JP2019140075A - Manufacturing installation of laminate electrode body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セパレータに電極が接着された単位電極体が複数積層された構造を有する積層電極体の製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a laminated electrode body having a structure in which a plurality of unit electrode bodies each having an electrode bonded to a separator are laminated.
電池の電極体として、正極と負極がセパレータを介して交互に複数積層された構造を有する積層電極体が知られている。 As a battery electrode body, a laminated electrode body having a structure in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated via separators is known.
そのような積層電極体の製造方法として、特許文献1には、長尺状のセパレータ材、正極、長尺状のセパレータ材および負極を順に積層してから所定の形状となるように切断して単位構造体を作製し、作製した単位構造体を複数積層することによって、積層電極体を製造する方法が記載されている。 As a method for producing such a laminated electrode body, Patent Document 1 discloses that a long separator material, a positive electrode, a long separator material and a negative electrode are sequentially laminated and then cut into a predetermined shape. A method for producing a laminated electrode body by producing a unit structure and laminating a plurality of the produced unit structures is described.
ここで、セパレータ材の下にフィルムを配置して切断するようにした場合に、セパレータ材とフィルムとの密着力が弱いと、セパレータ材がフィルムから剥がれやすくなる。その場合、セパレータ材を切断して作製される単位構造体の位置ずれ、切断後のセパレータ材の位置ずれ、および、切断後のセパレータ材のフィルムからの剥がれが発生してしまう。そのため、単位構造体を搬送装置によって吸着する際に、単位構造体だけでなく、切断後のセパレータ材も吸着されてしまうという問題が生じる。 Here, when the film is disposed under the separator material and is cut, if the adhesion between the separator material and the film is weak, the separator material is easily peeled off from the film. In that case, the position shift of the unit structure produced by cutting the separator material, the position shift of the separator material after cutting, and the separation of the separator material after cutting from the film will occur. Therefore, when the unit structure is adsorbed by the transport device, there arises a problem that not only the unit structure but also the separator material after cutting is adsorbed.
本発明は、上記課題を解決するものであり、搬送装置によってフィルム上の単位電極体を吸着する際に、切断後のセパレータ材が吸着されることを抑制する技術を提供することを目的とする。 This invention solves the said subject, and it aims at providing the technique which suppresses that the separator material after a cutting | disconnection is adsorb | sucked when adsorbing the unit electrode body on a film with a conveying apparatus. .
本発明の積層電極体の製造装置は、
セパレータに電極が接着された単位電極体が複数積層された構造を有する積層電極体の製造装置であって、
長尺状のセパレータ材を一方向に送るセパレータ材送り装置と、
前記セパレータ材に前記電極を置く電極載置装置と、
前記セパレータ材と前記電極とを接着する接着装置と、
前記セパレータ材の送り速度と同じ速度で、前記セパレータ材の下に長尺状のフィルムを供給するフィルム供給装置と、
前記セパレータ材の下に前記フィルムが供給される前に、前記セパレータ材および前記フィルムのうちの一方を正に帯電させ、他方を負に帯電させる第1帯電装置と、
前記フィルムの上の前記セパレータ材を前記電極の周囲で切断して、前記単位電極体を作製する切断装置と、
吸着部を有し、前記吸着部で前記単位電極体を吸着して所定の位置まで搬送する搬送装置と、
を備えることを特徴とする。
The production apparatus for the laminated electrode body of the present invention comprises:
An apparatus for producing a laminated electrode body having a structure in which a plurality of unit electrode bodies each having an electrode bonded to a separator are laminated,
A separator material feeding device for feeding a long separator material in one direction;
An electrode mounting device for placing the electrode on the separator material;
A bonding apparatus for bonding the separator material and the electrode;
A film supply device for supplying a long film under the separator material at the same speed as the separator material feed rate;
A first charging device that positively charges one of the separator material and the film and negatively charges the other before the film is supplied under the separator material;
A cutting device for cutting the separator material on the film around the electrode to produce the unit electrode body,
A transporting device having a suction part and sucking the unit electrode body by the suction part and transporting the unit electrode body to a predetermined position;
It is characterized by providing.
上記積層電極体の製造装置は、
前記搬送装置が前記単位電極体を吸着する前に、前記搬送装置の前記吸着部を、前記セパレータ材と同一極性に帯電させる第2帯電装置をさらに備えていてもよい。
The laminated electrode body manufacturing apparatus comprises:
Before the conveyance device adsorbs the unit electrode body, it may further include a second charging device that charges the adsorption portion of the conveyance device to the same polarity as the separator material.
本発明の積層電極体の製造装置は、
セパレータに電極が接着された単位電極体が複数積層された構造を有する積層電極体の製造装置であって、
長尺状のセパレータ材を一方向に送るセパレータ材送り装置と、
前記セパレータ材に前記電極を置く電極載置装置と、
前記セパレータ材と前記電極とを接着する接着装置と、
前記セパレータ材の送り速度と同じ速度で、前記セパレータ材の下に長尺状のフィルムを供給するフィルム供給装置と、
前記フィルムの上の前記セパレータ材を前記電極の周囲で切断して、前記単位電極体を作製する切断装置と、
吸着部を有し、前記吸着部で前記単位電極体を吸着して所定の位置まで搬送する搬送装置と、
前記搬送装置が前記単位電極体を吸着する前に、前記搬送装置の前記吸着部および前記セパレータ材を同一極性に帯電させる帯電装置と、
を備えることを特徴とする。
The production apparatus for the laminated electrode body of the present invention comprises:
An apparatus for producing a laminated electrode body having a structure in which a plurality of unit electrode bodies each having an electrode bonded to a separator are laminated,
A separator material feeding device for feeding a long separator material in one direction;
An electrode mounting device for placing the electrode on the separator material;
A bonding apparatus for bonding the separator material and the electrode;
A film supply device for supplying a long film under the separator material at the same speed as the separator material feed rate;
A cutting device for cutting the separator material on the film around the electrode to produce the unit electrode body,
A transporting device having a suction part and sucking the unit electrode body by the suction part and transporting the unit electrode body to a predetermined position;
A charging device that charges the suction portion of the transport device and the separator material to the same polarity before the transport device sucks the unit electrode body;
It is characterized by providing.
本発明の積層電極体の製造装置によれば、第1帯電装置は、セパレータ材の下にフィルムが供給される前に、セパレータ材およびフィルムのうちの一方を正に帯電させ、他方を負に帯電させるので、セパレータ材とフィルムとが密着する。これにより、セパレータ材が切断されることによって作製される単位電極体の位置ずれ、切断後のセパレータ材の位置ずれ、および、切断後のセパレータ材のフィルムからの剥がれを抑制することができるので、搬送装置が吸着部で単位電極体を吸着する際に、切断後のセパレータ材がフィルムから剥がれて吸着部に吸着されることを抑制することができる。 According to the laminated electrode body manufacturing apparatus of the present invention, the first charging device charges one of the separator material and the film positively and the other negatively before the film is supplied under the separator material. Since the charging is performed, the separator material and the film are in close contact with each other. Thereby, since the position shift of the unit electrode body produced by cutting the separator material, the position shift of the separator material after cutting, and peeling of the separator material after cutting from the film can be suppressed, When the transport device sucks the unit electrode body at the suction portion, it can be suppressed that the separator material after cutting is peeled off from the film and sucked by the suction portion.
また、本発明の積層電極体の製造装置によれば、帯電装置は、搬送装置が単位電極体を吸着する前に、搬送装置の吸着部およびセパレータ材を同一極性に帯電させるので、吸着部とセパレータ材40との間に反発力が生じる。これにより、切断後のセパレータ材が吸着部に吸着されることを抑制することができる。
Further, according to the laminated electrode body manufacturing apparatus of the present invention, the charging device charges the suction portion of the transport device and the separator material to the same polarity before the transport device sucks the unit electrode body. A repulsive force is generated between the
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところを具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below to specifically describe features of the present invention.
まず初めに、積層電極体の製造装置によって製造される積層電極体の構造について説明する。積層電極体は、例えば、リチウムイオン電池などの電池に用いられる。 First, the structure of the laminated electrode body manufactured by the laminated electrode body manufacturing apparatus will be described. A laminated electrode body is used for batteries, such as a lithium ion battery, for example.
図1は、積層電極体10の構造を示す断面図である。積層電極体10は、正極11と負極12がセパレータ13を介して交互に複数積層された構造を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the laminated
正極11は、アルミニウムなどの金属箔からなる正極集電体と、正極集電体の両面に形成された正極活物質層とを備える。正極活物質層には、正極活物質として例えばコバルト酸リチウムを含有することができる。積層電極体10の積層方向における最も外側に正極が存在する場合、最も外側に位置する正極は、正極集電体の片面にのみ正極活物質層が形成されている構成であってもよい。
The
負極12は、銅などの金属箔からなる負極集電体と、負極集電体の両面に形成された負極活物質層とを備える。負極活物質層には、負極活物質として例えば黒鉛を含有することができる。積層電極体10の積層方向における最も外側に負極が存在する場合、最も外側に位置する負極は、負極集電体の片面にのみ負極活物質層が形成されている構成であってもよい。負極12の形状および大きさは、正極11の形状および大きさと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The
セパレータ13は、例えば、絶縁性に優れたポリプロピレン製の微多孔性薄膜によって構成することができる。
The
上述したような構造を有する積層電極体10は、例えば、セパレータ13に正極11が接着した単位電極体と、セパレータ13に負極12が接着した単位電極体とを交互に複数積層することにより作製することができる。
The laminated
図2は、一実施形態における積層電極体の製造装置100の構成を示す側面図である。一実施形態における積層電極体の製造装置100は、セパレータ材送り装置21と、電極載置装置22と、接着装置23と、フィルム供給装置24と、切断装置25と、搬送装置26と、回収装置27と、後述するようにセパレータ材40の下にPETフィルム42が供給される前の段階で、セパレータ材40およびPETフィルム42のうちの一方を正に帯電させ、他方を負に帯電させるための第1帯電装置28a、28bと、第2帯電装置29と、位置補正ステージ30とを備える。
FIG. 2 is a side view showing the configuration of the laminated electrode
セパレータ材送り装置21は、ロール状に巻かれている長尺状のセパレータ材40を巻き出して、一方向に送る。ただし、セパレータ材送り装置21は、セパレータ材40の送り動作と停止動作を繰り返すように構成されている。より具体的には、セパレータ材送り装置21は、セパレータ材40を所定の距離だけ送ると一旦停止させ、その後再び所定の距離だけ送るような態様で、間欠的にセパレータ材40を一方向に送るように構成されている。
The separator
電極載置装置22は、所定のピックアップ位置でピックアップした電極41を運搬し、長尺状のセパレータ材40の上に置く。電極載置装置22は、セパレータ材40が停止しているときに電極41を置く。電極41は、正極および負極のうちのいずれか一方である。
The
上述したように、セパレータ材送り装置21は、セパレータ材40を所定の距離だけ送ると一旦停止させるので、セパレータ材40の上に置かれた複数の電極41間の間隔は、略等間隔となる。
As described above, since the separator
接着装置23は、ヒーターを内蔵しており、セパレータ材40上に載置された電極41を、その上側および下側から挟み込むことにより、加熱しながら加圧する熱圧着の方法で、電極41をセパレータ材40に接着する。
The
なお、電極41をセパレータ材40に接着する方法が熱圧着に限定されることはなく、熱圧着以外の方法により接着してもよい。
Note that the method of bonding the
フィルム供給装置24は、セパレータ材40の送り速度と同じ速度で、セパレータ材40の下に、長尺状のPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム42を供給する。PETフィルム42は、セパレータ材40および電極41を搬送するためのキャリアフィルムとして機能するとともに、セパレータ材40の切断時に、下敷きとして機能する。したがって、フィルム供給装置24は、少なくとも、後述する切断装置25によってセパレータ材40が切断される位置よりも、セパレータ材40の送り方向手前の位置において、PETフィルム42をセパレータ材40の下に供給する。
The
なお、セパレータ材40の下に供給するフィルムがPETフィルムに限定されることはない。
In addition, the film supplied under the
第1帯電装置28a、28bは、セパレータ材40の下にPETフィルム42が供給される前に、セパレータ材40およびPETフィルム42のうちの一方を正に帯電させ、他方を負に帯電させる。第1帯電装置28a、28bとして、例えば、イオナイザを用いることができる。
The
ここでは、第1帯電装置28aがセパレータ材40に向かってプラスイオンを噴射することによって、セパレータ材40を正に帯電させ、第1帯電装置28bがPETフィルム42に向かってマイナスイオンを噴射することによって、PETフィルム42を負に帯電させる。
Here, the
ただし、第1帯電装置28aがセパレータ材40に向かってマイナスイオンを噴射することによって、セパレータ材40を負に帯電させ、第1帯電装置28bがPETフィルム42に向かってプラスイオンを噴射することによって、PETフィルム42を正に帯電させるように構成してもよい。
However, the
セパレータ材40およびPETフィルム42のうちの一方を正に帯電させ、他方を負に帯電させることにより、セパレータ材40とPETフィルム42との密着性を高めることができる。
Adhesion between the
切断装置25は、切断刃25aを有しており、切断刃25aによって、セパレータ材40を電極41の周囲で切断する。これにより、セパレータ43に電極41が接着された単位電極体44が作製される。
The cutting
図3は、セパレータ材40の切断位置、および、切断により作製される単位電極体44を所定の位置に搬送した後のセパレータ材40を示す上面図である。図3では、電極41の周囲におけるセパレータ材40の切断位置を破線で示している。なお、電極41にはタブが設けられているが、図3では省略している。
FIG. 3 is a top view showing the cutting position of the
搬送装置26は、吸着部26aを有し、吸着部26aで単位電極体44を吸着して上昇し、吸着した単位電極体44を所定の位置まで搬送する。本実施形態では、搬送装置26は、吸着した単位電極体44を位置補正ステージ30まで搬送する。
The
吸着部26aは、帯電可能な材料、例えばアクリル樹脂などの樹脂によって構成されている。吸着部26aの形状に特に制約はない。
The
なお、吸着部26aが単位電極体44を吸着する際の吸着力は、セパレータ材40とPETフィルム42との間の密着力よりも大きい。
The adsorbing force when the adsorbing
第2帯電装置29は、搬送装置26が単位電極体44を吸着する前に、搬送装置26の吸着部26aを、セパレータ材40と同一極性に帯電させる。第2帯電装置29が設けられている位置が図2に示す位置に限定されることはない。第2帯電装置29として、例えば、イオナイザを用いることができる。
The
例えば、第1帯電装置28aがセパレータ材40を正に帯電させる場合、第2帯電装置29は、吸着部26aに向かってプラスイオンを噴射することによって、セパレータ材40を正に帯電させる。また、第1帯電装置28aがセパレータ材40を負に帯電させる場合、第2帯電装置29は、吸着部26aに向かってマイナスイオンを噴射することによって、セパレータ材40を負に帯電させる。
For example, when the
回収装置27は、切断後のセパレータ材40が密着しているPETフィルム42を巻き取って回収する。回収装置27による巻き取り動作は、セパレータ材送り装置21によるセパレータ材40の送り動作、および、フィルム供給装置24によるPETフィルム42の供給動作と同期している。
The
上述したように、第1帯電装置28a、28bは、セパレータ材40の下にPETフィルム42が供給される前に、セパレータ材40およびPETフィルム42のうちの一方を正に帯電させ、他方を負に帯電させる。これにより、セパレータ材40とPETフィルム42とが密着するので、切断装置25がセパレータ材40を切断することによって作製される単位電極体44の位置ずれ、切断後のセパレータ材40の位置ずれ、および、切断後のセパレータ材40のPETフィルム42からの剥がれを抑制することができる。また、単位電極体44を構成するセパレータ43の位置がずれて、切断後のセパレータ材40の下に入り込むようなことも抑制することができる。
As described above, the
したがって、搬送装置26が吸着部26aで単位電極体44を吸着する際に、位置ずれが抑制された単位電極体44を確実に吸着するとともに、切断後のセパレータ材40がPETフィルム42から剥がれて吸着部26aに吸着されることを抑制することができる。
Therefore, when the
また、第2帯電装置29は、搬送装置26が単位電極体44を吸着する前に、搬送装置26の吸着部26aを、セパレータ材40と同一極性に帯電させるので、吸着部26aで単位電極体44を吸着する際に、切断後のセパレータ材40と吸着部26aとの間に反発力が生じる。これにより、切断後のセパレータ材40が吸着部26aに吸着されることを抑制することができる。
Further, since the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention.
例えば、図4に示すように、第2帯電装置29を省略した構成とすることもできる。そのような構成とした場合でも、第1帯電装置28a、28bによって、セパレータ材40およびPETフィルム42のうちの一方を正に帯電させ、他方を負に帯電させることにより、セパレータ材40とPETフィルム42との間の密着力が向上するので、切断後のセパレータ材40がPETフィルム42から剥がれて吸着部26aに吸着されることを抑制することができる。
For example, as shown in FIG. 4, the
また、図5に示すように、第1帯電装置28bを省略した構成とすることもできる。そのような構成とした場合でも、第2帯電装置29は、搬送装置26の吸着部26aを、セパレータ材40と同一極性に帯電させるので、切断後のセパレータ材40と吸着部26aとの間には反発力が生じる。これにより、搬送装置26の吸着部26aによって単位電極体44を吸着する際に、切断後のセパレータ材40が吸着部26aに吸着されることを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
10 積層電極体
11 正極
12 負極
13 セパレータ
21 セパレータ材送り装置
22 電極載置装置
23 接着装置
24 フィルム供給装置
25 切断装置
26 搬送装置
26a 吸着部
27 回収装置
28a、28b 第1帯電装置
29 第2帯電装置
30 位置補正ステージ
40 セパレータ材
41 電極
42 PETフィルム
43 セパレータ
44 単位電極体
100 積層電極体の製造装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
長尺状のセパレータ材を一方向に送るセパレータ材送り装置と、
前記セパレータ材に前記電極を置く電極載置装置と、
前記セパレータ材と前記電極とを接着する接着装置と、
前記セパレータ材の送り速度と同じ速度で、前記セパレータ材の下に長尺状のフィルムを供給するフィルム供給装置と、
前記セパレータ材の下に前記フィルムが供給される前に、前記セパレータ材および前記フィルムのうちの一方を正に帯電させ、他方を負に帯電させる第1帯電装置と、
前記フィルムの上の前記セパレータ材を前記電極の周囲で切断して、前記単位電極体を作製する切断装置と、
吸着部を有し、前記吸着部で前記単位電極体を吸着して所定の位置まで搬送する搬送装置と、
を備えることを特徴とする積層電極体の製造装置。 In the production apparatus for a laminated electrode body having a structure in which a plurality of unit electrode bodies each having an electrode bonded to a separator are laminated,
A separator material feeding device for feeding a long separator material in one direction;
An electrode mounting device for placing the electrode on the separator material;
A bonding apparatus for bonding the separator material and the electrode;
A film supply device for supplying a long film under the separator material at the same speed as the separator material feed rate;
A first charging device that positively charges one of the separator material and the film and negatively charges the other before the film is supplied under the separator material;
A cutting device for cutting the separator material on the film around the electrode to produce the unit electrode body,
A transporting device having a suction part and sucking the unit electrode body by the suction part and transporting the unit electrode body to a predetermined position;
An apparatus for producing a laminated electrode body, comprising:
長尺状のセパレータ材を一方向に送るセパレータ材送り装置と、
前記セパレータ材に前記電極を置く電極載置装置と、
前記セパレータ材と前記電極とを接着する接着装置と、
前記セパレータ材の送り速度と同じ速度で、前記セパレータ材の下に長尺状のフィルムを供給するフィルム供給装置と、
前記フィルムの上の前記セパレータ材を前記電極の周囲で切断して、前記単位電極体を作製する切断装置と、
吸着部を有し、前記吸着部で前記単位電極体を吸着して所定の位置まで搬送する搬送装置と、
前記搬送装置が前記単位電極体を吸着する前に、前記搬送装置の前記吸着部および前記セパレータ材を同一極性に帯電させる帯電装置と、
を備えることを特徴とする積層電極体の製造装置。 In the production apparatus for a laminated electrode body having a structure in which a plurality of unit electrode bodies each having an electrode bonded to a separator are laminated,
A separator material feeding device for feeding a long separator material in one direction;
An electrode mounting device for placing the electrode on the separator material;
A bonding apparatus for bonding the separator material and the electrode;
A film supply device for supplying a long film under the separator material at the same speed as the separator material feed rate;
A cutting device for cutting the separator material on the film around the electrode to produce the unit electrode body,
A transporting device having a suction part and sucking the unit electrode body by the suction part and transporting the unit electrode body to a predetermined position;
A charging device that charges the suction portion of the transport device and the separator material to the same polarity before the transport device sucks the unit electrode body;
An apparatus for producing a laminated electrode body, comprising:
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