JP3655469B2 - Method and apparatus for manufacturing cylindrical battery - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリマンガン乾電池等の円筒形電池の製造方法及びその装置に関し、特に正極剤と負極剤との間を隔てるセパレータの装着方法を改良した円筒形電池の製造方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5に円筒形電池の一例であるアルカリマンガン乾電池の従来構成を示す。この従来構成に係るアルカリマンガン乾電池30は、正極端子となる正極凸部6を底面に形成して有底円筒形に形成された電池ケース1内に、円筒状に形成された正極合剤ペレット2を収納し、その内側に筒状セパレータ35を挿入し、底部に底部セパレータ36を挿入した後、中央部に負極ゲル化剤4を収納して、電池ケース1の開口端を封口板7で封口すると共に、負極ゲル化剤4に負極集電棒9を介して接続された負極端子8を設けて構成されている。
【0003】
このアルカリマンガン乾電池30の製造工程における前記筒状セパレータ35及び底部セパレータ36の装着は、図6に示す製造装置により実施される。
【0004】
図6(a)において、電池ケース1を保持した電池搬送治具15は、図示しない先の工程において正極合剤ペレット2が収納された後、搬送されて筒状セパレータ装着装置32の巻芯33の直下に移動する。前記巻芯33は段差部38から下の直径が、その上方の直径に比して筒状セパレータ35の厚さに相当する分だけ小さく形成され、正逆回転及び昇降可能に支持されており、所定寸法に裁断されたセパレータ原紙が巻芯33と巻き付けガイド34との間の隙間に供給されると、巻芯33を正方向に回転させてセパレータ原紙を巻芯33の段差部38の下に巻回する。このとき、巻き付けローラ37はそのローラを巻回されるセパレータ原紙を巻芯33に押し付けて巻き緩みが生じないようにする。このようにしてセパレータ原紙が所定回数に巻回されることにより、図示するように巻芯33上に筒状セパレータ35が形成される。
【0005】
次に、図6(b)に示すように、巻き付けローラ37を巻芯33から後退させ、巻芯33を下降させると共に、電池搬送治具15を上昇させ、筒状セパレータ35を巻回した巻芯33を電池ケース1内に挿入する。電池ケース1内に挿入された筒状セパレータ35は、巻き付けガイド34による拘束を解かれるので、自らのスプリングバックにより巻径を広げて正極合剤ペレット2に密着する。また、筒状セパレータ35の先端部は巻芯33が中心にない中空の状態で巻回されており、段差部38で押されて電池ケース1内に挿入されたとき、電池ケース1の底面に押し付けられて内側に絞り込まれ、巻芯33の先端の押圧により絞り込みによる屈曲は平らに整形され、底部35a(図5参照)が形成される。巻芯33は逆回転して筒状セパレータ35を離脱させて上昇し、電池搬送治具15は下降するので、筒状セパレータ35は電池ケース1内に装着される。
【0006】
筒状セパレータ35が装着された電池ケース1は、電池搬送治具15により次工程に搬送され、図6(c)に示すように、底部セパレータ装着装置39の下に移動する。底部セパレータ装着装置39は、円形に切り出されて用意された底部セパレータ36が挿入ガイド穴41上に供給されると、挿入棒40を下降させ、電池搬送治具15は上昇して電池ケース1の開口端を底部セパレータ装着装置39の位置合わせ部42に当接させる。前記挿入ガイド穴41は底部セパレータ36の直径より小さい直径の円筒状に形成されているので、挿入棒40により押し出されて挿入ガイド穴41に入った底部セパレータ36の周辺部は立ち上がり、断面形状コの字状に整形され、図6(d)に示すように、挿入棒40の下降により底部セパレータ36は、筒状セパレータ35の端部が絞り込まれた底部35a上に挿入される。
【0007】
上記筒状セパレータ35の挿入工程、底部セパレータ36の挿入工程を経た電池ケース1は以降の各工程に搬送されてアルカリマンガン乾電池30として完成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術における電池構成及びその製造構成において、以下に示すような課題があった。
【0009】
(1)筒状セパレータ35の端部は内側に絞り込まれて底部35aを形成し、負極ゲル化剤4と電池ケース1との間が内部短絡しないように絶縁隔離している。
【0010】
しかし、絞り込みだけでは中央に開口部が生じるので、これを塞ぐために底部35a上に底部セパレータ36を配して開口部を閉じている。このセパレータの構成では、底部35aは筒状セパレータ35端部の絞り込みによる重なりと共に、底部セパレータ36との二重構造により厚くなり、負極ゲル化剤4と正極合剤ペレット2とが筒状セパレータ35を介して対面する反応面に段差が生じ、更には負極ゲル化剤の収容量が減少することになるため、所要の放電性能が得られない。
【0011】
(2)過放電により負極ゲル化剤4が膨張したとき、負極ゲル化剤4の底部は、筒状セパレータ35端部の絞り込みによる重なりと共に、底部セパレータ36との二重構造により変形し難い構造面で受け止められ、この膨張を底部側に逃がすことができないため、膨張に伴う内圧は封口板7側に及び、封口板7に設けられたベント7aが破断される恐れがある。前記ベント7aは、新旧電池の混用、逆装填等の間違った使用方法によって内圧が異常上昇したときに電池の破裂を防止するために設けられたもので、過放電による負極ゲル化剤4の膨張で破断されることは避けなければならない。
【0012】
(3)強い衝撃や振動を受けた際に、流動しやすい負極ゲル化剤4に接して配置されている底部セパレータ36は、負極ゲル化剤の流動に伴って位置ずれしやすく、底部セパレータ36が位置ずれすることによる内部短絡が生じやすい。
【0013】
(4)底部セパレータ36の挿入工程において、底部セパレータ装着装置39に予め切り出された底部セパレータ36を供給するために、真空吸着により積層された底部セパレータ36を1枚づつ取り出すには、薄い底部セパレータ36を使用することができず、この厚さのために前記(1)項に記載した放電性能の低下を助長させてしまうことになる。
【0014】
(5)筒状セパレータ35と底部セパレータ36とを別工程で装着するため、工程数が増加して生産性が低下し、製造装置を徒に大型化させてしまう。
【0015】
本発明は、上記従来技術に係る課題を解決するために創案されたもので、電池性能を向上させると共に信頼性の高い円筒形電池を効率的に製造する製造方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願の第1発明に係る製造方法は、有底円筒形に形成された電池ケース内に、円筒状に形成された正極合剤を挿入した後、この正極合剤の内周面に接するように円筒状に形成された筒状セパレータを挿入すると共に、電池ケースの底面に底部セパレータを挿入し、各セパレータで囲まれた中央空間に負極ゲル化剤を投入して製造される円筒形電池の製造方法において、前記底部セパレータを筒状セパレータの直径より大きな正方形寸法のシート状に形成し、前記筒状セパレータが通過できる円形のガイド穴が形成されると共にガイド穴の上部に前記底部セパレータの対角線長と同等の内径の円形に形成された収容空間を有して前記底部セパレータを保持する保持部が形成されてなるセパレータ装填治具と、前記筒状セパレータを巻回した巻芯とを用い、前記セパレータ装填治具と、前記巻芯と、前記電池ケースとを、それぞれの中心軸が同一軸線上に一致した状態に配し、前記セパレータ装填治具の保持部に保持された底部セパレータに前記巻芯に巻回された筒状セパレータの先端部を当接させて両セパレータを同時に前記ガイド穴を通過させた後電池ケース内に挿入することにより、底部セパレータの周辺立ち上がり部で筒状セパレータの先端部が外側から包み込まれるようにして、両セパレータを電池ケース内に配設することを特徴とする。
【0017】
この製造方法によれば、筒状セパレータの挿入時に底部セパレータを同時に電池ケース内に挿入することができるので、両セパレータの挿入工程を1つに統合して生産効率を向上させることができる。また、筒状セパレータの先端部の外側を底部セパレータの周辺立ち上がり部で包み込むようにして電池ケース内に配設されるので、衝撃や振動等によって底部セパレータは位置ずれしない状態となる。更に、負極ゲル化剤の底面側は底部セパレータのみで電池ケースとの間を絶縁しているので、負極ゲル化剤の収容量が増し、正極合剤と対面する反応面に段差を生じさせることがなくなるので、放電性能を向上させることができる。この底部セパレータの構造は、過放電による負極ゲル化剤の膨張を正極凸部が形成された空間に逃がすように底部セパレータが変形するので、負極ゲル化剤の膨張に伴う漏液の発生を抑制することができる。また、底部セパレータは正方形に形成されているので、正方形の一辺の幅に形成したテープ状の原紙から正方形に切り離すことができ、材料ロスがなく、切り屑の発生もないばかりでなく、切り出し装置を簡易に構成することができる。
【0018】
本願の第2発明に係る製造装置は、有底円筒形に形成された電池ケース内に円筒状に形成された正極合剤を挿入した後、この正極合剤の内周面に接するように円筒状に形成された筒状セパレータを挿入すると共に、電池ケースの底面に底部セパレータを挿入し、各セパレータで囲まれた中央空間に負極ゲル化剤を投入する円筒形電池の製造装置において、中心軸上に前記筒状セパレータが通過できる円形のガイド穴が形成され、このガイド穴の下部に電池ケースの開口端に嵌入する円筒部を形成すると共に、ガイド穴の上部に底部セパレータをその中心を中心軸に一致させて保持する保持部が形成されてなるセパレータ装填治具と、筒状セパレータの直径より大きな正方形寸法に切り出された底部セパレータを前記セパレータ装填治具の保持部内に供給する底部セパレータ供給手段と、巻芯上にセパレータ原紙を巻回して筒状セパレータを形成し、この筒状セパレータを前記セパレータ装填治具の保持部にある底部セパレータと共にガイド穴を通して電池ケース内に挿入するセパレータ装着手段とを備え、前記底部セパレータ供給手段から底部セパレータが供給されたセパレータ装填治具と、筒状セパレータを形成したセパレータ形成手段の巻芯と、正極合剤が挿入された電池ケースとを、それぞれの中心軸が同一軸線上に一致した状態に位置決めし、セパレータ装填治具の円筒部が電池ケースの開口端に嵌入され、ガイド穴を通過した巻芯が電池ケース内に挿入されるように相対移動させ、再び前記位置決め状態に戻すことにより、電池ケース内に筒状セパレータと底部セパレータとが同時に装着されるように構成されてなり、前記セパレータ装填治具の保持部が、正方形に形成された底部セパレータの対角線長と同等の内径の円形に形成された収容空間と、この収容空間の上部開放径を正方形に形成された底部セパレータの対角線長より小さい直径の開口部により狭める挿入穴とを備えて形成されてなることを特徴とする。
【0019】
この製造装置によれば、セパレータ装填治具を中にして上下にセパレータ装着手段の巻芯、電池ケースを位置決めした状態から、電池ケースの開口端をセパレータ装填治具の円筒部に嵌入させ、筒状セパレータを巻回した巻芯をセパレータ装填治具の保持部及びガイド穴を通して電池ケース内に進出させると、巻芯上の筒状セパレータは保持部内に供給されている正方形状の底部セパレータをその先端でガイド穴内に押し出すので、筒状セパレータの先端部は底部セパレータの周辺立ち上がり部で包み込んだ状態に整形されて両セパレータは同時に電池ケース内に挿入される。また、巻芯に巻回された筒状セパレータはガイド穴から円筒部を経て電池ケース内に挿入されるので、電池ケース内に挿入されるまで巻回状態が緩まず、電池ケース内で自らのスプリングバックで巻回状態を緩めて先に装着されている正極合剤に密着し、巻芯から離脱する。巻芯を巻回方向と逆回転させれば筒状セパレータの離脱はより効果的で、筒状セパレータが離脱した巻芯は後退し、電池ケースをセパレータ装填治具の円筒部から離脱させることにより、両セパレータの装着が同時に完了する。また、セパレータ装填治具の保持部は、正方形に形成された底部セパレータの対角線長と同等の内径の円形に形成された収容空間と、この収容空間の上部開放径を正方形に形成された底部セパレータの対角線長より小さい直径の開口部により狭める挿入穴とを備えて形成しているので、挿入穴から正方形の底部セパレータが収容空間に挿入されるとき、正方形の角部の変形により収容空間内に挿入され、角部の変形は収容空間の直径が正方形の対角線長と同等に形成されていることから平面状態に復元し、各角部が収容空間の内周面に接して自動的に位置決めされる。また、セパレータ装填治具の移動による振動や風の影響等によっても位置ずれせず、小さく軽く薄い底部セパレータの保持や位置決めを真空吸着手段等を用いることなく実施することができる。
【0020】
上記構成において、底部セパレータ供給手段は、原紙から正方形に切り出された底部セパレータを直ちに真空吸着により保持してセパレータ装填治具に移載するように構成することにより、セパレータの装着工程の動作に合わせて底部セパレータを切り出すので、底部セパレータを1枚づつ真空吸着により移載することが容易となる。予め切り出された底部セパレータを準備する方法では、小さく軽く薄い底部セパレータを管理することが困難であり、積層した状態から1枚だけを確実に真空吸着することも困難であるが、底部セパレータ供給手段に底部セパレータの切り出し装置を設けることにより、取り扱いが困難な小さいパーツの処理工程を削減することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、従来構成と共通する要素には同一の符号を付し、本発明による新規要素を明らかにしている。
【0024】
まず、本実施形態に係る製造装置により製造されるアルカリマンガン乾電池(円筒形電池)の構成について、図1を参照して説明する。
【0025】
図1において、電池ケース1は底面に正極端子とする正極凸部6を設けた有底円筒形に形成され、その内周面に接して円筒形状に形成された正極合剤ペレット2が収容され、この正極合剤ペレット2と筒状セパレータ3で隔てられて負極ゲル化剤4が収容されている。前記筒状セパレータ3の底部側には、その外周側に周辺立ち上がり部5aが形成された底部セパレータ5が配置され、前記負極ゲル化剤4と電池ケース1の底面との間が内部短絡しないように絶縁隔離している。
【0026】
電池ケース1の開口端は、封口板7によって封口されると共に、負極ゲル化剤に負極集電棒9により接続された負極端子8が取り付けられている。このように構成されたアルカリマンガン乾電池10は、従来構成とは筒状セパレータ3及び底部セパレータ5の構成において異なり、この構成により電池性能及び信頼性の向上と共に、生産効率の向上を実現させている。このように構成されたアルカリマンガン乾電池10を製造する製造装置の構成について以下に説明する。
【0027】
図2及び図3は、実施形態に係るアルカリマンガン乾電池10の製造装置における筒状セパレータ3及び底部セパレータ5の装着工程の構成を示すものである。図面の記載上、図2、図3に分離しているが、図2(a)〜(c)から図3(a)〜(d)に連続する製造装置の各状態を示している。
【0028】
図2(a)において、底部セパレータ5を製造するための底部セパレータ原紙16は、セロファンの両面に不織布をラミネートした厚さ0.03〜0.2mmのフープ材として形成されており、切り出し位置に引き出されてトムソン型17により所定寸法の正方形に打ち抜かれることにより底部セパレータ5が形成される。切り出された底部セパレータ5は直ちに吸着ノズル(底部セパレータ供給手段)18により吸着保持され、図2(b)(c)に示すように、セパレータ装填治具11に移載される。このように底部セパレータ原紙16から切り出された底部セパレータ5は直ちに吸着ノズル18によって移載されるので、薄い底部セパレータ5でも1枚づつ吸着ノズル18で確実に保持することができる。また、底部セパレータ原紙16は、正方形に形成される底部セパレータ5の一辺幅のテープ状に形成し、正方形に切り出すことにより、材料ロスがなく、切り屑が発生しないので屑処理の作業工程も省略することができる。尚、前記トムソン型17は、レシプロ方式にして図示しているが、これをロータリートムソン型として構成することもできる。
【0029】
前記セパレータ装填治具11は、図4に示すように、中心位置に円形のガイド穴20が形成され、ガイド穴20の下部は電池ケース1の開口端に挿入できる直径の円筒部21に形成されている。また、ガイド穴20の上部には、正方形に形成された底部セパレータ5の対角線の長さに相当する直径に形成され、図4(a)に示すように底部セパレータ5を平面状態にして収容する収容空間を形成した保持部22が設けられ、その上部は底部セパレータ5の対角線長さより小さい直径の開口径に形成された挿入穴23が設けられている。
【0030】
吸着ノズル18に保持された底部セパレータ5が前記挿入穴23から保持部22内に挿入されるときには、図4(b)に示すように、正方形の角部が変形するが、保持部22の収容空間高さが変形した角部が復元できる寸法に形成されていることにより、保持部22の空間内にガイド穴20を塞いで平らな状態に挿入され、ガイド穴20の中心と底部セパレータ5の中心とが自動的に一致するように保持される。また、挿入穴23が保持部22の内径より小さく形成されていることにより、小さく軽い底部セパレータ5であっても振動や風によって保持部22内から飛び出したり位置ずれすることはなく、底部セパレータ5を保持部22に収容したセパレータ装填治具11が移動するときにも、所定位置に保持された状態が維持されることになる。
【0031】
底部セパレータ5が移載されたセパレータ装填治具11は、図3(a)に示すように、セパレータ装着装置(セパレータ装着手段)12の下方に移動する。また、図示しない先の工程において正極合剤ペレット2が収納された電池ケース1を保持した電池搬送治具15もセパレータ装填治具11の下方に移動する。このとき、セパレータ装填治具11及び電池ケース1それぞれの中心軸は、セパレータ装着装置12の巻芯13の中心軸線上に一致するように位置決めされる。
【0032】
前記セパレータ装着装置12は、正逆方向に切り換えて回転駆動される巻芯13と、巻芯13の表面との間に筒状セパレータ3の厚さに相当する間隙を設けて配設された巻き付けガイド19と、巻芯13に巻回される筒状セパレータ原紙にローラを押し付けて巻き緩みが生じないようにする巻き付けローラ14とを備えて構成されている。前記巻芯13は、図3(d)に示すように、筒状セパレータ原紙が巻回される巻回部13aは、その上端に段差24が形成されて、基部13bより筒状セパレータ3の厚さに相当する差だけ、その直径が小さく形成されている。また、巻回部13aの下部は、底部セパレータ5の厚さに相当する差だけ、巻回部13aよりその直径が小さく形成された底部セパレータ装着部13cが形成されている。
【0033】
図3(a)において、巻芯13と巻き付けガイド19との間に所定寸法に裁断された筒状セパレータ原紙が供給されると、巻芯13は巻き付け方向に回転し、巻き付けローラ14が押し付けられることにより、筒状セパレータ原紙を所定回数に巻回して所定厚さの円筒状になった筒状セパレータ3が巻芯13上に形成される。
【0034】
次に、巻き付けローラ14を巻芯13から離し、巻芯13を下降させる。このとき、図3(b)に示すように、電池搬送治具15は上昇して、保持した電池ケース1の開口端にセパレータ装填治具11の円筒部21が挿入された状態にする。筒状セパレータ3を巻回した巻芯13は、セパレータ装填治具11の挿入穴23を通過して保持部22内に保持されている底部セパレータ5の中央部分を、その先端部で押し出してガイド穴20に進出することにより、筒状セパレータ3の先端部の外周部分が底部セパレータ5の周辺部で包み込まれた状態にしてガイド穴20を通過して電池ケース1内に進入する。巻芯13にはその先端部に底部セパレータ装着部13cが形成されているので、筒状セパレータ3の外周部に底部セパレータ5の周辺部が包み込まれてもガイド穴20を通過することにより、底部セパレータ5で包み込まれた先端部と他の部分とは同一の直径に整形される。
【0035】
また、巻芯13に巻回された筒状セパレータ3は、巻き付けガイド19により巻緩みが生じないように保持され、先端部は下降に伴ってセパレータ装填治具11のガイド穴20に進入するので、電池ケース1内に挿入されるまで巻緩みは生じない。電池ケース1内に進入した筒状セパレータ3は、巻芯13の段差24に押されて電池ケース1の底面に底部セパレータ5が当接するまで挿入される。
【0036】
図3(c)に示すように、電池ケース1の底面に底部セパレータ5が当接する位置まで巻芯13が下降すると、電池ケース1を保持した電池搬送治具15は下降し、巻芯13は巻き付け方向と逆方向に回転しつつ上昇する。この巻芯13の逆回転と筒状セパレータ3の自らのスプリングバックにより、筒状セパレータ3は巻芯13から離脱すると共に、正極合剤ペレット2の内周面に密着する。
【0037】
図3(d)に示すように、巻芯13が元の位置に上昇すると、電池搬送治具15は筒状セパレータ3及び底部セパレータ5が装着された電池ケース1を次工程に搬送する。また、セパレータ装填治具11は、図2(b)に示す状態に移動して次の底部セパレータ5の移載動作を開始し、セパレータ装着装置12は筒状セパレータ3の巻回動作を開始する。
【0038】
上記のように、本製造装置においては、筒状セパレータ3と底部セパレータ5とが同時に電池ケース1内に装着されるので、各セパレータを挿入するための工程を1つに統合することができ、工数の削減による生産性の向上と製造装置の簡略化を図ることができる。
【0039】
上記製造装置により製造されるアルカリマンガン電池10は、図1に示すように、薄い底部セパレータ5により負極ゲル化剤4と電池ケース1の底面との間を隔離している状態となるため、負極ゲル化剤4を収容する容積が増加すると共に、正極合剤ペレット2と負極ゲル化剤4とが対面する反応面積が増加するので、放電性能を向上させることができる。
【0040】
また、底部セパレータ5は、筒状セパレータ3の直径より大きく形成されているので、上記製造工程においてセパレータ装填治具11のガイド穴20に筒状セパレータ3と共に押入されたとき、その周辺部は筒状セパレータ3の外周上に立ち上がり、周辺立ち上がり部5aが形成される。この周辺立ち上がり部5aは筒状セパレータ3の下部をその外周部から包み込んで装着されるので、電池を落下させたときのような強い衝撃や振動が加わった場合でも位置ずれを生じることがなく、位置ずれによる負極ゲル化剤4と電池ケース1とが接触する内部短絡を発生させないので、電池の信頼性を向上させることができる。
【0041】
更に、過放電により負極ゲル化剤が膨張したときには、薄い材厚により柔軟に形成されている底部セパレータ5が、その下部の正極凸部6の空間に膨らんで負極ゲル化材4の膨張を吸収するので、負極ゲル化材4の膨張に伴う漏液は防止され、信頼性の高い電池を構成することができる。
【0042】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、筒状セパレータの下部に、その外側から正方形状の底部セパレータの立ち上がり部で包み込んだ状態にして、筒状セパレータと底部セパレータとを同時に装着できるので、セパレータ装着工程を1工程に統合することができ、生産性の向上と製造装置の簡略化を図ることができる。また、この製造方法により製造される電池は、薄い底部セパレータと下部に絞り込み部を形成しない筒状セパレータとの組み合わせにより、負極ゲル化剤の収容量を増加させ、反応面積を増加させることができるので、放電性能を向上させることができ、底部セパレータが衝撃や振動により位置ずれせず、負極ゲル化剤の膨張を吸収して漏液や内部短絡を発生させないので、信頼性の高い電池を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る製造装置により製造されるアルカリマンガン乾電池の構成を示す1/2断面図。
【図2】実施形態に係る製造装置の底部セパレータ供給の工程手順を示す工程図。
【図3】実施形態に係る製造装置のセパレータ装着の工程手順を示す工程図。
【図4】実施形態に係るセパレータ装填治具の構成を示す(a)は平面図、(b)はA−A線矢視断面図。
【図5】従来構成に係るアルカリマンガン乾電池の構成を示す1/2断面図。
【図6】従来構成に係る製造装置によるセパレータ装着工程を示す工程図。
【符号の説明】
1 電池ケース
2 正極合剤ペレット
3 筒状セパレータ
4 負極ゲル化剤
5 底部セパレータ
6 正極凸部
10 アルカリマンガン乾電池(円筒形電池)
11 セパレータ装填治具
12 セパレータ装着装置
13 巻芯
18 吸着ノズル(底部セパレータ供給手段)
20 ガイド穴
21 円筒部
22 保持部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a cylindrical battery such as an alkaline manganese dry battery, and more particularly to a method and apparatus for manufacturing a cylindrical battery in which a separator mounting method for separating a positive electrode agent and a negative electrode agent is improved. is there.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows a conventional configuration of an alkaline manganese battery that is an example of a cylindrical battery. The alkaline manganese dry battery 30 according to this conventional configuration includes a positive electrode mixture pellet 2 formed in a cylindrical shape in a battery case 1 formed in a bottomed cylindrical shape by forming a positive electrode protrusion 6 serving as a positive electrode terminal on a bottom surface. A cylindrical separator 35 is inserted inside, a bottom separator 36 is inserted at the bottom, and the negative electrode gelling agent 4 is stored at the center, and the opening end of the battery case 1 is sealed with the sealing plate 7. In addition, a negative electrode terminal 8 connected to the negative electrode gelling agent 4 via a negative electrode current collector rod 9 is provided.
[0003]
The mounting of the cylindrical separator 35 and the bottom separator 36 in the manufacturing process of the alkaline manganese battery 30 is performed by a manufacturing apparatus shown in FIG.
[0004]
In FIG. 6A, the battery transport jig 15 holding the battery case 1 is transported after the positive electrode mixture pellet 2 is stored in the previous step (not shown), and the core 33 of the cylindrical separator mounting device 32 is transported. Move directly under. The core 33 is formed such that the diameter below the stepped portion 38 is smaller than the diameter above it by an amount corresponding to the thickness of the cylindrical separator 35, and is supported so as to be able to rotate forward and backward and move up and down. When the separator base paper cut to a predetermined size is supplied to the gap between the core 33 and the winding guide 34, the core 33 is rotated in the forward direction so that the separator base paper is below the step portion 38 of the core 33. Wind. At this time, the winding roller 37 presses the separator base paper wound around the roller against the core 33 so as not to loosen the winding. In this way, the separator base paper is wound a predetermined number of times, whereby a cylindrical separator 35 is formed on the core 33 as shown in the figure.
[0005]
Next, as shown in FIG. 6B, the winding roller 37 is retracted from the core 33, the core 33 is lowered, the battery transport jig 15 is raised, and the cylindrical separator 35 is wound. The core 33 is inserted into the battery case 1. Since the cylindrical separator 35 inserted into the battery case 1 is released from the restraint by the winding guide 34, the winding diameter is widened by its own springback, and the cylindrical separator 35 is in close contact with the positive electrode mixture pellet 2. Further, the tip of the cylindrical separator 35 is wound in a hollow state in which the core 33 is not centered. When the cylindrical separator 35 is pushed by the stepped portion 38 and inserted into the battery case 1, It is pressed and squeezed inward, and the bending due to the squeezing is shaped flat by pressing the tip of the winding core 33, and the bottom 35a (see FIG. 5) is formed. The winding core 33 rotates in the reverse direction to disengage the cylindrical separator 35 and rises, and the battery transport jig 15 descends, so that the cylindrical separator 35 is mounted in the battery case 1.
[0006]
The battery case 1 to which the cylindrical separator 35 is mounted is transferred to the next step by the battery transfer jig 15 and moves below the bottom separator mounting device 39 as shown in FIG. When the bottom separator 36 prepared by cutting out into a circular shape is supplied onto the insertion guide hole 41, the bottom separator mounting device 39 lowers the insertion rod 40, and the battery transport jig 15 is lifted to raise the battery case 1. The opening end is brought into contact with the alignment portion 42 of the bottom separator mounting device 39. Since the insertion guide hole 41 is formed in a cylindrical shape having a diameter smaller than the diameter of the bottom separator 36, the peripheral portion of the bottom separator 36 which is pushed out by the insertion rod 40 and enters the insertion guide hole 41 rises and has a cross-sectional shape. As shown in FIG. 6D, the bottom separator 36 is inserted onto the bottom 35 a in which the end of the cylindrical separator 35 is narrowed by the lowering of the insertion rod 40.
[0007]
The battery case 1 that has undergone the insertion step of the cylindrical separator 35 and the insertion step of the bottom separator 36 is transported to the subsequent steps to be completed as the alkaline manganese dry battery 30.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The battery configuration and the manufacturing configuration thereof in the above-described prior art have the following problems.
[0009]
(1) The end portion of the cylindrical separator 35 is squeezed inward to form a bottom portion 35a, and is insulated and isolated so as not to cause an internal short circuit between the negative electrode gelling agent 4 and the battery case 1.
[0010]
However, since the opening is formed at the center only by narrowing down, the opening is closed by disposing the bottom separator 36 on the bottom 35a in order to close the opening. In this separator configuration, the bottom 35a is thickened by a double structure with the bottom separator 36, with overlapping due to narrowing of the end of the cylindrical separator 35, and the negative electrode gelling agent 4 and the positive electrode mixture pellet 2 are formed into the cylindrical separator 35. As a result, a step is generated on the reaction surface facing through the electrode, and the amount of the negative electrode gelling agent is reduced, so that the required discharge performance cannot be obtained.
[0011]
(2) When the negative electrode gelling agent 4 expands due to overdischarge, the bottom of the negative electrode gelling agent 4 is overlapped by the narrowing of the end of the cylindrical separator 35 and is not easily deformed due to the double structure with the bottom separator 36. Since the expansion is received by the surface and the expansion cannot be released to the bottom side, the internal pressure accompanying the expansion is on the sealing plate 7 side, and the vent 7a provided on the sealing plate 7 may be broken. The vent 7a is provided to prevent the battery from bursting when the internal pressure is abnormally increased due to a wrong usage such as mixing old and new batteries, reverse loading, etc. It must be avoided that it breaks.
[0012]
(3) The bottom separator 36 disposed in contact with the negative electrode gelling agent 4 that easily flows when subjected to a strong impact or vibration is likely to be displaced with the flow of the negative electrode gelling agent. Are likely to cause an internal short circuit due to the displacement.
[0013]
(4) In the step of inserting the bottom separator 36, in order to take out the bottom separators 36 stacked by vacuum suction one by one in order to supply the bottom separator 36 cut out in advance to the bottom separator mounting device 39, a thin bottom separator 36 36 cannot be used, and this thickness promotes the deterioration of the discharge performance described in the above item (1).
[0014]
(5) Since the cylindrical separator 35 and the bottom separator 36 are mounted in separate processes, the number of processes increases, productivity decreases, and the manufacturing apparatus is increased in size.
[0015]
The present invention was devised to solve the above-described problems of the prior art, and provides a manufacturing method and apparatus for efficiently manufacturing a highly reliable cylindrical battery while improving battery performance. It is the purpose.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  The manufacturing method according to the first invention of the present application for achieving the above object is to insert a positive electrode mixture formed in a cylindrical shape into a battery case formed into a bottomed cylindrical shape, Manufactured by inserting a cylindrical separator formed in a cylindrical shape so as to be in contact with the inner peripheral surface, inserting a bottom separator at the bottom of the battery case, and introducing a negative electrode gelling agent into the central space surrounded by each separator In the method of manufacturing a cylindrical battery, the bottom separator is larger than the diameter of the cylindrical separator.squareFormed into a sheet of dimensions,A circular guide hole through which the cylindrical separator can pass is formed, and a holding space formed in a circular shape with an inner diameter equivalent to the diagonal length of the bottom separator is held above the guide hole to hold the bottom separator. The separator loading jig formed with a portion and the core around which the cylindrical separator is wound are used, and the separator loading jig, the winding core, and the battery case have the same central axis. Arranged on the axis line and held by the holding part of the separator loading jigTo the bottom separatorWound around the coreAttach the tip of the cylindrical separator to bring both separators togetherAfter passing through the guide holeBy inserting the separator into the battery case, both separators are disposed in the battery case so that the tip of the cylindrical separator is wrapped from the outside at the peripheral rising portion of the bottom separator.
[0017]
  According to this manufacturing method, since the bottom separator can be inserted into the battery case at the same time when the cylindrical separator is inserted, the process of inserting both separators can be integrated into one to improve production efficiency. Further, since the outer side of the front end portion of the cylindrical separator is disposed in the battery case so as to be wrapped by the peripheral rising portion of the bottom separator, the bottom separator is not displaced due to impact or vibration. Furthermore, since the bottom surface side of the negative electrode gelling agent is insulated from the battery case only by the bottom separator, the amount of the negative electrode gelling agent is increased and a step is generated on the reaction surface facing the positive electrode mixture. Therefore, the discharge performance can be improved. This bottom separator structure suppresses the occurrence of liquid leakage due to the expansion of the negative electrode gelling agent because the bottom separator is deformed so that the expansion of the negative electrode gelling agent due to overdischarge escapes to the space where the positive electrode protrusion is formed. can do.In addition, since the bottom separator is formed in a square shape, it can be cut into a square from a tape-shaped base paper formed in the width of one side of the square, and there is no material loss and no generation of chips. Can be configured easily.
[0018]
  This applicationThe manufacturing apparatus according to the second aspect of the invention has a cylindrical shape so as to be in contact with the inner peripheral surface of the positive electrode mixture after inserting the positive electrode mixture formed in a cylindrical shape into a battery case formed in a bottomed cylindrical shape. In the cylindrical battery manufacturing apparatus, the cylindrical separator formed on the battery case is inserted, the bottom separator is inserted into the bottom surface of the battery case, and the negative electrode gelling agent is introduced into the central space surrounded by each separator. A circular guide hole through which the cylindrical separator can pass is formed, and a cylindrical portion that fits into the open end of the battery case is formed at the lower portion of the guide hole, and the bottom separator is centered on the center of the bottom separator at the upper portion of the guide hole. And a separator loading jig formed with a holding portion that matches the diameter of the cylindrical separator and a diameter larger than the diameter of the cylindrical separatorsquareThe bottom separator supply means for supplying the bottom separator cut out to the dimensions into the holding portion of the separator loading jig, and the separator base paper is wound on the winding core to form a cylindrical separator, and this cylindrical separator is loaded into the separator. Separator mounting means for inserting into the battery case through the guide hole together with the bottom separator in the holding portion of the jig, and forming a separator loading jig to which the bottom separator is supplied from the bottom separator supply means, and a cylindrical separator The separator forming means core and the battery case in which the positive electrode mixture is inserted are positioned so that the central axes thereof coincide with each other on the same axis, and the cylindrical portion of the separator loading jig is positioned at the opening end of the battery case. The core is inserted and passed through the guide hole so that the core is inserted into the battery case. By returning to a tubular separator and bottom separator in the battery case is it configured to be mounted at the same timeThe holding portion of the separator loading jig includes a storage space formed in a circular shape having an inner diameter equivalent to the diagonal length of the bottom separator formed in a square shape, and a bottom portion formed in a square shape with an open top diameter of the storage space. And an insertion hole that is narrowed by an opening having a diameter smaller than the diagonal length of the separator.It is characterized by that.
[0019]
  According to this manufacturing apparatus, from the state in which the separator loading jig has the core of the separator mounting means and the battery case positioned in the up and down direction, the opening end of the battery case is fitted into the cylindrical portion of the separator loading jig. When the core around which the cylindrical separator is wound is advanced into the battery case through the holding portion of the separator loading jig and the guide hole, the cylindrical separator on the winding core is supplied into the holding portion.SquareSince the bottom separator is pushed out into the guide hole at its tip, the tip of the cylindrical separator is shaped so as to be wrapped by the peripheral rising portion of the bottom separator, and both separators are simultaneously inserted into the battery case. In addition, since the cylindrical separator wound around the winding core is inserted into the battery case from the guide hole through the cylindrical portion, the winding state does not loosen until it is inserted into the battery case. The winding state is loosened by the spring back, and it adheres to the positive electrode mixture that has been previously mounted, and is detached from the core. The cylindrical separator can be removed more effectively by rotating the winding core in the reverse direction of the winding direction. The winding core from which the cylindrical separator is detached moves backward, and the battery case is removed from the cylindrical portion of the separator loading jig. The installation of both separators is completed at the same time.In addition, the holding portion of the separator loading jig includes a storage space formed in a circular shape with an inner diameter equivalent to the diagonal length of the bottom separator formed in a square shape, and a bottom separator formed in a square shape with an open top diameter of the storage space Therefore, when the square bottom separator is inserted from the insertion hole into the receiving space, the square corner is deformed into the receiving space. The deformation of the corner portion is inserted and restored to a flat state since the diameter of the accommodation space is formed to be equal to the diagonal length of the square, and each corner portion is automatically positioned in contact with the inner peripheral surface of the accommodation space. The Further, the position of the separator is not displaced due to the vibration of the separator loading jig and the influence of wind, and the small and thin bottom separator can be held and positioned without using a vacuum suction means or the like.
[0020]
  In the above configuration, the bottom separator supply means is based on the base paper.SquareThe bottom separator is cut out in accordance with the operation of the separator mounting process by holding the cut out bottom separator immediately by vacuum suction and transferring it to the separator loading jig, so the bottom separator is vacuumed one by one. It becomes easy to transfer by adsorption. In the method of preparing a bottom separator that has been cut out in advance, it is difficult to manage a small, light and thin bottom separator, and it is difficult to reliably vacuum-suck only one sheet from the stacked state. By providing a bottom separator cutting device, it is possible to reduce processing steps for small parts that are difficult to handle.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. In addition, elements common to the conventional configuration are denoted by the same reference numerals, and new elements according to the present invention are clarified.
[0024]
First, the configuration of an alkaline manganese battery (cylindrical battery) manufactured by the manufacturing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0025]
In FIG. 1, a battery case 1 is formed in a bottomed cylindrical shape having a positive electrode convex portion 6 as a positive electrode terminal on the bottom surface, and accommodates a positive electrode mixture pellet 2 formed in a cylindrical shape in contact with the inner peripheral surface thereof. The negative electrode gelling agent 4 is accommodated by being separated by the positive electrode material mixture pellet 2 and the cylindrical separator 3. On the bottom side of the cylindrical separator 3, a bottom separator 5 having a peripheral rising portion 5 a formed on the outer peripheral side thereof is disposed so that an internal short circuit does not occur between the negative electrode gelling agent 4 and the bottom surface of the battery case 1. Insulated and isolated.
[0026]
The open end of the battery case 1 is sealed by a sealing plate 7 and a negative electrode terminal 8 connected to a negative electrode gelling agent by a negative electrode current collector rod 9 is attached. The alkaline manganese dry battery 10 thus configured differs from the conventional configuration in the configuration of the cylindrical separator 3 and the bottom separator 5, and this configuration realizes an improvement in battery performance and reliability and an improvement in production efficiency. . The structure of the manufacturing apparatus which manufactures the alkaline manganese dry battery 10 comprised in this way is demonstrated below.
[0027]
2 and 3 show the configuration of the mounting process of the cylindrical separator 3 and the bottom separator 5 in the apparatus for manufacturing the alkaline manganese dry battery 10 according to the embodiment. Although the drawings are separated from each other in FIG. 2 and FIG. 3, each state of the manufacturing apparatus continuing from FIGS. 2A to 2C to FIGS. 3A to 3D is shown.
[0028]
In FIG. 2A, the bottom separator base paper 16 for producing the bottom separator 5 is formed as a hoop material having a thickness of 0.03 to 0.2 mm in which a nonwoven fabric is laminated on both sides of a cellophane, and is cut out at a cutting position. The bottom separator 5 is formed by being drawn out and punched into a square of a predetermined size by the Thomson die 17. The cut out bottom separator 5 is immediately sucked and held by the suction nozzle (bottom separator supply means) 18 and transferred to the separator loading jig 11 as shown in FIGS. Since the bottom separator 5 cut out from the bottom separator base paper 16 is immediately transferred by the suction nozzle 18, even the thin bottom separator 5 can be reliably held by the suction nozzle 18 one by one. Further, the bottom separator base paper 16 is formed in a tape shape having a width of one side of the bottom separator 5 formed in a square shape and cut into a square shape, so that no material loss occurs and no chips are generated. can do. Although the Thomson type 17 is shown as a reciprocating system, it can also be configured as a rotary Thomson type.
[0029]
As shown in FIG. 4, the separator loading jig 11 is formed with a circular guide hole 20 at the center, and a lower portion of the guide hole 20 is formed in a cylindrical portion 21 having a diameter that can be inserted into the opening end of the battery case 1. ing. Further, the guide hole 20 is formed with a diameter corresponding to the length of the diagonal line of the bottom separator 5 formed in a square shape and accommodates the bottom separator 5 in a planar state as shown in FIG. A holding portion 22 that forms an accommodation space is provided, and an upper portion thereof is provided with an insertion hole 23 that has an opening diameter that is smaller than the diagonal length of the bottom separator 5.
[0030]
When the bottom separator 5 held by the suction nozzle 18 is inserted into the holding portion 22 from the insertion hole 23, the square corner portion is deformed as shown in FIG. Since the corner portion with the deformed space height is formed to a dimension that can be restored, the guide hole 20 is closed and inserted into a flat state in the space of the holding portion 22, and the center of the guide hole 20 and the bottom separator 5 are inserted. It is held so that the center automatically matches. Further, since the insertion hole 23 is formed smaller than the inner diameter of the holding portion 22, even the small and light bottom separator 5 does not jump out of the holding portion 22 due to vibration or wind and is not displaced. Even when the separator loading jig 11 accommodated in the holding portion 22 moves, the state held at the predetermined position is maintained.
[0031]
The separator loading jig 11 on which the bottom separator 5 is transferred moves below the separator mounting device (separator mounting means) 12 as shown in FIG. In addition, the battery transport jig 15 holding the battery case 1 in which the positive electrode mixture pellets 2 are stored in the previous step (not shown) also moves below the separator loading jig 11. At this time, the central axes of the separator loading jig 11 and the battery case 1 are positioned so as to coincide with the central axis of the core 13 of the separator mounting device 12.
[0032]
The separator mounting device 12 is a winding in which a gap corresponding to the thickness of the cylindrical separator 3 is provided between a winding core 13 that is rotated in forward and reverse directions and the surface of the winding core 13. The guide 19 is configured to include a winding roller 14 that presses the roller against the cylindrical separator base paper wound around the winding core 13 so as not to cause loosening. As shown in FIG. 3 (d), the winding core 13 has a step 24 formed at the upper end of the winding portion 13a around which the cylindrical separator base paper is wound, and the thickness of the cylindrical separator 3 from the base portion 13b. The diameter is reduced by a difference corresponding to the thickness. Further, a bottom separator mounting portion 13c having a diameter smaller than that of the winding portion 13a is formed at the lower portion of the winding portion 13a by a difference corresponding to the thickness of the bottom separator 5.
[0033]
In FIG. 3A, when a cylindrical separator base paper cut to a predetermined size is supplied between the winding core 13 and the winding guide 19, the winding core 13 rotates in the winding direction and the winding roller 14 is pressed. Thus, the cylindrical separator 3 is formed on the core 13 by winding the cylindrical separator base paper a predetermined number of times into a cylindrical shape having a predetermined thickness.
[0034]
Next, the winding roller 14 is separated from the core 13 and the core 13 is lowered. At this time, as shown in FIG. 3 (b), the battery transport jig 15 is lifted so that the cylindrical portion 21 of the separator loading jig 11 is inserted into the opening end of the held battery case 1. The core 13 around which the cylindrical separator 3 is wound passes through the insertion hole 23 of the separator loading jig 11 and pushes the central portion of the bottom separator 5 held in the holding portion 22 at the tip thereof to guide the core. By advancing into the hole 20, the outer peripheral portion of the front end portion of the cylindrical separator 3 is wrapped in the peripheral portion of the bottom separator 5 and passes through the guide hole 20 and enters the battery case 1. Since the bottom separator mounting portion 13 c is formed at the tip of the core 13, the bottom portion of the cylindrical separator 3 passes through the guide hole 20 even if the peripheral portion of the bottom separator 5 is wrapped around the bottom portion. The tip and the other part wrapped by the separator 5 are shaped to the same diameter.
[0035]
Further, the cylindrical separator 3 wound around the winding core 13 is held by the winding guide 19 so as not to loosen the winding, and the tip portion enters the guide hole 20 of the separator loading jig 11 as it descends. Winding does not occur until the battery case 1 is inserted. The cylindrical separator 3 that has entered the battery case 1 is inserted until it is pushed by the step 24 of the core 13 and the bottom separator 5 comes into contact with the bottom surface of the battery case 1.
[0036]
As shown in FIG. 3C, when the core 13 is lowered to a position where the bottom separator 5 contacts the bottom surface of the battery case 1, the battery transport jig 15 holding the battery case 1 is lowered, and the core 13 is Ascending while rotating in the direction opposite to the winding direction. Due to the reverse rotation of the core 13 and the spring back of the cylindrical separator 3, the cylindrical separator 3 is detached from the core 13 and is in close contact with the inner peripheral surface of the positive electrode mixture pellet 2.
[0037]
As shown in FIG. 3D, when the core 13 is raised to the original position, the battery transport jig 15 transports the battery case 1 to which the cylindrical separator 3 and the bottom separator 5 are attached to the next process. Further, the separator loading jig 11 moves to the state shown in FIG. 2B and starts the transfer operation of the next bottom separator 5, and the separator mounting device 12 starts the winding operation of the cylindrical separator 3. .
[0038]
As described above, in the manufacturing apparatus, since the cylindrical separator 3 and the bottom separator 5 are simultaneously mounted in the battery case 1, the steps for inserting each separator can be integrated into one, Productivity can be improved and manufacturing equipment can be simplified by reducing man-hours.
[0039]
As shown in FIG. 1, the alkaline manganese battery 10 manufactured by the manufacturing apparatus is in a state in which the anode gelling agent 4 and the bottom surface of the battery case 1 are separated from each other by the thin bottom separator 5. While the volume which accommodates the gelatinizer 4 increases and the reaction area which the positive mix pellet 2 and the negative electrode gelatinizer 4 face increases, discharge performance can be improved.
[0040]
Further, since the bottom separator 5 is formed to be larger than the diameter of the cylindrical separator 3, when the cylindrical separator 3 is pushed into the guide hole 20 of the separator loading jig 11 in the manufacturing process, the periphery thereof is a cylinder. Rises on the outer periphery of the separator 3 and a peripheral rising portion 5a is formed. Since the peripheral rising portion 5a is attached by wrapping the lower part of the cylindrical separator 3 from its outer peripheral portion, even when a strong impact or vibration such as when the battery is dropped is applied, the positional deviation does not occur. Since the internal short circuit which the negative electrode gelatinizer 4 and the battery case 1 contact by position shift does not generate | occur | produce, the reliability of a battery can be improved.
[0041]
Furthermore, when the negative electrode gelling agent expands due to overdischarge, the bottom separator 5 formed flexibly with a thin material thickness expands into the space of the positive electrode convex portion 6 below and absorbs the expansion of the negative electrode gelling material 4. Therefore, leakage due to expansion of the negative electrode gelling material 4 is prevented, and a highly reliable battery can be configured.
[0042]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the lower part of the cylindrical separator is provided from the outside.SquareSince the cylindrical separator and the bottom separator can be mounted at the same time in a state of being wrapped at the rising portion of the bottom separator, the separator mounting process can be integrated into one process, thereby improving productivity and simplifying the manufacturing apparatus. be able to. Moreover, the battery manufactured by this manufacturing method can increase the capacity of the negative electrode gelling agent and increase the reaction area by combining a thin bottom separator and a cylindrical separator that does not form a narrowed portion at the bottom. Therefore, the discharge performance can be improved, the bottom separator will not be displaced due to impact or vibration, and the expansion of the negative electrode gelling agent will not be absorbed to cause leakage or internal short circuit, thus constituting a highly reliable battery can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a 1/2 cross-sectional view showing a configuration of an alkaline manganese battery manufactured by a manufacturing apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a process diagram showing a process procedure for supplying a bottom separator of the manufacturing apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a process diagram showing a separator mounting process procedure of the manufacturing apparatus according to the embodiment.
4A is a plan view showing a configuration of a separator loading jig according to the embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA.
FIG. 5 is a half cross-sectional view showing a configuration of an alkaline manganese dry battery according to a conventional configuration.
FIG. 6 is a process diagram showing a separator mounting process by a manufacturing apparatus according to a conventional configuration.
[Explanation of symbols]
1 Battery case
2 Positive mix pellet
3 Cylindrical separator
4 Negative electrode gelling agent
5 Bottom separator
6 Positive electrode protrusion
10 Alkaline manganese battery (cylindrical battery)
11 Separator loading jig
12 Separator mounting device
13 core
18 Adsorption nozzle (bottom separator supply means)
20 Guide hole
21 Cylindrical part
22 Holding part

Claims (4)

有底円筒形に形成された電池ケース内に、円筒状に形成された正極合剤を挿入した後、この正極合剤の内周面に接するように円筒状に形成された筒状セパレータを挿入すると共に、電池ケースの底面に底部セパレータを挿入し、各セパレータで囲まれた中央空間に負極ゲル化剤を投入して製造される円筒形電池の製造方法において、
前記底部セパレータを筒状セパレータの直径より大きな正方形寸法のシート状に形成し、前記筒状セパレータが通過できる円形のガイド穴が形成されると共にガイド穴の上部に前記底部セパレータの対角線長と同等の内径の円形に形成された収容空間を有して前記底部セパレータを保持する保持部が形成されてなるセパレータ装填治具と、前記筒状セパレータを巻回した巻芯とを用い、前記セパレータ装填治具と、前記巻芯と、前記電池ケースとを、それぞれの中心軸が同一軸線上に一致した状態に配し、前記セパレータ装填治具の保持部に保持された底部セパレータに前記巻芯に巻回された筒状セパレータの先端部を当接させて両セパレータを同時に前記ガイド穴を通過させた後電池ケース内に挿入することにより、底部セパレータの周辺立ち上がり部で筒状セパレータの先端部が外側から包み込まれるようにして、両セパレータを電池ケース内に配設することを特徴とする円筒形電池の製造方法。
After inserting the cylindrical positive electrode mixture into the bottomed cylindrical battery case, insert the cylindrical separator formed in a cylindrical shape so as to contact the inner peripheral surface of this positive electrode mixture In addition, in the method of manufacturing a cylindrical battery manufactured by inserting a bottom separator into the bottom surface of the battery case and introducing a negative electrode gelling agent into the central space surrounded by each separator,
The bottom separator is formed into a sheet having a square size larger than the diameter of the cylindrical separator, a circular guide hole through which the cylindrical separator can pass is formed, and the diagonal length of the bottom separator is equivalent to the upper portion of the guide hole Using a separator loading jig having a holding space formed in a circular shape with an inner diameter and holding the bottom separator, and a core around which the cylindrical separator is wound, the separator loading jig is used. The tool, the winding core, and the battery case are arranged in a state in which their respective central axes coincide with each other on the same axis, and are wound around the winding core around the bottom separator held by the holding portion of the separator loading jig . by inserting the wound on cylindrical distal end portion of the separator is brought into contact with and the separators simultaneously in the battery case after passing through the guide hole, the periphery of the bottom separator Tip of the tubular separator rising portion so as to be wrapped from the outside, a manufacturing method of a cylindrical battery of the separators, characterized in that disposed in the battery case.
有底円筒形に形成された電池ケース内に円筒状に形成された正極合剤を挿入した後、この正極合剤の内周面に接するように円筒状に形成された筒状セパレータを挿入すると共に、電池ケースの底面に底部セパレータを挿入し、各セパレータで囲まれた中央空間に負極ゲル化剤を投入する円筒形電池の製造装置において、
中心軸上に前記筒状セパレータが通過できる円形のガイド穴が形成され、このガイド穴の下部に電池ケースの開口端に嵌入する円筒部を形成すると共に、ガイド穴の上部に底部セパレータをその中心を中心軸に一致させて保持する保持部が形成されてなるセパレータ装填治具と、
筒状セパレータの直径より大きな正方形寸法に切り出された底部セパレータを前記セパレータ装填治具の保持部内に供給する底部セパレータ供給手段と、
巻芯上にセパレータ原紙を巻回して筒状セパレータを形成し、この筒状セパレータを前記セパレータ装填治具の保持部にある底部セパレータと共にガイド穴を通して電池ケース内に挿入するセパレータ装着手段とを備え、
前記底部セパレータ供給手段から底部セパレータが供給されたセパレータ装填治具と、筒状セパレータを形成したセパレータ形成手段の巻芯と、正極合剤が挿入された電池ケースとを、それぞれの中心軸が同一軸線上に一致した状態に位置決めし、セパレータ装填治具の円筒部が電池ケースの開口端に嵌入され、ガイド穴を通過した巻芯が電池ケース内に挿入されるように相対移動させ、再び前記位置決め状態に戻すことにより、電池ケース内に筒状セパレータと底部セパレータとが同時に装着されるように構成されてなり、
前記セパレータ装填治具の保持部が、正方形に形成された底部セパレータの対角線長と同等の内径の円形に形成された収容空間と、この収容空間の上部開放径を正方形に形成された底部セパレータの対角線長より小さい直径の開口部により狭める挿入穴とを備えて形成されてなることを特徴とする円筒形電池の製造装置。
After the positive electrode mixture formed in a cylindrical shape is inserted into a battery case formed in a bottomed cylindrical shape, a cylindrical separator formed in a cylindrical shape is inserted so as to contact the inner peripheral surface of the positive electrode mixture. In addition, in the cylindrical battery manufacturing apparatus in which a bottom separator is inserted into the bottom surface of the battery case, and a negative electrode gelling agent is introduced into a central space surrounded by each separator,
A circular guide hole through which the cylindrical separator can pass is formed on the central axis, and a cylindrical portion that fits into the opening end of the battery case is formed at the lower portion of the guide hole, and the bottom separator is formed at the center of the upper portion of the guide hole. A separator loading jig in which a holding portion is formed to hold it in alignment with the central axis;
A bottom separator supply means for supplying a bottom separator cut into a square dimension larger than the diameter of the cylindrical separator into the holding portion of the separator loading jig;
A separator mounting means for forming a cylindrical separator by winding a separator base paper on a winding core, and inserting the cylindrical separator into a battery case through a guide hole together with a bottom separator in a holding portion of the separator loading jig; ,
The central axis of the separator loading jig supplied with the bottom separator from the bottom separator supply means, the core of the separator forming means forming the cylindrical separator, and the battery case with the positive electrode mixture inserted are the same. Positioning in a state where they coincide with each other on the axis, the cylindrical portion of the separator loading jig is fitted into the opening end of the battery case, and the core that has passed through the guide hole is relatively moved so as to be inserted into the battery case. by returning to the positioned state, Ri name and tubular separator and bottom separator is configured to be mounted simultaneously in the battery case,
The holding portion of the separator loading jig includes a storage space formed in a circular shape with an inner diameter equivalent to the diagonal length of the bottom separator formed in a square shape, and a bottom separator formed in a square shape with an open top diameter of the storage space. An apparatus for manufacturing a cylindrical battery, comprising an insertion hole narrowed by an opening having a diameter smaller than the diagonal length .
底部セパレータ供給手段が、原紙から正方形に切り出された底部セパレータを直ちに真空吸着により保持してセパレータ装填治具に移載するように構成されてなる請求項2記載の円筒形電池の製造装置。The cylindrical battery manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the bottom separator supply means is configured to immediately hold the bottom separator cut out in a square shape from the base paper by vacuum suction and transfer it to the separator loading jig. 筒状セパレータを巻回した巻芯の巻回部の直径は前記筒状セパレータの厚さに相当する分だけ前記巻芯の直径より小さく形成され、前記巻回部の底部セパレータ装着部は底部セパレータの厚さに相当する分だけ、さらにその直径を小さく形成したことを特徴とする請求項2記載の円筒形電池の製造装置。The diameter of the winding part of the core around which the cylindrical separator is wound is formed smaller than the diameter of the core by an amount corresponding to the thickness of the cylindrical separator, and the bottom separator mounting part of the winding part is the bottom separator. 3. The cylindrical battery manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the diameter is further reduced by an amount corresponding to the thickness of the cylindrical battery.
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