JP2019036515A - レーザーノッチングが行える一体型巻取機 - Google Patents

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Abstract

【課題】金型又はレーザーノッチング作業及び巻取作業をそれぞれ別々に行っていた既存の方法を改善して、ノッチングをレーザーを用いて巻取機と一体化させて行うことによりタブ整列を容易にし、且つ、リアルタイムにて補正してタブの整列度及び一致度を向上させたレーザーノッチングが行える一体型巻取機を提供すること。【解決手段】本発明に係るレーザーノッチングが行える一体型巻取機は、ロール状の資材が設けられる巻戻し部分と、電極を所定の長さだけ送る送り駆動モーター及び張力を加える張力装置を有するスプール部１と、正極及び負極にレーザーノッチング装置が配設されており、電極が送り装置により送られれば、レーザー装置が作動して求められるタブ状及び間隔で、且つ与えられた仕様通りにノッチングを行う複数のレーザーノッチング部２と、ノッチングされた資材がバッファー空間に位置していて、送り装置により送られて巻芯によりバッテリー状に巻き取られるようにする巻取部３と、を備えてなることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、レーザーノッチングが行える一体型巻取機に係り、特に、金型又はレーザーノッチング作業及び巻取作業をそれぞれ別々に行っていた既存の方法を改善して、ノッチングをレーザーを用いて巻取機と一体化させて行うことによりタブ整列を容易にし、且つ、リアルタイムにて補正してタブの整列度及び一致度を向上させたレーザーノッチングが行える一体型巻取機に関する。
最近、充放電可能な二次電池は、ワイヤーレスモバイル機器のエネルギー源又は補助電力装置などとして広範に用いられている。
また、二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車量、ディーゼル車両などの大気汚染などを解消するための方案として提示されている電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐｌｕｇ−Ｉｎ ＨＥＶ）などの動力源として注目を集めている。
この種の二次電池は、電極組立て体が電解液と共に電池ケースに組み込まれて製造される。前記電極組立て体は、製造方法に応じて、積層型、折り畳み型及びこれらの組み合わせ型（積層・折り畳み型）などに分けられる。
積層型又は積層・折り畳み型の電極組立て体の場合、単位組立て体が、正極及び負極が分離膜を間に挟んで順次に積層されるようになっている。
このような電極組立て体を製造するためには、まず、電極タブ付きの正極及び負極を製造することが必要である。
すなわち、電極タブ付き単位電極を製造するためには、まず、片面又は両面に電極活物質が塗布されている連続的な電極シートに電極タブを形成するノッチング（ｎｏｔｃｈｉｎｇ）過程が必要である。
前記ノッチング過程は、一般に、ダイの上に電極シートを載せ、プレスを用いて電極シートの一部を打ち抜く工程からなる。
ここで、電極シートは、プレスの動作に同期化されて走行するローラーにより送られ、順次に打ち抜かれて電極タブを形成する。
中国や韓国において汎用されている技術には、電極資材を金型ノッチング機やレーザーノッチング機に取り付けてノッチング作業を行った後、再びロール状に巻き付けるノッチング装備が多用されている。
また、他の方法としては、タブをノッチングしたロール状の資材を巻取機に挿入して巻取機において所定の仕様通りに巻き取る方式が挙げられる。
これらの方式は、ノッチング工程及び巻き取り工程をそれぞれ別々に行っている。
このようにノッチング工程及び巻き取り工程をそれぞれ別々に行う場合、ノッチングした資材のピッチや間隔が誤ってしまうと、巻取機のタブの位置がずれてしまうという問題が発生し、その結果、その電極ロールはロットを全て廃棄しなければならないという欠点がある。
なお、電極の厚さを一定に保つとともに、資材を管理してはじめて、それぞれ別々に行う工程のロスを低減することができるという工程上の不都合がある。
本発明は、このような従来の欠点を解消するために案出されたものであり、その目的は、ノッチング及び巻き取りをそれぞれ別々に行うことなく、単一の機器において同時に行って、ノッチングした資材のピッチや間隔が誤ってしまって巻取機のタブの位置がずれてしまうことにより、その電極ロールはロットを全て廃棄しなければならないという既存の欠点を解消することのできるレーザーノッチングが行える一体型巻取機を提供することである。
このような目的を達成するために、本発明に係るレーザーノッチングが行える一体型巻取機は、ロール状の資材が設けられる巻戻し部分と、電極を所定の長さだけ送る送り駆動モーター及び張力を加える張力装置を有するスプール部と、正極及び負極にレーザーノッチング装置が配設されており、電極が送り装置により送られれば、レーザー装置が作動して求められるタブ状及び間隔で、且つ与えられた仕様通りにノッチングを行う複数のレーザーノッチング部と、ノッチングされた資材がバッファー空間に位置していて、送り装置により送られて巻芯によりバッテリー状に巻き取られるようにする巻取部と、を備えてなることを特徴とする。
以上述べたように、本発明は、ノッチング機及び巻取機をそれぞれ別々に使用する分離型の欠点を解消して、ノッチング機及び巻取機を一体型に製造することにより、資材のロスに関する問題を補完し、巻取に際して電極タブの位置がずれることに影響を及ぼす色々な変数を考慮してタブ整列を円滑にすることにより、巻取に際しての資材のロスを低減させ、資材に対するバラツキを補正することができて、良質のバッテリーを完成することができるという効果がある。
本発明のレーザーノッチングが行える一体型巻取機の全体的なブロック図である。 本発明のレーザーノッチング部の詳細構成図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態によるレーザーノッチングが行える一体型巻取機について詳細に説明する。
図１は、本発明の全体的な概略構成を示すものであり、ロール状の資材が設けられる巻戻し部分と、電極を所定の長さだけ送る送り駆動モーター及び張力を加える張力装置を有するスプール部１と、正極及び負極にレーザーノッチング装置が配設されており、電極が送り装置により送られれば、レーザー装置が作動して求められるタブ状及び間隔で、且つ与えられた仕様通りにノッチングを行う複数のレーザーノッチング部２と、ノッチングされた資材がバッファー空間に位置していて、送り装置により送られて巻芯によりバッテリー状に巻き取られるようにする巻取部３と、を備えてなる。
図２は、本発明のレーザーノッチング部２の詳細構成を示すものであって、２段で送られる電極をレーザーでノッチングするためのレーザーノッチング部２を示すものである。
これをついて説明すると、レーザーノッチング部２の上段にファンフィルターユニット４が配備され、この下段にレーザーを発生するレーザーヘッド６が配備される。
また、前記レーザーヘッド６の下段にはエアーカッター７が配備され、前記エアーカッター７の下段に第３の煙霧吸込みパイプ８、第２の煙霧吸込みパイプ９、第１の煙霧吸込みパイプ１０がこの順に配備される。
さらに、前記第１の煙霧吸込みパイプ１０の下段には、電極をレーザーで割断するときに発生するスクラップ（電極屑）を回収するためのレーザースクラップボックス１１と、レーザーダンプ１２及びレーザースクラップパイプ１３が配備され、電極が送られる上下段にレーザーエアープレート１４、１５がそれぞれ配備される。
加えて、漏れを感知するための漏れセンサー１６が配備され、最下段には塵埃を吸い込むための塵埃吸込み部１７が配備される。図中、未説明符号５はゲージであり、１８は、レーザーノッチング部２と巻取部３との間に介装されたバッファー部である。
但し、前記レーザーノッチング部２は、図面には複数示されているが、同じ構造を有するため、一つのレーザーノッチング部にのみ符号を付して説明し、残りのレーザーノッチング部についての説明は省略する。
以下、このような構成を有する本発明のレーザーノッチングが行える一体型巻取機の作用について説明する。
まず、本発明は、ノッチング作業及び巻取作業をそれぞれ別々に行っていた既存の方法を改善して、レーザーノッチング機及び巻取機を一体型に単一の機構として形成してレーザーノッチング作業及び巻取作業を同時に行うためのものである。
本発明は、電極が巻き付けられているローラーからの電極を繰り出して供給するためのロール状の資材が設けられる巻戻し手段が配備された状態で、前記巻戻し手段を介して繰り出された電極を送り駆動モーターの駆動により所定の長さだけ送り、張力を加える張力装置が配備されて通常のスプール部１が設けられる。
また、正極及び負極にレーザーノッチング部２が配設されており、電極が送り装置により送られれば、レーザーノッチング部が動作して求められるタブ状及び間隔で、且つ、与えられた仕様通りに送られてくる電極にノッチングを行うことになる。
すなわち、レーザーによるノッチング作業が送られてくる電極に行われ、電極が送られる上下位置にレーザーエアープレート１４、１５が配備されてアップ又はダウン動作を行うことになる。
ここで、前記レーザーノッチング作業に当たっては、電極を所定の速度で送る送りローラーにより電極の無地部（非コーティング部分）を所望の形状にノッチング、ノッチング時に発生するスクラップ及び煙霧は、第１から第３の煙霧吸込みパイプ１０、９、８を介して吸い込まれ、他の塵埃などは最下段に配備された塵埃吸込み部１７を介して強力に排出される。
また、レーザーノッチングに際して発生するスクラップは、レーザースクラップボックス１１と、レーザーダンプ１２及びレーザースクラップパイプ１３を介して排出される。
一方、前記レーザーノッチング部２によりノッチングされた電極は、バッファー部１８を経て巻取部３に送られる。
さらに、レーザーノッチングに際して、電極は一つのパターンで単位を構成してバッファー空間に送られ、次の段階でバッファーに満たされた正極は、割断後に所定の間隔を隔てて正極継目テープ装置を通じてテープにより隔たれた正極の間にテープを両面で貼り付け、設定された長さだけ取り付ける。
加えて、一つのパターンで再びバッファーに送られ、２次的にバッファーに送られた資材は、巻取をするために送られて、正極１枚と、負極１枚及びセパレーター２枚の巻取を与えられた仕様通りに行う。
一方、巻取部３により巻き取られた素子には仕上げテープを貼り付け、排出過程を経て次の工程に送られる。
ここで、前記巻取部３は、通常の巻取過程を行う。
したがって、本発明の電極ロールの形態は、巻戻し→レーザーノッチング→バッファー→巻取→仕上げテープ→排出過程をこの順に行うことにより完成されるものであり、単一の機器においてレーザーノッチング及び巻取を同時に行うことができて、ノッチングした資材のピッチや間隔が誤ってしまって巻取機のタブの位置がずれてしまうという問題を未然に防ぐことができるという特徴を有する。
１：スプール部
２：レーザーノッチング部
３：巻取部
４：ファンフィルターユニット
６：レーザーヘッド
７：エアーカッター
１１：レーザースクラップボックス
１２：レーザーダンプ
１６：漏れセンサー
１７：塵埃吸込み部

Claims (3)

  1. ロール状の資材が設けられる巻戻し部分と、電極を所定の長さだけ送る送り駆動モーター及び張力を加える張力装置を有するスプール部（１）と、
    正極及び負極にレーザーノッチング装置が配設されており、電極が送り装置により送られれば、レーザー装置が作動して求められるタブ状及び間隔で、且つ与えられた仕様通りにノッチングを行う複数のレーザーノッチング部（２）と、
    ノッチングされた資材がバッファー空間に位置していて、送り装置により送られて巻芯によりバッテリー状に巻き取られるようにする巻取部（３）と、
    を備えてなることを特徴とするレーザーノッチングが行える一体型巻取機。
  2. 前記レーザーノッチング部（２）が、巻取部（３）と一体化されてタブ整列を容易にし、且つ、リアルタイムにて補正するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のレーザーノッチングが行える一体型巻取機。
  3. 前記レーザーノッチング部（２）が、
    上段にファンフィルターユニット（４）が配備され、前記ファンフィルターユニット（４）の下段にはレーザーを発生するレーザーヘッド（６）及びエアーカッター（７）が配備され、前記エアーカッター（７）の下段に第３の煙霧吸込みパイプ（８）、第２の煙霧吸込みパイプ（９）、第１の煙霧吸込みパイプ（１０）がこの順に配備され、前記第１の煙霧吸込みパイプ（１０）の下段に電極をレーザーで割断するときに発生するスクラップを回収するためのレーザースクラップボックス（１１）と、レーザーダンプ（１２）及びレーザースクラップパイプ（１３）が配備され、電極が送られる上下段にレーザーエアープレート（１４）（１５）がそれぞれ配備されてなることを特徴とする請求項１に記載のレーザーノッチングが行える一体型巻取機。
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