JP3658816B2 - Electrode group, electrode group manufacturing apparatus, and electrode group manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極群、特に、渦巻型の電極群に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】
リチウム電池などの分野では、渦巻型の電極群を備えたものが知られている。ここで、渦巻型の電極群とは、一般に、円柱状の芯棒体を中心として、帯状の一方の極板(例えば、正極板)および帯状の他方の極板(例えば、負極板)がセパレーターを挟んで絶縁状態で重ね合わされながら渦巻状に巻き込まれた電極群をいう。
【0003】
上述のような渦巻状の電極群は、一般に円柱状に形成されるため、それを備えた電池も通常は円柱状に形成される。このような円柱状の電池は、体積効率が良好でなく、それを搭載するための空間の効率的な利用を妨げる場合が多い。
【0004】
本発明の目的は、渦巻型の電極群について、それを備えた電池がそれを搭載するための空間を効率的に利用できるようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電極群は、横断面が四角形状の集電棒と、一端が集電棒に固定された、集電棒を中心として横断面が四角形状になるよう集電棒に渦巻状に巻き込まれた帯状の一方の極板と、集電棒および一方の極板と絶縁状態を保ちつつ、一方の極板と重ね合わされながら横断面が四角形状になるよう集電棒に渦巻状に巻き込まれた帯状の他方の極板とを備えている。
【0006】
このような本発明の電極群は、集電棒として横断面が四角形状のものを用い、また、帯状の一方の極板と帯状の他方の極板とを横断面が四角形状になるよう集電棒に渦巻状に巻き込んでいるので、全体として角柱状に形成される。このような角柱状の電極群によれば、それを採用した電池を角柱状に形成することができる。角柱状に形成された電池は、それを搭載するための空間を効率的に利用することができる。
【0007】
本発明に係る電極群の製造装置は、横断面が四角形状の集電棒を中心として、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板が絶縁状態で重ね合わされながら横断面が四角形状になるよう渦巻状に巻き込まれた電極群を製造するための製造装置である。この製造装置は、集電棒をその軸心を中心として回転させて、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板を重ね合わせながら集電棒に巻き込むための巻き込み手段と、巻き込み手段により回転される集電棒の回転角度を検出するための回転角度検出手段と、回転角度検出手段により検出された集電棒の回転角度に従って、集電棒の軸心から外周面までの最短距離と軸心から外周面までの最長距離との差の範囲内で、集電棒に対して接離方向に往復移動することにより集電棒に巻き込まれる帯状の一方の極板および帯状の他方の極板を案内するための案内手段とを備えている。
【0008】
このような本発明に係る電極群の製造装置によれば、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、巻き込み手段により回転される集電棒に対して互いに重ね合わされながら巻き込まれる。この際、案内手段は、回転角度検出手段により検出された集電棒の回転角度に従って、集電棒に対して接離方向に往復移動する。このため、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、案内手段により案内されて集電棒の外周面形状に従って巻き込まれ得る。このようにして集電棒に巻き込まれた帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、全体として、集電棒の形状に対応した角柱状の電極群を形成し得る。
【0009】
なお、本発明に係る電極群の製造装置は、例えば、案内手段を集電棒方向に付勢するための付勢手段をさらに備えていてもよい。この場合、集電棒に巻き込まれる帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、案内手段により案内されると共に付勢手段により集電棒方向に付勢されるので、集電棒の外周面形状に従ってより確実に巻き込まれ得る。
【0010】
本発明に係る他の電極群の製造装置は、横断面が四角形状の集電棒を中心として、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板が絶縁状態で重ね合わされながら横断面が四角形状になるよう渦巻状に巻き込まれた電極群を製造するための製造装置である。この製造装置は、集電棒をその軸心を中心として回転させて、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板を重ね合わせながら集電棒に巻き込むための巻き込み手段と、巻き込み手段により集電棒に巻き込まれる帯状の一方の極板および帯状の他方の極板を集電棒方向に付勢するための付勢手段とを備えている。
【0011】
このような製造装置によれば、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、巻き込み手段により回転される集電棒に対して互いに重ね合わされながら巻き込まれる。この際、集電棒に巻き込まれる帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、付勢手段により集電棒方向に付勢される。このため、両極板は、集電棒の外周面形状に従って巻き込まれ得る。このようにして集電棒に巻き込まれた両極板は、全体として、集電棒の形状に対応した角柱状の電極群を形成し得る。
【0012】
本発明に係る電極群の製造方法は、横断面が四角形状の集電棒を中心として、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板が絶縁状態で重ね合わされながら横断面が四角形状になるよう渦巻状に巻き込まれた電極群の製造方法である。この製造方法は、集電棒をその軸心を中心として回転させ、帯状の一方の極板と帯状の他方の極板とを重ね合わせながらかつ集電棒の外周面形状に沿って帯状の一方の極板と帯状の他方の極板とを案内しながら集電棒に渦巻状に巻き込む工程を含んでいる。
【0013】
このような電極群の製造方法によれば、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、互いに重ね合わされながら集電棒に巻き込まれる。この際、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、集電棒の外周面形状に沿って案内されながら巻き込まれ得る。したがって、集電棒に巻き込まれた帯状の一方の極板および帯状の他方の極板は、全体として、集電棒の形状に対応した角柱状の電極群を形成し得る
【0014】
【実施例】
図1に、本発明の一実施例に係る電極群を示す。なお、図1は、電極群の横断面図である。図において、電極群1は、芯棒体2、並びにその芯棒体2を中心として巻き込まれた陰極集電体3,陽極集電体4およびセパレーター5を主に備えている。
【0015】
芯棒体2は、陰極集電棒として機能し得る部材からなり、中心部2aが開口した、横断面が正方形の角筒状に形成されている。
【0016】
陰極集電体3は、例えば、銅箔に陰極用活物質層を配置したものからなり、帯状に形成されている。なお、陰極用活物質層には、例えばカーボンなどの陰極用活物質が含まれている。このような陰極集電体3は、一端3aが芯棒体2にスポット溶接されており、時計回りに渦巻状に巻き込まれている。
【0017】
陽極集電体4は、例えば、アルミニウム箔に陽極用活物質層を配置したものからなり、帯状に形成されている。なお、陽極用活物質層には、例えばLiCoO2 やLiNiO2 などの陽極用活物質が含まれている。このような陽極集電体4は、一端4aが芯棒体2の近傍に配置されており、陰極集電体3と平行に時計回りに渦巻状に巻き込まれている。
【0018】
セパレーター5は、電池用に通常用いられる電気絶縁材料からなる帯状に形成されている。このようなセパレーター5は、二つ折りにされており、その折り返し部5aが芯棒体2に当接するよう配置されている。また、二つ折りにされたセパレーター5は、陰極集電体3と陽極集電体4との間に配置され、両集電体3,4間を絶縁しながら陰極集電体3および陽極集電体4と平行に時計回りに渦巻状に巻き込まれている。なお、陽極集電体4の一端4aは、このようなセパレーター5により、芯棒体2との絶縁性が保たれている。
【0019】
上述の電極群1において、芯棒体2を中心として巻き込まれた陰極集電体3、陽極集電体4およびセパレーター5は、いずれも芯棒体2の外周面形状に対応した角状に巻き込まれている。このため、電極群1は、全体として角柱状に形成されている。
【0020】
このような電極群1は、例えば、電槽内に収容され、電池を形成し得る。この際、電極群1が角柱状に形成されているため、電槽として角型のものをもちいることができる。この結果、本実施例の電極群1を備えた電池は、全体として角型に構成することができるので、それを搭載するための空間に無駄なスペースを形成しにくく、当該空間を効率的に利用することができる。
【0021】
次に、上述の電極群1を製造するための製造装置について説明する。図2は、製造装置10の概略構成を示す図である。図において、製造装置10は、巻き込み装置11と、一対の案内装置12,12とから主に構成されている。
【0022】
巻き込み装置11は、モーター13と、モーター13に回転可能に取り付けられたギヤ14と、ギヤ14に噛み合わされた減速ギヤ15と、減速ギヤ15により回転されかつ一対の案内装置12,12間に延びる回転軸16とを主に備えている。なお、回転軸16は、上述の芯棒体2の中心部2aに挿入することができるよう、角柱状に形成されている。このような巻き込み装置11は、モーター13の回転力をギヤ14および減速ギヤ15を介して回転軸16に伝達し、回転軸16を図3(図2のIII−III断面図)の反時計回り(図の矢印方向)に回転し得る。
【0023】
上述の巻き込み装置11において、減速ギヤ15には、回転軸16の回転角度θ(図3)を検出するためのエンコーダー17が装備されている。このエンコーダー17は、アンプ18を介して演算器19に接続されており、演算器19に回転軸16の回転角度θを伝達し得る。
【0024】
一対の案内装置12,12は、回転軸16を挟んで上下に配置されている。各案内装置12は、回転軸16と平行に延びるローラー20と、エアシリンダー21と、ローラー20を自由回転可能に支持しかつエアシリンダー21の付勢力によりローラ20を回転軸16方向に付勢するための支持体22とを備えている。
【0025】
エアシリンダー21は、サーボ23に接続されている。このサーボ23は、演算器19に接続されており、演算器19による演算結果に従って、エアシリンダー21全体を図2の上下方向に移動させ得る。
【0026】
次に、演算器19での演算内容について説明する。演算器19には、エンコーダー17により検出された回転軸16の回転角度θが入力される。ここで云う回転軸16の回転角度θとは、図3に示すように、回転軸16の軸心cを中心として、回転軸16が図の反時計回りに回転する場合の回転角度を云う。演算器19は、このような回転軸16の回転角度θに従って、エアシリンダー21全体の移動量(X)を算出する。ここで算出されるエアシリンダー21全体の移動量は、図3に示すように、回転軸16の軸心cから回転軸16に装着された芯棒体2の外周面までの距離rと、回転軸16の軸心cから芯棒体2の外周面までの最短距離raとの差(r−ra)である。なお、距離rは、回転軸16の軸心cから芯棒体2の外周面までの最短距離raと、軸心cから芯棒体2の外周面までの最長距離(軸心cから芯棒体2の角部までの距離)rbとの差の範囲内になり、下記の計算式により算出される。
【0027】
r=ra/cosθ
【0028】
このようにして演算されるエアシリンダー21全体の移動量(X)は、具体的には、0(回転軸16の回転角度θが例えば0°の場合)からrb−ra(回転軸16の回転角度θが例えば45°の場合)の範囲となる。回転軸16の回転角度θと移動量(X)との関係を図4に示す。図に示すように、回転軸16が一回転する間に、移動量(X)は0からrb−raの範囲を4往復することになる。
【0029】
このようにして演算器19により算出された移動量(X)は、サーボ23に伝達される。サーボ23は、この情報に従ってエアシリンダー21全体を図2の上下方向に往復移動させる。具体的には、図3に示すような回転軸16の回転角度θが0°の場合から回転軸16が図の反時計回りに回転し始めると、サーボ23は、エアシリンダー21を演算器19で算出された移動量(X)分だけ回転軸16から離れる方向に移動させる。そして、回転角度θが45°になったときを境にして、図4に示すように移動量(X)は減少し始めるので、サーボ23は、エアシリンダー21を回転軸16方向に移動させる。このように、エアシリンダー21は、図4に示す周期に従って移動し、回転軸16が一回転する間に、移動量(X)の範囲で4往復することになる。
【0030】
次に、上述の製造装置10を用いて電極群1を製造する方法について説明する。先ず、図5に示すように、芯棒体2に陰極集電体3の一端3aをスポット溶接する。そして、このように陰極集電体3が溶接された芯棒体2を、図2および図3に示すように製造装置10の回転軸16に装着する。
【0031】
このようにして回転軸16に装着された芯棒体2に対して、図6に示すようにセパレーター5を配置する。ここでは、帯状のセパレーター5の一端側51が芯棒体2に溶接された陰極集電体3上に重なり得るように、セパレーター5を芯棒体2と上側の案内装置12のローラー20との間に配置する。そして、このセパレーター5の他端側を芯棒体2の図左側面から下側面に沿わせ、当該下側面で折り返す。こうして形成されたセパレーター5の折り返し部5aには、陽極集電体4の一端4aを挟み込む。このように、製造装置10に対して陰極集電体3、陽極集電体4およびセパレーター5を配置した状態では、エアシリンダー21の付勢力により各案内装置12のローラー20がセパレーター5を芯棒体2方向に付勢している。
【0032】
次に、製造装置10を作動させ、回転軸16を図6の反時計回り(図の矢印方向)に回転させ始める。これにより、陰極集電体3および陽極集電体4は、セパレーター5間に挟まれながら、図7および図8に示すように芯棒体2に徐々に巻き込まれる。
【0033】
芯棒体2に対する陰極集電体3、陽極集電体4およびセパレーター5のこのような巻き込み工程において、エンコーダー17は回転軸16の回転角度θを常時検出し、その情報をアンプ18を介して演算器19に伝達する。演算器19は、上述の計算式に基づいてエアシリンダー21の移動量(X)を算出する。この算出結果に基づいて、サーボ23はエアシリンダー21を上下に往復移動させる。例えば、図7に示すように回転軸16が45°回転した場合、エアシリンダー21は、図6に示す場合(回転角度θ=0°の場合)よりもX(ここでは、X=rb−ra)だけ回転軸16から離れた位置に移動する。さらに、図8に示すように、回転軸が45°回転すると(回転角度θ=90°の場合)、エアシリンダー21は、図7の場合の位置からX(ここでは、X=rb−ra)だけ回転軸16に近づいた位置に移動する。
【0034】
このように、本実施例の製造装置10では、回転軸16の回転角度に従ってエアシリンダー21が往復移動し、しかも支持体22はエアシリンダー21により回転軸16方向に付勢されるので、支持体22に支持されたローラー20は、常にセパレーター5に密接しながら図6,7および8に矢印で示す方向に自由回転する。このため、芯棒体2に巻き込まれる陰極集電体3、陽極集電体4およびセパレーター5は、ローラー20により案内されながら芯棒体2の外周面に沿った角柱状に確実に巻き込まれ、最終的には角柱状の電極群1を形成し得る。
【0035】
なお、このような巻き込み工程では、各支持体22は、エアシリンダー21の付勢力に逆らって、芯棒体2に巻き込まれた陰極集電体3、陽極集電体4およびセパレーター5の厚さの分だけ回転軸16から離れる方向に徐々に移動する。
【0036】
〔他の実施例〕
(1)前記実施例では、陰極集電体3と陽極集電体4との絶縁性、芯棒体2と陽極集電体4との絶縁性を確保するためにセパレーター5を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、陰極集電体3および陽極集電体4のそれぞれの活物質層上に固体電解質層を重ねて形成した場合は、当該固体電解質層がセパレーターとして機能し得るため、別途セパレーターを用いることなく本発明に係る電極群を構成することができる。なお、陰極集電体3と陽極集電体4とがこのような固体電解質層を備えている場合は、電槽に電解液を注入することなく電池を構成することができる。
【0037】
(2)前記実施例では、陰極集電体3を芯棒体2にスポット溶接し、陽極集電体4を芯棒体2と絶縁させたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、陽極集電体4を芯棒体2にスポット溶接し、陰極集電体3を芯棒体2と絶縁させた場合も本発明を同様に実施することができる。但し、この場合、芯棒体2としては、陽極集電棒として機能するものを用いる必要がある。
【0038】
(3)上述の製造装置10では、エアシリンダー21全体が回転軸16の回転角度に従って往復移動するように構成したが、このような構成無しに電極群1を製造することもできる。すなわち、上述の製造装置10において、エアシリンダー21によりローラ20が回転軸16方向に付勢されるように構成されていれば、陰極集電体3、陽極集電体4およびセパレーター5は、当該付勢装置の付勢力のために、常にローラー20により芯棒体2方向に押圧されながら巻き込まれることになるので、芯棒体2の外周面に沿った角柱状に確実に巻き込まれ、最終的には角柱状の電極群1を形成し得る。
【0039】
(4)上述の製造装置10では、ローラ20を回転軸16方向に付勢するための手段としてエアシリンダー21を用いたが、エアシリンダー21に代えてバネを用いた場合も本発明を同様に実施することができる。
【0040】
【発明の効果】
本発明に係る電極群は、全体として角柱状に形成されている。このため、このような角柱状の電極群を利用すれば、電池を角柱状に形成することができるため、当該電池を搭載するための空間を効率的に利用することができる。
【0041】
本発明に係る電極群の製造装置は、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板を、案内手段により案内しながら集電棒の外周面形状に従って巻き込むことができるので、集電棒の形状に対応した角柱状の電極群を形成し得る。
【0042】
本発明に係る他の電極群の製造装置は、集電棒に巻き込まれる帯状の一方の極板および帯状の他方の極板を集電棒方向に付勢するための付勢手段を備えているため、両極板は、集電棒の外周面形状に従って巻き込まれ得る。このため、この製造装置は、集電棒の形状に対応した角柱状の電極群を形成し得る。
【0043】
本発明に係る電極群の製造方法は、帯状の一方の極板および帯状の他方の極板を集電棒の外周面形状に沿って案内しながら巻き込んでいるので、集電棒の形状に対応した角柱状の電極群を形成し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る電極群の横断面図。
【図2】本発明の一実施例に係る電極群の製造装置の概略図。
【図3】図2のIII−III断面図。
【図4】前記製造装置における、回転軸の回転角度(θ)と支持体の移動量(X)との関係を示す図。
【図5】前記製造装置により前記電極群を製造する場合の一工程を示す図。
【図6】前記製造装置により前記電極群を製造する場合の他の工程を示す図。
【図7】前記製造装置により前記電極群を製造する場合のさらに他の工程を示す図。
【図8】前記製造装置により前記電極群を製造する場合のさらに他の工程を示す図。
【符号の説明】
1 電極群
2 芯棒体
3 陰極集電体
4 陽極集電体
5 セパレーター
10 製造装置
11 巻き込み装置
12 案内装置
16 回転軸
17 エンコーダー
21 エアシリンダー
23 サーボ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode group, and more particularly to a spiral electrode group.
[0002]
[Prior art and its problems]
In the field of lithium batteries and the like, those having a spiral electrode group are known. Here, the spiral electrode group generally includes a strip-shaped electrode plate (for example, a positive electrode plate) and a strip-shaped electrode plate (for example, a negative electrode plate) that are separated from each other around a cylindrical core rod body. A group of electrodes wound in a spiral while being overlapped in an insulating state.
[0003]
Since the spiral electrode group as described above is generally formed in a cylindrical shape, a battery including the same is usually formed in a cylindrical shape. Such a cylindrical battery is not good in volumetric efficiency and often hinders efficient use of the space for mounting it.
[0004]
An object of the present invention is to enable a battery equipped with a spiral electrode group to efficiently use a space for mounting it.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Electrodes according to the present invention, a rectangular current collecting rod cross-section, one end of which is fixed to the collector bar, strip-shaped cross section around the collector bar is involved in a spiral as collector bars made in a rectangular shape while the electrode plate of, while maintaining the current collector bars and the one electrode plate with insulated, strip the other that cross section while overlapped with one pole plate is incorporated wound spirally as collector bars made in a rectangular shape And the electrode plate.
[0006]
The electrode group of the present invention as described above, cross-section used as a square shape as a current collector bars, also strip-shaped one plate and strip other plate and as current collector rod cross-section is square-shaped with since crowded wound spirally is formed in a prismatic shape as a whole. According to such a prismatic electrode group, a battery using the electrode group can be formed in a prismatic shape. A battery formed in a prismatic shape can efficiently use a space for mounting the battery.
[0007]
The electrode group manufacturing apparatus according to the present invention has a rectangular cross section while a strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate are overlapped in an insulating state with a current collecting rod having a rectangular cross section as the center. It is a manufacturing apparatus for manufacturing the electrode group wound in the shape of a spiral. This manufacturing apparatus is rotated by a winding means for rotating the current collecting rod around its axis, and winding the current collecting rod around the current collecting rod while superposing one belt-like electrode plate and the other belt-like electrode plate. a rotation angle detecting means for detecting the rotation angle of that collector bars according to the detected rotation angle of the by the rotation angle detecting means collector rod, the shortest distance and the shaft center outer peripheral surface to the axial center the outer peripheral surface of the collector bar Guide for guiding one strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate that are wound around the current collector rod by reciprocating in the direction of contact with the current collector rod within the range of the maximum distance to Means.
[0008]
According to such an apparatus for manufacturing an electrode group according to the present invention, one strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate are wound while being superimposed on each other on a current collecting rod rotated by a winding means. At this time, the guide means reciprocates in the contact / separation direction with respect to the current collecting rod in accordance with the rotation angle of the current collecting rod detected by the rotation angle detecting means. For this reason, one strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate can be guided by the guiding means and wound according to the outer peripheral surface shape of the current collecting rod . In this way, the one plate of the strip caught in the collector bar and strip other plate, as a whole, may form a prismatic electrode group corresponding to the shape of the current collector bars.
[0009]
Note that the electrode group manufacturing apparatus according to the present invention may further include, for example, an urging unit for urging the guide unit in the direction of the current collecting rod . In this case, one plate and strip other plate of the strip to be caught up in the collector bar, because it is biased to the collector rod direction by biasing means while being guided by the guide means, the outer peripheral surface of the collector bar shape Can be more reliably involved.
[0010]
Another electrode group manufacturing apparatus according to the present invention has a rectangular cross section with a current collector rod having a square cross section as a center and one strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate stacked in an insulated state. It is a manufacturing apparatus for manufacturing the electrode group wound up in the shape of a spiral. The manufacturing apparatus rotates the collector rod around its axis, collector bars and entrainment means for involving the collector bar while superimposing a strip of one plate and strip other plate, by entrainment means And an urging means for urging one of the belt-shaped electrode plates wound around and the other of the belt-shaped electrode plates in the direction of the current collecting rod .
[0011]
According to such a manufacturing apparatus, one strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate are wound while being overlapped with each other on the current collecting rod rotated by the winding means. In this case, one plate and strip other plate of the strip to be caught up in the collector bar is biased to the collector rod direction by biasing means. For this reason, the bipolar plate can be wound according to the outer peripheral surface shape of the current collector rod . Thus, the bipolar plate wound around the current collecting rod can form a prismatic electrode group corresponding to the shape of the current collecting rod as a whole.
[0012]
The electrode group manufacturing method according to the present invention has a rectangular cross section with a current collector rod having a square cross section as a center and one strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate stacked in an insulated state. It is a manufacturing method of the electrode group wound in the shape of a spiral. In this manufacturing method, the current collecting rod is rotated around its axial center, and the belt-like one electrode plate and the other belt-like electrode plate are overlapped with each other and along the outer peripheral surface shape of the current collecting rod. The method includes a step of spirally winding the current collecting rod while guiding the plate and the other strip-shaped electrode plate.
[0013]
According to such a method for manufacturing an electrode group, one strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate are wound around the current collecting rod while being superimposed on each other. At this time, the one strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate can be wound while being guided along the outer peripheral surface shape of the current collector rod . Thus, one plate and strip other plate of the strip that was involved in the collector bar, as a whole, may form a prismatic electrode group corresponding to the shape of the current collector bars [0014]
【Example】
FIG. 1 shows an electrode group according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the electrode group. In the figure, the electrode group 1 mainly includes a
[0015]
The
[0016]
The cathode
[0017]
The anode
[0018]
The
[0019]
In the electrode group 1, the cathode
[0020]
Such an electrode group 1 can be housed in, for example, a battery case to form a battery. At this time, since the electrode group 1 is formed in a prismatic shape, a rectangular battery case can be used. As a result, since the battery including the electrode group 1 of the present embodiment can be configured as a square as a whole, it is difficult to form a useless space in the space for mounting it, and the space can be efficiently formed. Can be used.
[0021]
Next, a manufacturing apparatus for manufacturing the above-described electrode group 1 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
[0022]
The entraining
[0023]
In the above-described winding
[0024]
The pair of
[0025]
The
[0026]
Next, the calculation contents in the
[0027]
r = ra / cos θ
[0028]
Specifically, the movement amount (X) of the
[0029]
Thus, the movement amount (X) calculated by the
[0030]
Next, a method for manufacturing the electrode group 1 using the
[0031]
The
[0032]
Next, the
[0033]
In such a winding process of the cathode
[0034]
As described above, in the
[0035]
In such a winding process, each
[0036]
[Other Examples]
(1) In the above embodiment, the
[0037]
(2) Although the cathode
[0038]
(3) In the
[0039]
(4) In the
[0040]
【The invention's effect】
The electrode group according to the present invention is formed in a prismatic shape as a whole. For this reason, if such a prismatic electrode group is used, the battery can be formed in a prismatic shape, so that the space for mounting the battery can be used efficiently.
[0041]
Apparatus for manufacturing electrodes according to the present invention, the strip of one plate and a strip of the other electrode plate, while guided by the guide means it is possible to involve accordance outer peripheral surface shape of the collector bar, the shape of the current collector bars Corresponding prismatic electrode groups can be formed.
[0042]
Since the manufacturing apparatus of another electrode group according to the present invention is provided with biasing means for biasing one plate of the strip to be caught up in the collector bar and the strip of the other electrode plate to the current collector bar direction, The bipolar plates can be wound according to the outer peripheral surface shape of the current collector rod . For this reason, this manufacturing apparatus can form a prismatic electrode group corresponding to the shape of the current collector rod .
[0043]
Method of manufacturing an electrode group according to the present invention, since the strip of one electrode plate and a strip of the other electrode plate and involving while guiding along the outer peripheral surface shape of the current collector bars, the corner corresponding to the shape of the current collector bars Columnar electrode groups can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrode group according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of an electrode group manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
FIG. 4 is a view showing a relationship between a rotation angle (θ) of a rotation shaft and a moving amount (X) of a support in the manufacturing apparatus.
FIG. 5 is a diagram showing one process when the electrode group is manufactured by the manufacturing apparatus.
FIG. 6 is a view showing another process when the electrode group is manufactured by the manufacturing apparatus.
FIG. 7 is a view showing still another process when the electrode group is manufactured by the manufacturing apparatus.
FIG. 8 is a view showing still another process when the electrode group is manufactured by the manufacturing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
一端が前記集電棒に固定された、前記集電棒を中心として横断面が四角形状になるよう前記集電棒に渦巻状に巻き込まれた帯状の一方の極板と、
前記集電棒および前記一方の極板と絶縁状態を保ちつつ、前記一方の極板と重ね合わされながら横断面が四角形状になるよう前記集電棒に渦巻状に巻き込まれた帯状の他方の極板と、
を備えた電極群。A current collecting rod having a rectangular cross section;
One end plate fixed to the current collecting rod, one strip-shaped electrode plate wound in a spiral shape around the current collecting rod so as to have a square cross section around the current collecting rod,
The other electrode plate in the form of a spiral wound around the current collecting rod so as to have a quadrangular cross section while being overlapped with the one electrode plate while maintaining insulation with the current collecting rod and the one electrode plate ,
An electrode group comprising:
前記集電棒をその軸心を中心として回転させて、前記帯状の一方の極板および前記帯状の他方の極板を重ね合わせながら前記集電棒に巻き込むための巻き込み手段と、
前記巻き込み手段により回転される前記集電棒の回転角度を検出するための回転角度検出手段と、
前記回転角度検出手段により検出された前記集電棒の回転角度に従って、前記集電棒の軸心から外周面までの最短距離と前記軸心から前記外周面までの最長距離との差の範囲内で、前記集電棒に対して接離方向に往復移動することにより前記集電棒に巻き込まれる前記帯状の一方の極板および前記帯状の他方の極板を案内するための案内手段と、
を備えた電極群の製造装置。Around the collector bar cross section is quadrangular, produce one plate and strip the other electrode plate electrode group superimposed with cross-section is involved in a spiral so as to be in a square shape in an insulated state of the strip A manufacturing device for
A winding means for rotating the current collecting rod around its axial center, and winding the current collecting rod around the current collecting rod while superposing the one belt-like electrode plate and the other belt-like electrode plate;
A rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the current collecting rod rotated by the winding means;
According to the rotation angle of the current collecting rod detected by the rotation angle detecting means, within the range of the difference between the shortest distance from the axial center to the outer peripheral surface of the current collecting rod and the longest distance from the axial center to the outer peripheral surface, and guide means for guiding the one plate and the strip of the other electrode plate of the strip to be caught up in the collector bar by reciprocating in and away direction with respect to the collector bars,
An apparatus for manufacturing an electrode group.
前記集電棒をその軸心を中心として回転させて、前記帯状の一方の極板および前記帯状の他方の極板を重ね合わせながら前記集電棒に巻き込むための巻き込み手段と、
前記巻き込み手段により前記集電棒に巻き込まれる前記帯状の一方の極板および前記帯状の他方の極板を前記集電棒方向に付勢するための付勢手段と、
を備えた電極群の製造装置。Manufactures a group of electrodes wound in a spiral shape with a rectangular cross-section and a strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate overlapped in an insulating state with a rectangular cross-section as the center. A manufacturing device for
A winding means for rotating the current collecting rod around its axial center, and winding the current collecting rod around the current collecting rod while superposing the one belt-like electrode plate and the other belt-like electrode plate;
An energizing means for energizing the strip-shaped one electrode plate and the other strip-shaped electrode plate that are wound around the current collecting rod by the winding means in the direction of the current collecting rod;
An apparatus for manufacturing an electrode group.
前記集電棒をその軸心を中心として回転させ、前記帯状の一方の極板と前記帯状の他方の極板とを重ね合わせながらかつ前記集電棒の外周面形状に沿って前記帯状の一方の極板と前記帯状の他方の極板とを案内しながら前記集電棒に渦巻状に巻き込む工程を含む、
電極群の製造方法。Manufacture of an electrode group wound in a spiral shape so that the cross-section becomes a quadrangle while the strip-shaped electrode plate and the other strip-shaped electrode plate are overlapped in an insulating state with a current collector rod having a square cross-section as the center A method,
The current collector rod is rotated about its axis, and the belt-like one pole plate is superposed on the belt-like electrode plate and the other belt-like electrode plate and along the outer peripheral surface shape of the current collector rod. Including a step of spirally winding the current collector rod while guiding the plate and the other electrode plate in the band shape,
Manufacturing method of electrode group.
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