JP3928188B2 - 電池の電解液供給方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、正極板と負極板がセパレータを挟んで巻回された極板群を収納した電池缶に、電解液を供給するための電池の電解液供給方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電池の組立工程において、正極板と負極板がセパレータを挟んで巻回された極板群を電池缶内に収納した後、この電池缶内に電解液を注液する作業が行われている。
【0003】
この種の注液作業を効率的に行うために、従来から種々の方法が提案されている。例えば、電池缶にキャップを被せ、このキャップを介して真空ポンプにより前記電池缶内の空気を排出して減圧状態にし、該電池缶内に電解液を注入する方法(特開昭61−171061号公報参照)や、電池缶内に電解液を注液した後、加圧状態にし、次いで、常圧に戻す方法(特開平4−184861号公報参照)等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来技術では、電池缶内に電解液を注液するために、通常、ロート状注液ノズルが使用されている。このため、特に含浸性が低く上方が開口されている電池缶では、電解液の飛散等が生じ易くなり、前記電解液を短時間で注液することができないという問題がある。
【0005】
さらに、ロート状注液ノズルを使用する際には、所定量の電解液を貯留するリザーブタンクと前記ロート状注液ノズルとを連通および遮断するための開閉バルブが必要となる。これにより、開閉バルブ内に電解液が残り易く、電池缶に所定量の電解液を確実に注液することができず、しかも前記開閉用バルブ内の電解液が不要に滴下するという問題が指摘されている。また、注液作業を効率化するために、複数個の電池缶に同時に電解液を注液する場合、各電池缶に対応して複数の開閉バルブを用意しなければならず、設備費が相当に高騰するという問題もある。
【0006】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、電解液を電池缶に迅速に注液するとともに、簡単な構成で、前記注液作業を高精度かつ効率的に遂行可能な電池の電解液供給方法および装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、電池缶に注液される全電解液を所定量ずつに分割計量してカップ部材内に供給した後、注液ブース内が減圧された状態で、前記カップ部材を上下方向に旋回させて前記カップ部材の上部に設けられた開口部から該電池缶内に前記所定量の電解液が注液される。そして、上記の工程が分割回数だけ繰り返されることにより、電池缶に必要な全電解液が注液される。これにより、電解液の注液作業が効率的かつ円滑に遂行される。
【0008】
また、本発明は、計量手段から電解液導出入用開口を介してカップ部材内に所定量の電解液が供給された後、前記カップ部材が旋回手段の作用下に上下方向に旋回されて該カップ部材内の前記所定量の電解液が前記開口から電池缶に注液される。このため、バルブを使用する際のように、電解液が不要に残留することがなく、また、前記電解液の注液後にカップ部材を逆方向に旋回するだけで液だれを阻止することができ、電池缶に対して所定量の電解液を高精度かつ効率的に注液することが可能になる。
【0009】
しかも、カップ部材の旋回動作を制御し、例えば、旋回開始側より液量の少ない旋回終了側の旋回速度を速くすることにより、電解液の注液作業が円滑かつ迅速に遂行される。
【0010】
また、カップ部材は、旋回手段を介して旋回するとともに、昇降手段の作用下に電池缶に対し昇降される。これにより、カップ部材は、電池缶に干渉することなく効率的に旋回でき、電解液の注液作業が確実かつ高精度に遂行される。さらに、カップ部材の開口端には、先鋭状注液部が突出形成されており、または、前記カップ部材の開口部に針状部材が装着されており、電解液の液切れ性が有効に向上する。
【0011】
また、複数のカップ部材が設けられるとともに、旋回手段を構成する単一の駆動源の作用下にリンクを介して前記複数のカップ部材が一体的に旋回される。従って、簡単な構成で、複数のカップ部材を上下方向に旋回することが可能になり、構成の簡素化が容易に図られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る電解液供給方法が実施される第1の実施形態に係る電解液供給装置10の概略側面図であり、図2は、この電解液供給装置10の概略正面図であり、図3は、前記電解液供給装置10の概略平面図である。
【0013】
電解液供給装置10により電解液が分割注液される電池12は、図5に示すように、有底円筒形状の電池缶14を有し、この電池缶14内には、正極板と負極板がセパレータを挟んで巻回された極板群16が絶縁板18を介して挿入されている。電池缶14は、ホルダ20に設けられた複数(例えば、10個)の孔部22に挿入された状態で搬送される。このホルダ20の下部には、プレート部23が一体的に設けられ、このプレート部23の矢印X方向両端部には、それぞれ切欠部23a、23bが形成される。
【0014】
電解液供給装置10は、図1〜図3に示すように、互いに平行して複数列、例えば、矢印Y方向に4列に設定される第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dと、この第1電解液供給ステーション24aからこの第4電解液供給ステーション24dに任意の数(最大10個)の電池缶14を順次搬送するとともに、前記第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dに対応して前記電池缶14を配置可能な電池缶搬送機構26と、前記第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dに対応して4列に配置されたそれぞれ複数の電池缶14に電解液を所定量ずつ供給する注液機構28とを備え、これらが基台30に組み込まれている。
【0015】
電池缶搬送機構26は、第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dに対応して4個のホルダ20を順次搬送するものであり、図1および図2に示すように、矢印Y方向に指向して基台30に固着されるシリンダ34を備える。シリンダ34から延在するロッド34aに移動部材36が固着され、この移動部材36が前記シリンダ34を介して矢印Y方向に進退移動する。
【0016】
移動部材36の矢印X方向両端部には、上方に指向して揺動シリンダ37が揺動自在に配設され、各揺動シリンダ37から上方に延在するロッド37aには、それぞれ揺動爪38が連結される。揺動爪38には、各ホルダ20のプレート部23の切欠部23a、23bに係合自在な複数の突起部38a、38bが形成される。
【0017】
注液機構28は、第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dに対応して配置され、電解液を所定量ずつ供給可能な計量手段40と、この計量手段40から所定量の電解液が供給される複数個のカップ部材42と、このカップ部材42内の電解液を電池缶14に注液するために、前記カップ部材42を上下方向に旋回させる旋回手段44と、注液ブース46とを備える。
【0018】
計量手段40は、矢印X方向に延在するガイド47に沿って進退自在なロボット48を備え、このロボット48から矢印Y方向に延在するアーム50に計量ポンプ52a〜52dが装着される。計量ポンプ52a〜52dは、それぞれ管路54を介して電解液が貯留された液タンク56に連通するとともに、注液管55が下方に向かって配置されている。
【0019】
注液ブース46は、各ホルダ20が載置されるベース58と、基台30に固定される第1シリンダ(昇降手段)60から上方に延在するロッド60aを介し昇降自在に保持されるとともに、第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dに配置される全ての電池缶14を収納可能な第1減圧ブース62と、前記基台30の上部に固着された第2シリンダ64から下方に延在するロッド64aに固定されて昇降自在な第2減圧ブース66とを備える。この第1減圧ブース62または第2減圧ブース66は、減圧発生源である真空ポンプ(図示せず)に連通する。
【0020】
第1減圧ブース62の内部上方には、第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dに配置される全ての電池缶14に対応し、実際上、各列10個で4列の電池缶14の数に対応して40個のカップ部材42が旋回自在に配設される。カップ部材42は、濡れ性の低い材質、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で構成されており、図1に示すように、有底状を有して上部に電解液導出入用開口68が設けられるとともに、前記開口68の端部には、所定量の電解液を電池缶14に注液するための先鋭状注液部70が突出形成される。
【0021】
図4に示すように、旋回手段44は、第1減圧ブース62の側部に固着されるモータ(駆動源)72と、このモータ72の作用下に複数個のカップ部材42を一体的に旋回させるリンク74とを備える。
【0022】
リンク74は、モータ72の駆動軸72aに一端が固定される一方の第1リンク片78を有し、この第1リンク片78の他端に第1連結バー80を介して一対の長尺リンク片82が係合する。第1連結バー80は、矢印X方向に延在して1列目に配置された各カップ部材42の下端部に一体的に挿入固定され、この第1連結バー80の端部に他方の第1リンク片78が連結される。
【0023】
長尺リンク片82は、互いに平行して矢印Y方向に延在しており、その途上に第1リンク片78と平行リンクを構成する第2乃至第4リンク片84、86、88の一端が第2乃至第4連結バー90、92、94を介して係合する。第2乃至第4連結バー90〜94は、2列目〜4列目に配置された各カップ部材42の下端部に一体的に挿入固定される。
【0024】
このように構成される第1の実施形態に係る電解液供給装置10の動作について、以下に説明する。
【0025】
第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dには、各ホルダ20を介して、例えば、10本ずつ4列に電池缶14が配置されている。なお、第1電解液供給ステーション24aに配置されている電池缶14は、第1回分の電解液が供給前の状態であり、第2電解液供給ステーション24bに配置されている電池缶14内には、第1回分の電解液が供給されており、第3および第4電解液供給ステーション24c、24dに配置されているそれぞれの電池缶14内には、第2回分および第3回分の電解液が供給されている。
【0026】
そこで、先ず、計量手段40を構成する計量ポンプ52a〜52dを介して各カップ部材42内に液タンク56内の電解液がそれぞれ所定の量ずつ注入される(図6参照)。具体的には、電池缶14は、第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dに順次移送され、合計4回の注液工程で全電解液の注液が行われるものであり、4列に配置された各列のカップ部材42内には、それぞれ第1回分〜第4回分の注液に必要な量の電解液が分割計量される。
【0027】
そして、図2および図3において、左端部に配列されているカップ部材42に対する注入が終了すると、計量ポンプ52a〜52dは、ロボット48の作用下に矢印X方向にカップ部材42の配置間隔分だけ移動する。
【0028】
上記のように計量ポンプ52a〜52dが右側に向かって順次移動され、カップ部材42に所定量ずつ電解液が注入されて全てのカップ部材42に対する電解液の注入作業が終了する。
【0029】
次いで、計量ポンプ52a〜52dが待機位置に移動した後、旋回手段44を介してカップ部材42を所定の角度まで旋回させる(図7参照)。すなわち、モータ72の作用下に駆動軸72aが、図10A中、矢印A方向に所定の角度まで回転されると、一方の第1リンク片78が矢印B方向に揺動する。このため、第1リンク片78に長尺リンク片82を介して平行リンクを構成する第2乃至第4リンク片84〜88が、矢印B方向に一体的に揺動し、全てのカップ部材42が、図7中、二点鎖線の位置から実線の位置(カップ部材42内の電解液がこぼれない程度)まで旋回する。
【0030】
そこで、第1シリンダ60が駆動され、第1減圧ブース62が下降される。これにより、図8に示すように、所定の旋回姿勢に維持されたカップ部材42の開口68は、それぞれ電池缶14の上部開口に近接して配置される。そして、第2シリンダ64が駆動されて第2減圧ブース66が下降され、この第2減圧ブース66が第1減圧ブース62の上部に密着する。ここで、注液ブース46内が所定の減圧状態に維持される。
【0031】
この状態で、旋回手段44を構成するモータ72が駆動され、駆動軸72aが、図10B中、矢印A方向にさらに回転される。これにより、リンク74を介して複数のカップ部材42が一体的に旋回し、各カップ部材42内の電解液が各電池缶14内に注液される(図9参照)。電解液の注液が終了すると、注液ブース46内が大気圧に戻された後、第1および第2シリンダ60、64が駆動されて第1および第2減圧ブース62、66が上昇して初期の位置に待機する。
【0032】
次に、電池缶搬送機構26を構成するそれぞれの揺動シリンダ37が駆動され、一対の揺動爪38が互いに近接する方向に揺動して前記揺動爪38の突起部38a、38bが各プレート部23の切欠部23a、23bに係合する。そして、シリンダ34が駆動され、移動部材36がプレート部23を設けたホルダ20と一体的に矢印Y方向に一のステーション分だけ移動する。
【0033】
このため、第2電解液供給ステーション24bに第1回分の電解液が供給された電池缶14が配置され、第3電解液供給ステーション24cに第2回分の電解液が供給された電池缶14が配置され、第4電解液供給ステーション24dに第3回分の電解液が供給された電池缶14が配置される。次いで上記と同様に、各電池缶14内への電解液の注液作業が遂行される。
【0034】
この場合、第1の実施形態では、計量手段40を構成する計量ポンプ52a〜52dから各カップ部材42内にそれぞれ所定量の電解液が分割供給された後、前記カップ部材42が、旋回手段44を構成するモータ72およびリンク74の作用下に上下方向に旋回される。これにより、カップ部材42内の所定量の電解液は、このカップ部材42の上部に設けられた開口68を介して電池缶14内に注液される。
【0035】
従って、電池缶14内には、電解液が所定の回数、例えば、4回にわたって分割注液されるため、前記電解液の注液作業が効率的かつ円滑に遂行されるという効果が得られる。しかも、バルブを使用する際のように、電解液が不要に残留することがなく、また、前記電解液の注液後にカップ部材42を逆方向に旋回させるだけで、前記カップ部材42から該電解液が不要に滴下することを阻止することができる。特に、カップ部材42には、開口68の端部に先鋭状注液部70が突出形成されており、電解液がこの先鋭状注液部70を介して電池缶14に供給されるため、前記電解液の液切れ性が有効に向上する。
【0036】
これによって、電池缶14に対して所定量の電解液を高精度かつ効率的に注液することができるとともに、各カップ部材42毎にバルブを使用することがなく、極めて経済的であるという効果が得られる。
【0037】
さらに、カップ部材42の旋回動作をモータ72を介して制御することが可能になる。このため、例えば、カップ部材42内の電解液の量が少なくなる旋回終了側の旋回速度を、前記カップ部材42の旋回開始側より速くすることにより、前記電解液の注液作業が一層円滑かつ迅速に遂行される。
【0038】
また、カップ部材42は、旋回手段44を介して旋回するとともに、第1シリンダ60の作用下に電池缶14に対し昇降される。これにより、複数のカップ部材42を各電池缶14に干渉することなく効率的に旋回させることができ、電解液の注液作業が確実かつ高精度に遂行される。
【0039】
さらにまた、複数のカップ部材42が、単一のモータ72の作用下にリンク74を介して一体的に旋回される。従って、簡単な構成で、複数のカップ部材42を上下方向に旋回することが可能になり、構成の簡素化が容易に図られる。
【0040】
なお、第1の実施形態では、4列に設定される第1乃至第4電解液供給ステーション24a〜24dを備えるとともに、各列毎に10個の電池缶14が配置されて前記電池缶14に電解液の注液を行うように構成されているが、これに限定されるものではなく、列数および各列毎の電池缶14の個数は、種々変更可能である。例えば、4列でかつ各列毎に10個の電池缶14が配置される電解液供給装置10を4台設置し、電池缶14を40個バッチ処理で4回の分割注液を行うことも可能である。
【0041】
次に、図11には、第2の実施形態に係る電解液供給装置を構成するカップ部材100が示されている。このカップ部材100は、電解液の液切れ性をさらに向上させるために、先端が極端に尖ったピン状注液部102を備えている。
【0042】
このように構成されるカップ部材100では、電解液がピン状注液部102の外部に沿って電池缶14に供給されるため、液切れ性が一層向上するという利点がある。
【0043】
図12および図13には、第3の実施形態に係る電解液供給装置を構成するカップ部材120が示されている。カップ部材120は、有底状を有して上部に電解液導出入用開口122が設けられるとともに、前記開口122の端部には、所定量の電解液を電池缶14に注液するための針状部材124が装着される。
【0044】
針状部材124の先端側は、カップ部材120の注液時の傾動方向(矢印C方向)に向かって上方に傾斜しており、この針状部材124と前記カップ部材120の開口122の端部との間に間隙Hが設けられる。
【0045】
このように構成されるカップ部材120では、電解液が針状部材124の周面に沿って電池缶14に供給されるため、液切れ性が一層向上するという効果がある。しかも、針状部材124と開口122の端部との間に間隙Hが設けられており、前記針状部材124とカップ部材120との接触部分が削減され、該接触部分での残液の発生を有効に阻止することが可能になる。
【0046】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る電池の電解液供給方法および装置では、電池缶に注液される全電解液を所定量ずつに分割計量してカップ部材内に供給した後、注液ブース内が減圧された状態で、該電池缶内に前記所定量の電解液が注液される。これにより、電解液の注液作業が効率的かつ円滑に遂行される。
【0047】
また、計量手段から電解液導出入用開口を介してカップ部材内に所定量の電解液が供給された後、前記カップ部材が旋回手段の作用下に上下方向に旋回されて該カップ部材内の前記所定量の電解液が前記開口から電池缶に注液される。このため、バルブを使用する際のように、電解液が不要に残留することがなく、また、前記電解液の注液後にカップ部材を逆方向に旋回するだけで液だれを阻止することができ、所定量の電解液を電池缶に対して高精度かつ効率的に注液することが可能になる。
【0048】
しかも、カップ部材の旋回動作を制御し、例えば、旋回開始側より液量の少ない旋回終了側の旋回速度を速くすることにより、電解液の注液作業が円滑かつ迅速に遂行される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電解液供給装置の概略側面図である。
【図2】前記電解液供給装置の概略正面図である。
【図3】前記電解液供給装置の概略平面図である。
【図4】前記電解液供給装置を構成する旋回手段の概略斜視図である。
【図5】前記電解液供給装置により電解液が注液される電池缶およびホルダの一部断面斜視図である。
【図6】前記電解液供給装置を構成する注液手段によりカップ部材に電解液を供給する際の説明図である。
【図7】前記カップ部材を所定角度だけ旋回した状態の説明図である。
【図8】旋回された前記カップ部材を下降した状態の説明図である。
【図9】注液ブース内を減圧し、前記カップ部材内の電解液を電池缶に注液する際の説明図である。
【図10】リンクの動作説明図であり、
図10Aは、前記リンクの揺動開始状態の説明図であり、
図10Bは、前記カップ部材内の電解液を電池缶に注液する際の前記リンクの揺動状態説明図である。
【図11】本発明の第2の実施形態に係る電解液供給装置を構成するカップ部材の概略縦断面図である。
【図12】本発明の第3の実施形態に係る電解液供給装置を構成するカップ部材の概略斜視図である。
【図13】図12に示す前記カップ部材の概略縦断面図である。
【符号の説明】
10…電解液供給装置 12…電池
14…電池缶
24a〜24d…電解液供給ステーション
26…電池缶搬送機構 28…注液機構
34、60、64…シリンダ 36…移動部材
38…揺動爪 40…計量手段
42、100、120…カップ部材 44…旋回手段
46…注液ブース 52a〜52d…計量ポンプ
62、66…減圧ブース 68、122…開口
70、102…注液部 72…モータ
74…リンク 78、84、86、88…リンク片
82…長尺リンク片 124…針状部材
Claims (9)
- 正極板と負極板がセパレータを挟んで巻回された極板群を収納した電池缶に、電解液を注液するための電池の電解液供給方法であって、
前記電池缶に注液される全電解液を所定量ずつに分割計量してカップ部材内に供給する工程と、
前記カップ部材と前記電池缶の開口部とを相対的に近接させる工程と、
前記カップ部材と前記電池缶を収容する注液ブース内を減圧する工程と、
前記カップ部材を上下方向に旋回させて前記カップ部材の上部に設けられた開口部から前記電池缶内に前記所定量の電解液を注液する工程と、
前記注液ブース内を大気に開放する工程と、
前記各工程を分割回数だけ繰り返すことにより、前記電池缶に前記全電解液を注液する工程と、
を有することを特徴とする電池の電解液供給方法。 - 請求項1記載の電解液供給方法において、前記カップ部材の前記開口部に形成される先鋭状注液部、または、前記カップ部材の前記開口部に装着される針状部材を介して、前記電池缶内に前記所定量の電解液を注液することを特徴とする電池の電解液供給方法。
- 正極板と負極板がセパレータを挟んで巻回された極板群を収納した電池缶に、電解液を注液するための電池の電解液供給装置であって、
前記電解液を所定量ずつ供給可能な計量手段と、
上部に電解液導出入用開口を有し、前記計量手段から前記開口を介して前記所定量の電解液が供給されるカップ部材と、
前記カップ部材内の前記所定量の電解液を前記開口を介して前記電池缶に注液するために、前記カップ部材を上下方向に旋回させる旋回手段と、
前記カップ部材から前記電池缶に前記電解液を注液する際に、前記カップ部材および前記電池缶を減圧状態に維持するための注液ブースと、
を備えることを特徴とする電池の電解液供給装置。 - 請求項3記載の電解液供給装置において、前記カップ部材を前記電池缶に対して昇降させる昇降手段を備えることを特徴とする電池の電解液供給装置。
- 請求項3記載の電解液供給装置において、前記カップ部材の前記開口端部には、前記所定量の電解液を前記電池缶に注液するための先鋭状注液部が突出形成されることを特徴とする電池の電解液供給装置。
- 請求項3記載の電解液供給装置において、前記カップ部材の前記開口端部には、前記所定量の電解液を前記電池缶に注液するための針状部材が装着されることを特徴とする電池の電解液供給装置。
- 請求項6記載の電解液供給装置において、前記針状部材は、前記カップ部材の前記開口端部との間に間隙を有して配置されることを特徴とする電池の電解液供給装置。
- 請求項3記載の電解液供給装置において、前記カップ部材は、任意の数だけ配置される前記電池缶に対応して複数設けられており、
前記旋回手段は、単一の駆動源と、
前記単一の駆動源の作用下に前記複数のカップ部材を一体的に旋回させるリンクと、
を備えることを特徴とする電池の電解液供給装置。 - 請求項3記載の電解液供給装置において、前記注液ブースは、前記電池缶を収容可能な第1減圧ブースと、
前記第1減圧ブースの上部に密着する第2減圧ブースと、
を備えることを特徴とする電池の電解液供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08176396A JP3928188B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 電池の電解液供給方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08176396A JP3928188B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 電池の電解液供給方法および装置 |
Publications (2)
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