9が負極供給用コンベア24より負極搬送ユニット22に供給されるときの速度より遅い。負極排出ユニット27は、複数の支持部42のそれぞれに支持された負極9を複数段の積層部材51に向かって押し出すことにより、複数の支持部42のそれぞれから負極9を排出する。本実施形態では、負極排出ユニット27は、4つの負極9を同時に押し出す。このように、供給に対し、多数の負極9を同時排出することで、前述の速度変更が可能となる。これにより、負極排出ユニット27は、4つの負極9を4段の積層部材51に同時に積層する。負極排出ユニット27は、4つの負極9を一緒に押す一対の押出部材27aと、押出部材27aを4段の積層部材51側に移動させる駆動部27bとを有している。駆動部27bは、例えばモータ及びリンク機構から構成されている。駆動部27bの構成は、正極排出ユニット26の駆動部26bと同様である。なお、駆動部26b,27bとしては、シリンダ等が用いられてもよい。支持部42に支持された負極9を負極排出ユニット27が押し出す構成は、正極排出ユニット26と同様である。
The negative
積層ユニット25は、正極搬送ユニット21と負極搬送ユニット22との間に配置されている。積層ユニット25は、電極としてのセパレータ付き正極11及び負極9が交互に積層される複数段の積層部材51と、これらの積層部材51を上下方向に移動させる駆動部52とを有している。本実施形態では、矩形状の板部材により構成された4段の積層部材51が配置されている。
The stacked
積層ユニット25と正極搬送ユニット21との間には、上下方向に延びる壁部53が配置されている。壁部53には、正極排出ユニット26により押し出されたセパレータ付き正極11が通過する複数(ここでは4つ)のスリット53aが設けられている。各スリット53aは、上下方向に等間隔(間隔L1)で配置されている。なお、本実施形態では一例として、スリット53aの上側部分は、正極搬送ユニット21側から積層部材51側に向かって下方に傾斜する傾斜面となっている。また、スリット53aの下側部分は、正極搬送ユニット21側から積層部材51側に向かって上方に傾斜する傾斜面となっている。これにより、セパレータ付き正極11を積層部材51へと適切に案内すると共に、スリット53aにおける入口側(正極搬送ユニット21側)の開口部分を大きくすることができる。その結果、正極排出ユニット26により押し出されるセパレータ付き正極11の高さ位置に多少のずれが生じても、スリット53aにセパレータ付き正極11を通過させることが可能となる。
A
積層ユニット25と負極搬送ユニット22との間には、上下方向に延びる壁部54が配置されている。壁部54には、負極排出ユニット27により押し出された負極9が通過する複数(ここでは4つ)のスリット54aが設けられている。各スリット54aは、上下方向に等間隔(間隔L2)で配置されている。なお、本実施形態では一例として、スリット54aの上側部分は、負極搬送ユニット22側から積層部材51側に向かって下方に傾斜する傾斜面となっている。また、スリット54aの下側部分は、負極搬送ユニット22側から積層部材51側に向かって上方に傾斜する傾斜面となっている。これにより、負極9を積層部材51へと適切に案内すると共に、スリット54aにおける入口側(負極搬送ユニット22側)の開口部分を大きくすることができる。その結果、負極排出ユニット27により押し出される負極9の高さ位置に多少のずれが生じても、スリット54aに負極9を通過させることが可能となる。
A
コントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)及び入出力インターフェース等から構成されている。コントローラ30は、上述した駆動部33,43を制御する搬送制御部と、駆動部52を制御する積層制御部と、駆動部26b,27bを制御する排出制御部と、駆動部28b,29bを制御する移動制御部とを有している。コントローラ30は、電極積層装置20の動作を統括制御する。
The
電極積層装置20の動作について説明する。まず、正極搬送ユニット21の運転状態について説明する。なお、負極搬送ユニット22も同様である。正極搬送ユニット21は、セパレータ付き正極11が供給される間隔に同期して周期的な駆動、例えば間欠駆動を行う。正極搬送ユニット21の平常時の運転は、準備運転、積層運転、及び復帰運転の3つの運転を含む。以下では、一例として、正極搬送ユニット21は間欠駆動し、正極供給用コンベア23から供給されるセパレータ付き正極11の受け取りを行っていない期間に支持部32を移動させる。なお、この期間を単位移動時間とする。また、単位移動時間に支持部32が移動する距離、すなわち各支持部32間の間隔L1を、単位距離とする。
The operation of the
準備運転において、正極搬送ユニット21は、いずれの支持部32にもセパレータ付き正極11が支持されていない状態から、セパレータ付き正極11の受取位置から積層位置までの間にある各支持部32がセパレータ付き正極11を支持している状態にするための動作を行う。準備運転は、電極積層装置20の稼動直後に行われる。準備運転では、循環部材31は、間欠駆動にて回転(循環)のみを行う。このとき、循環部材31の高さは一定である。
In the preparatory operation, the positive
積層運転において、正極搬送ユニット21は、正極移動ユニット28によるセパレータ付き正極11の移動を可能とすると共に、正極排出ユニット26によるセパレータ付き正極11の排出を可能とするための動作を行う。積層運転では、正極搬送ユニット21は、第2区間Rp2において、正極排出ユニット26がセパレータ付き正極11を積層ユニット25に押し出し可能となるように支持部32を停止させる。一方、正極搬送ユニット21は、第1区間Rp1において、セパレータ付き正極11が無い状態(すなわち、セパレータ付き正極11を支持していない状態)の支持部32が、各正極供給用コンベア23からセパレータ付き正極11を順次受け取り可能となるように、支持部32を順次移動させる。具体的には、正極搬送ユニット21は、単位移動時間内に、単位距離の1/2だけ循環部材31の循環を行い、同時に同じ距離だけ循環部材31を上昇させる。これにより、第2区間Rp2では、支持部32は停止し、第1区間Rp1では、支持部32は単位距離分だけ上昇する。
In the stacking operation, the positive
復帰運転において、正極搬送ユニット21は、移動運転中に上昇した循環部材31を下降させる、すなわち元の位置に復帰させる。復帰運転では、正極搬送ユニット21は、支持部32に支持されたセパレータ付き正極11を、正極移動ユニット28によって押し出すことが可能な位置まで移動させると共に、正極移動ユニット28によって支持部32の位置P1に配置されたセパレータ付き正極11を、正極排出ユニット26によって押し出すことが可能な位置まで移動させる。このため、正極搬送ユニット21は、単位移動時間内に循環部材31を下降させると共に、循環部材31の下降量に単位距離を加えた量だけ循環部材31を循環させる。なお、循環部材31の下降量は、積層一回あたりに同時に積層する数、積層に要する時間等による。ここでは、正極搬送ユニット21は、第2区間Rp2において、単位移動時間内に支持部32を4単位距離分だけ下降させ、第1区間Rp1において、単位移動時間内に支持部32を単位距離分だけ上昇させている。このためには、正極搬送ユニット21は、循環部材31を1.5単位距離分だけ下降させ、且つ、循環部材31を2.5単位距離分だけ循環させる。
In the return operation, the positive
正極搬送ユニット21の異常時の運転には、例えば正極供給用コンベア23からのセパレータ付き正極11の供給に欠品があった場合の運転が挙げられる。一例として、1枚分のセパレータ付き正極11の欠品が生じた場合について説明する。この場合には、第2区間Rp2の側の状態により正極搬送ユニット21の動作が異なる。例えば、正極排出ユニット26の押出部材26aが押し出し中であれば、正極搬送ユニット21は動作せず、現状を維持する。一方で、正極排出ユニット26の押出部材26aが、押し出し後、元の位置に戻っていれば、第1区間Rp1側では支持部32を停止させたまま、第2区間Rp2側では支持部32を4単位距離分だけ移動させる。具体的には、正極搬送ユニット21は、2単位距離分だけ循環部材31の循環を行い、同時に同じ距離だけ循環部材31を下降させる。
The operation when the positive
電極積層装置20の全体の動作について説明する。図8は、図4に示された電極積層装置の動作を説明するための側面図である。ここでは、上述した正極搬送ユニット21の平常時の運転によってセパレータ付き正極11を搬送する動作について説明するが、負極搬送ユニット22によって負極9を搬送する場合も同様である。図8は、正極搬送ユニット21によって搬送されているセパレータ付き正極11を示す側面図である。
The overall operation of the
上述した正極搬送ユニット21の準備運転時において、図8に示されるように、正極供給用コンベア23から、セパレータ付き正極11が無い状態の支持部32にセパレータ付き正極11が供給される。図8に示される例では、支持部32に供給されたセパレータ付き正極11は、支持面32cを滑走することによって減速し、支持部32の基端部32eまで到達する前に停止する。セパレータ付き正極11を支持している支持部32は、循環部材31の回転によって一旦上昇してから下降するように循環移動する。このとき、循環経路Lpの第3区間Rp3においてセパレータ付き正極11が反転すると共に、自重によって支持部32の基端部32eまで到達する。支持部32の基端部32eに当接した状態で支持部32に支持されたセパレータ付き正極11は、正極移動ユニット28によって押し出すことが可能な位置まで搬送される。
During the preparatory operation of the positive
次に正極搬送ユニット21の積層運転が行われる。正極搬送ユニット21の積層運転時には、第2区間Rp2における支持部32の高さ位置は一定となる。その状態で、正極移動ユニット28によって、4つのセパレータ付き正極11を外周面31bから離れる向きに同時に押し出すことにより、各セパレータ付き正極11が支持部32の位置P1に同時に配置される。セパレータ付き正極11が支持部32の位置P1に配置され、押出部材28aが元の位置(図8の二点鎖線)に戻った後、正極搬送ユニット21の復帰運転が行われる。復帰運転時において、支持部32の基端部32eに当接した状態で支持部32に支持されたセパレータ付き正極11は、正極移動ユニット28によって押し出すことが可能な位置まで移動される。また、セパレータ付き正極11が位置P1に配置された支持部32は、正極排出ユニット26によって押し出すことが可能な位置(例えば、最下段の積層部材51に対応するスリット53aの下端位置)まで移動される。
Next, the stacking operation of the positive
再び正極搬送ユニット21の積層運転が行われる。正極搬送ユニット21の積層運転時には、第2区間Rp2における支持部32の高さ位置は一定となる。その状態で、正極排出ユニット26によって、4つのセパレータ付き正極11を4段の積層部材51のそれぞれに向けて同時に押し出すことにより、各セパレータ付き正極11が各積層部材51に同時に積層される。このとき、正極移動ユニット28によるセパレータ付き正極11の移動も行われる。押出部材26a及び押出部材28aが元の位置(図8の二点鎖線)に戻った後、上記と同様に、正極搬送ユニット21の復帰運転が行われる。
The stacking operation of the positive
以上述べた電極積層装置20において、支持部42は、循環部材41の外周面41bに交差して延びる支持面42cにおいて、負極供給用コンベア24から供給された負極9を受け取る。例えば、負極供給用コンベア24の搬送速度を上げることで積層ユニット25への負極9の供給速度を上げた場合、負極9の支持部42への衝突速度がこれに対応して上がる。負極9が支持部42に衝突するときの速度が上がると、緩衝材があったとしても、負極9の表面に形成された活物質層から、活物質粒子又は粒子塊が剥離する、いわゆる粉落ちが増加するなど、負極9がダメージを受けやすくなる。このように活物質粒子又は粒子塊が増加すると、例えば負極9に付着して電極組立体3に混入しやすくなり、活物質粒子又は粒子塊によってセパレータ10が傷付くことで短絡しやすくなる。また、粉落ちの増加が顕著な場合には、負極9の活物質層の面積減によって正極8及び負極9の活物質層同士の対応面積が減少することにより性能低下の一因となるおそれがある。その結果、電極組立体3の品質を低下させるおそれがある。
In the
電極積層装置20によれば、支持面42cの延在方向における支持面42cの長さD1は、延在方向における負極9の長さ(ここでは、負極9の幅Wn)よりも長い。これにより、負極供給用コンベア24から負極9が供給されたとき、負極9は支持面42cを滑走して減速することが可能となる。したがって、負極9が支持部42の基端部42eまで到達する前に停止したり、供給された速度よりも速度が落ちた状態で負極9が基端部42eに到達したりするので、負極9と基端部42e(緩衝部材)との衝突によって負極9が受けるダメージを低減することができる。
According to the
一方、支持面42cの長さD1を負極9の幅Wnよりも長くすると、負極排出ユニット27が支持部42から負極9を排出するまでに押し出す距離が長くなり得る。このように、負極排出ユニット27が負極9を押し出す距離が長くなることにより、負極9の排出時間が増加し得る。この電極積層装置20においては、第2区間Rp2において、負極排出ユニット27よりも上流側に設けられた負極移動ユニット29が負極9を外周面41bから離れる向きに移動させる。負極移動ユニット29によって負極9を移動させることにより、負極9が支持部42の位置P2に配置されるので、支持面42cの長さD1を負極9の幅Wnよりも長くした場合であっても、負極排出ユニット27は支持面42cの長さD1よりも短い距離D3だけ負極9を押し出すことで支持部42から負極9を排出できる。したがって、負極9の排出時間の増加が抑制される。以上により、負極9が受けるダメージを低減しつつ、積層効率の低下を抑制することが可能となる。
On the other hand, when the length D1 of the
正極移動ユニット28は、セパレータ付き正極11を外周面31bから離れる向きに押し出す押出部材28aを含んでいる。同様に、負極移動ユニット29は、負極9を外周面41bから離れる向きに押し出す押出部材29aを含んでいる。このため、押出部材28a及び押出部材29aによる簡易な動作によってセパレータ付き正極11及び負極9を移動させることができる。
The positive
支持部32の位置P1は、セパレータ付き正極11の側縁11dと支持部32の先端32gとの距離D3が支持面32cの長さD1よりも短くなる位置である。ここで、距離D3は、正極排出ユニット26が支持部32からセパレータ付き正極11を排出するまでにセパレータ付き正極11を押し出す距離である。正極排出ユニット26がセパレータ付き正極11を押し出す距離(すなわち、距離D3)が支持面32cの長さD1よりも短くなる位置にセパレータ付き正極11が配置されているため、セパレータ付き正極11の排出時間をより短くすることができる。支持部42の位置P2に配置された負極9についても同様である。
The position P1 of the
[第2実施形態]
図9は、第2実施形態に係る電極積層装置を示す側面図(一部断面を含む)である。図9に示される電極積層装置60は、正極移動ユニット28に代えて正極移動部材68(移動部)を備えている点、及び、負極移動ユニット29に代えて負極移動部材69(移動部)を備えている点において、電極積層装置20と相違しており、その他の構成において電極積層装置20と同様である。以下、相違点について説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a side view (including a partial cross section) showing the electrode stacking apparatus according to the second embodiment. The
正極移動部材68は、循環経路Lpの第2区間Rp2において、正極搬送ユニット21によって搬送されているセパレータ付き正極11を位置P1に移動させる。正極移動部材68は、第2区間Rp2において、正極排出ユニット26よりも上流側に設けられている。正極移動部材68は、複数の支持部32のそれぞれに支持された複数のセパレータ付き正極11を外周面31bから離れる向きに順次押し出すことにより、複数のセパレータ付き正極11を位置P1に移動させる。
The positive
正極移動部材68は、略直角三角形状の板部材により構成されている。正極移動部材68は、鋭角68aを上方に向けた状態で配置されている。正極移動部材68は、外周面31bに沿って延びると共に外周面31bに固定された側面68bと、側面68bに対して傾斜して延びる傾斜面68cと、側面68bに直交して延びる底面68dと、を有している。側面68bと傾斜面68cとの接続部分は、鋭角68aを構成している。傾斜面68cは、外周面31bから積層ユニット25に向けて斜め下側に延びている。正極移動部材68は、側面視において、複数(ここでは4つ)の支持部32に亘って配置されている。正極移動部材68の幅(支持面32cの延在方向における長さ)は、下側に向かうにつれて広くなっている。正極移動部材68の底面68dにおける幅は、外周面31bから位置P1までの長さと同じである。支持部32に支持されたセパレータ付き正極11の側縁11dは、支持部32が下降することによって傾斜面68cに接触した状態となる。その状態で、セパレータ付き正極11は、支持部32が下降するにつれて傾斜面68cに沿って外周面31bから離れる向きに押し出され、支持部32における位置P1まで移動する。上述した第2区間Rp2における支持部32の下降は、正極搬送ユニット21の準備運転又は復帰運転が行われることにより生じる。
The positive
負極移動部材69は、循環経路Lnの第2区間Rn2において、負極搬送ユニット22によって搬送されている負極9を位置P2に移動させる。負極移動部材69は、第2区間Rn2において、負極排出ユニット27よりも上流側に設けられている。負極移動部材69は、複数の支持部42のそれぞれに支持された複数の負極9を外周面41bから離れる向きに順次押し出すことにより、複数の負極9を移動させる。
The negative
負極移動部材69は、正極移動部材68と同様に、略直角三角形状の板部材により構成されている。負極移動部材69は、鋭角69aを上方に向けた状態で配置されている。負極移動部材69は、外周面41bに沿って延びると共に外周面41bに固定された側面69bと、側面69bに対して傾斜して延びる傾斜面69cと、側面69bに直交して延びる底面69dと、を有している。側面69bと傾斜面69cとの接続部分は、鋭角69aを構成している。傾斜面69cは、外周面41bから積層ユニット25に向けて斜め下側に延びている。負極移動部材69は、側面視において、複数(ここでは4つ)の支持部42に亘って配置されている。負極移動部材69の幅は、下側に向かうにつれて広くなっている。負極移動部材69の底面69dにおける幅は、外周面41bから位置P2までの長さと同じである。支持部42に支持された負極9の側縁9dは、支持部42が下降することによって傾斜面69cに接触した状態となる。その状態で、負極9は、支持部42が下降するにつれて傾斜面69cに沿って外周面41bから離れる向きに押し出され、支持部42における位置P2まで移動する。上述した第2区間Rn2における支持部42の下降は、負極搬送ユニット22の準備運転又は復帰運転が行われることにより生じる。
Similarly to the positive
この正極移動部材68によれば、支持部32が下降するにつれて、当該支持部32の支持面32cに沿った方向における傾斜面68cの位置が外周面31bから離れていく。この傾斜面68cが支持面32c上のセパレータ付き正極11に接触することでセパレータ付き正極11が傾斜面68cに案内され、セパレータ付き正極11を外周面31bから離れる向きに移動させることができる。このように、簡易な構成によってセパレータ付き正極11を移動させることができる。負極搬送ユニット22においても同様に、簡易な構成によって負極9を移動させることができる。
According to the positive
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記第1実施形態では、正極移動ユニット28は、一対の押出部材28aによって4つのセパレータ付き正極11を同時に押し出すことにより、4つのセパレータ付き正極11を同時に移動させたが、1つのセパレータ付き正極11ごとに移動させてもよい。例えば、正極搬送ユニット21の間欠駆動において、支持部32が停止してから再び移動を始めるまでの間に、1つずつセパレータ付き正極11を押し出して順に移動させてもよい。負極移動ユニット29も同様である。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first embodiment, the positive
また、上記第1実施形態では、正極移動ユニット28は、正極搬送ユニット21の前側(図4においては、紙面表紙側)に配置され、セパレータ付き正極11の底縁11bと当接する受け部と、正極搬送ユニット21の後側に配置され、セパレータ付き正極11を受け部に対して押圧する押圧部とを更に有し、セパレータ付き正極11の底縁11bの位置決めを行ってもよい。受け部には、例えば、複数のフリーローラが並んで設けられていてもよい。また、受け部は、表面が滑りやすい樹脂で形成されていてもよい。押圧部は、シリンダと、シリンダのピストンロッドの先端に固定された押し板と、を有していてもよい。負極移動ユニット29も同様である。
Further, in the first embodiment, the positive
また、上記実施形態では、正極排出ユニット26は、一対の押出部材26aによって4つのセパレータ付き正極11を同時に押し出すことにより、4つのセパレータ付き正極11を4段の積層部材51に同時に積層したが、1つのセパレータ付き正極11ごとに積層してもよい。例えば、正極搬送ユニット21の間欠駆動において、支持部32が停止してから再び移動を始めるまでの間に、1つずつセパレータ付き正極11を押し出して4段の積層部材51に順に積層してもよい。負極排出ユニット27も同様である。
In the above embodiment, the positive
また、上記実施形態では、正極8が袋状のセパレータ10に包まれた状態であるセパレータ付き正極11と負極9とが交互に積層部材に積層されるが、特にその形態には限られず、負極が袋状のセパレータに包まれた状態であるセパレータ付き負極と正極とが交互に積層部材に積層されてもよい。または、正極及び負極の片面に、シート状のセパレータが貼り付けられたものであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
更に、上記実施形態では、蓄電装置1がリチウムイオン二次電池であるが、本発明は、特にリチウムイオン二次電池には限られず、例えばニッケル水素電池等の他の二次電池、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタ等の蓄電装置における電極の積層にも適用可能である。 Furthermore, in the said embodiment, although the electrical storage apparatus 1 is a lithium ion secondary battery, this invention is not restricted especially to a lithium ion secondary battery, For example, other secondary batteries, such as a nickel hydride battery, an electric double layer The present invention is also applicable to the stacking of electrodes in a power storage device such as a capacitor or a lithium ion capacitor.
9…負極(電極)、9c,9d…側縁(端縁)、11…セパレータ付き正極(電極)、11c,11d…側縁(端縁)、20…電極積層装置、21…正極搬送ユニット(搬送部)、22…負極搬送ユニット(搬送部)、25…積層ユニット(積層部)、26…正極排出ユニット(排出部)、27…負極排出ユニット(排出部)、28…正極移動ユニット(移動部)、28a…押出部材、29…負極移動ユニット(移動部)、29a…押出部材、31…循環部材、31b…外周面、32…支持部、32c…支持面、32e…基端部、32g…先端、41…循環部材、41b…外周面、42…支持部、51…積層部材、68…正極移動部材(移動部)、68c…傾斜面、69…負極移動部材(移動部)、69c…傾斜面、D1,D2…長さ、Lp,Ln…循環経路、Rp1,Rn1…第1区間、Rp2,Rn2…第2区間、P1,P2…位置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電極を搬送する搬送部と、
前記搬送部から前記電極を前記積層部に排出する排出部と、
前記搬送部によって搬送されている前記電極を移動させる移動部と、を備え、
前記搬送部は、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面を含む循環部材と、前記循環経路に沿って前記外周面に設けられ、前記外周面が上昇する第1区間において前記電極を受け取ると共に、前記電極を支持する複数の支持部と、を有し、
前記排出部は、前記外周面が下降する第2区間において、前記複数の支持部のそれぞれに支持された前記電極を、前記複数段の積層部材に向けて押し出すことにより、前記複数の支持部のそれぞれから前記電極を排出し、
前記移動部は、前記第2区間において、前記排出部よりも上流側に設けられ、前記電極が前記支持部の所定位置に配置されるように、前記電極を前記外周面から離れる向きに移動させ、
前記支持部は、前記外周面に交差して延びる支持面を含み、供給される前記電極を前記支持面において受け取り、
前記支持面の延在方向における前記支持面の長さは、前記延在方向における前記電極の長さよりも長い、電極積層装置。 A laminated portion having a plurality of laminated members on which sheet-like electrodes are laminated;
A transport section for transporting the electrodes;
A discharge unit for discharging the electrode from the transport unit to the stacked unit;
A moving unit for moving the electrode being conveyed by the conveying unit,
The conveying unit includes a circulation member including an outer circumferential surface that circulates so as to form a circulation path that descends after being raised, and a first section that is provided on the outer circumferential surface along the circulation path and the outer circumferential surface rises. A plurality of support portions for receiving the electrodes and supporting the electrodes;
In the second section in which the outer peripheral surface descends, the discharge portion pushes the electrodes supported by the plurality of support portions toward the multi-stage laminated member, thereby Drain the electrodes from each,
The moving unit is provided upstream of the discharge unit in the second section, and moves the electrode away from the outer peripheral surface so that the electrode is disposed at a predetermined position of the support unit. ,
The support part includes a support surface extending across the outer peripheral surface, and receives the supplied electrode at the support surface;
The length of the support surface in the extending direction of the support surface is an electrode stacking apparatus that is longer than the length of the electrode in the extending direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017085568A JP2018185903A (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | Electrode lamination device |
Applications Claiming Priority (1)
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2017
- 2017-04-24 JP JP2017085568A patent/JP2018185903A/en active Pending
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