JP5580357B2

JP5580357B2 - 捲回装置

Info

Publication number: JP5580357B2
Application number: JP2012056811A
Authority: JP
Inventors: 洋介上岡
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: JP2013191411A; CN103311577B; CN103311577A; KR20130105221A; KR101396379B1

Description

本発明は、例えば二次電池等に内蔵される捲回素子を得るための捲回装置に関するものである。

例えば、リチウムイオン電池等の二次電池として用いられる電池素子は、正極活物質が塗布された正電極シートと、負極活物質が塗布された負電極シートとが、絶縁材からなる２枚のセパレータを介して重ね合わされた状態で捲回されて製造される。

電池素子を捲回する捲回装置としては、それぞれ原反から個別に搬送される電極シート及びセパレータを一対のニップローラにより挟持し重ね合わせた状態で巻芯へ供給するニップローラ方式を採用したものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

ニップローラ方式を採用した捲回装置では、例えば図５に示すように、巻芯９０にセパレータ９１を所定量巻き付けた後、当該セパレータ９１が通る一対のニップローラ９２Ａ・９２Ｂ間に電極シート９３を挿し込む。これと同時に一対のニップローラ９２Ａ・９２Ｂを閉じると、セパレータ９１及び電極シート９３が重ね合わされた状態で一対のニップローラ９２Ａ・９２Ｂ間に挟持された状態となる。かかる状態で巻芯９０によるセパレータ９１の捲回を続けると、電極シート９３は、セパレータ９１との間の摩擦力によりセパレータ９１に引っ張られるようにして、巻芯９０の方へと引っ張られていく。そして、電極シート９３が巻芯９０に所定量巻き付けられた段階で一対のニップローラ９２Ａ・９２Ｂを開放する。その後は、セパレータ９１及び電極シート９３に対しそれぞれ適切なテンション（張力）を付与しつつ、巻芯９０よる捲回を行う。

特開２００９−１８１８３２号公報

しかしながら、ニップローラ方式では、電極シート９３が巻芯９０に巻き付く前の捲回初期段階において、一対のニップローラ９２Ａ・９２Ｂ間にセパレータ９１及び電極シート９３を挟持しつつ、セパレータ９１のみを巻芯９０で引っ張ることとなる。

このため、捲回初期段階において、巻芯９０とニップローラ９２Ａ・９２Ｂの間に位置するセパレータ９１に対しては、当該セパレータ９１に対し上流側からかかるテンション（例えば５００ｇ）に加え、電極シート９３との間の摩擦力により、当該電極シート９３に対し上流側からかかるテンション（例えば１０００ｇ）を合せたテンション（例えば１５００ｇ）がかかってしまうこととなる。

このように、捲回初期段階のセパレータ９１に対し、必要以上のテンションがかかってしまうと、種々の不具合が生じるおそれがある。

例えば、セパレータ９１が伸びてしまうおそれがある。セパレータ９１が伸びると、イオンが通る孔が広がるため、正負両電極シート９３間で短絡を起こすおそれがある。

また、セパレータ９１に対し必要以上のテンションがかかった状態で捲回が行われると、巻締まりが発生するおそれがある。巻締まりが発生すると、捲回後に電池素子を巻芯９０から取外す際、抵抗が強くなり、最内周のセパレータ９１が外に飛び出してしまうなど、適正な形状を維持することが難しくなるおそれがある。

結果として、電池素子の品質低下を招くおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、捲回初期段階にセパレータにかかる負荷を軽減し、得られる捲回素子の品質向上を図ることのできる捲回装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．活物質の塗布された帯状の電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータとを重ね合わせて捲回する捲回装置であって、
自身の中心軸を回転軸として回転し前記電極シート及びセパレータを捲回可能な巻芯と、
前記電極シートを搬送するシート搬送手段と、
前記シート搬送手段により搬送される電極シートに対し所定の張力を付与可能なシート用張力付与手段と、
前記セパレータを搬送するセパレータ搬送手段と、
前記セパレータ搬送手段により搬送されるセパレータに対し所定の張力を付与可能なセパレータ用張力付与手段と、
前記シート搬送手段から供給される電極シートと、前記セパレータ搬送手段から供給されるセパレータとを重ね合わせた状態で挟持しつつ、前記巻芯に対して供給可能な一対のニップローラと、
前記一対のニップローラのうち、少なくとも一方のニップローラの回転を制御する回転制御手段とを備え、
少なくとも前記巻芯に対し前記セパレータが巻付けられ、前記電極シートと前記セパレータとが重ね合わされた状態で前記ニップローラに挟持された後段階から、前記巻芯に対し前記電極シートが巻付けられる前段階までの捲回初期段階に、前記巻芯と前記ニップローラの間において前記セパレータにかかる張力を弱めるように前記ニップローラを回転制御することを特徴とする捲回装置。

上記手段１によれば、捲回初期段階に、巻芯とニップローラの間においてセパレータにかかる張力を弱めるようにニップローラを回転制御（例えば巻芯と同期して回転）することにより、当該セパレータに対し、必要以上の張力がかかってしまうおそれを低減することができる。結果として、セパレータの伸びや、巻締まりの発生を抑制し、得られる捲回素子の品質向上を図ることができる。

尚、従来、ニップローラが、電極シートの供給方向に沿って回転可能となる一方で、前記供給方向と逆方向に沿って回転不能となる機構（ワンウェイクラッチ）を備えた構成も存在する。かかる構成では、ニップローラが停止している場合には、セパレータに対し必要以上の張力がかからなくなり、有効であるが、ニップローラが回転し、セパレータ及び電極シートが搬送されている状況においては、上記同様の不具合が発生するおそれがある。これに対し、本手段によれば、ニップローラが回転し、セパレータのみを巻き取っている最中であっても、当該セパレータにかかる張力を軽減することができる。

手段２．前記回転制御手段は、前記ニップローラを所定のトルクで回転させるトルク制御を行うトルク制御手段であることを特徴とする手段１に記載の捲回装置。

上記手段２によれば、シート用張力付与手段により付与される張力を相殺するように、ニップローラを所定のトルクで回転させるトルク制御を行うことにより、巻芯とニップローラの間におけるセパレータに対しかかる張力を、セパレータ用張力付与手段により付与される本来必要な適切な張力のみとすることができる。かかる構成により、例えば巻芯と同期してニップローラを回転させるような構成等に比べ、制御や装置の簡素化を図ることができる。

手段３．前記ニップローラは、前記電極シート及び前記セパレータの供給方向に沿って回転可能となる一方で、前記供給方向と逆方向に沿って回転不能となるよう構成されていることを特徴とする手段１又は２に記載の捲回装置。

上記手段３によれば、ニップローラが停止している状態においても、セパレータに対しかかる必要以上のテンションを弱めることができ、上記不具合の発生をさらに低減し、さらなる品質向上を図ることができる。

捲回装置の概略構成図である。電池素子の構成を示す断面模式図である。電池素子の捲回工程を示すフローチャートである。トルク制御したニップローラによるセパレータ及び電極シートの送り動作を説明するための模式図である。従来のニップローラによるセパレータ及び電極シートの送り動作を説明するための模式図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の捲回装置によって得られる捲回素子としてのリチウムイオン電池素子の構成について説明する。

図２に示すように、リチウムイオン電池素子１（以下、単に「電池素子１」という）は、２枚のセパレータ２，３を介して、正電極シート４及び負電極シート５が重ね合わされた状態で捲回されることで製造される。尚、図２においては、説明の便宜上、セパレータ２，３及び電極シート４，５（以下、これらを総称する場合は「各種シート２〜５」という）の相互の間隔をあけて示している。

セパレータ２，３は、それぞれ同一の幅を有する帯状をなしており、異なる電極シート４，５同士が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止すべく、ポリプロピレン（ＰＰ）等の絶縁体により構成されている。

電極シート４，５は、薄板状の金属シートよりなり、セパレータ２，３と略同一の幅を有している。また、電極シート４，５の表裏両面には活物質が塗布されている。正電極シート４には例えばアルミニウム箔シートが用いられ、その表裏両面に正極活物質が塗布されている。負電極シート５には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に負極活物質が塗布されている。そして、当該活物質を介して、正電極シート４及び負電極シート５間におけるイオン交換ができるようになっている。より詳しくは、充電時には、正電極シート４側から負電極シート５側へとイオンが移動し、放電時には、負電極シート５側から正電極シート４側へとイオンが移動する。

また、正電極シート４の幅方向一端縁からは図示しない複数の正極リードが延出するとともに、負電極シート５の幅方向他端縁からは図示しない複数の負極リードが延出している。

リチウムイオン電池を得るに際しては、捲回された電池素子１が金属製で筒状をなす電池容器（図示せず）内に配設されるとともに、前記正極リード及び負極リードがそれぞれまとめられる。そして、まとめられた正極リードを正極端子部品（図示せず）に接続するとともに、同じくまとめられた負極リードを負極端子部品（図示せず）に接続し、両端子部品が前記電気容器の両端開口に塞ぐように設けられることで、リチウムイオン電池を得ることができる。

次に、電池素子１を製造するための捲回装置１０について説明する。

図１に示すように、捲回装置１０は、各種シート２〜５を捲回するための捲回部１１と、正電極シート４を供給する正電極シート供給機構３１と、負電極シート５を供給する負電極シート供給機構４１と、セパレータ２，３をそれぞれ供給するセパレータ供給機構５１，６１とを備えている。尚、上記捲回部１１や各供給機構３１，４１，５１，６１など、捲回装置１０内の各種機構は、制御装置８６（図４参照）により動作制御される構成となっている。電極シート供給機構３１，４１がシート搬送手段を構成し、セパレータ供給機構５１，６１がセパレータ搬送手段を構成する。

正電極シート供給機構３１は、正電極シート４がロール状に捲回されてなる正電極シート原反３２と、正電極シート４を後述する一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ間へ送り出すための一対の繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂと、正電極シート４を切断するためのシート切断カッタ３４とを備えている。

正電極シート原反３２は、軸ローラ３２ａの周囲にロール状に捲回されている。軸ローラ３２ａは定トルクモータ等の軸ローラ駆動手段によりトルク制御され、ここから引き出される正電極シート４に対して所定のテンション（張力）を付与可能に構成されている。軸ローラ３２ａやこれを駆動する軸ローラ駆動手段等によりシート用張力付与手段が構成される。

一対の繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂは、それぞれサーボモータ等の繰出しローラ駆動手段により回転制御可能に構成されると共に、図示しないエアシリンダ等の駆動手段により上下動可能に構成されている。これにより、一対の繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂは、正電極シート４を挟持する閉状態と、正電極シート４を開放する開状態とに開閉動作可能となる。

そして、正電極シート４を一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ間へ送り出す際には、一対の繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂにより正電極シート４を挟持しつつ、各繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂが回転することで、正電極シート４を正電極シート原反３２から引き出しつつ、一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ間へ送り出する。

シート切断カッタ３４は、正電極シート４の上下に位置する一対の刃部からなる。正電極シート４の切断は、一対の繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂにより正電極シート４が挟持された状態で行われる。

負電極シート供給機構４１は、正電極シート供給機構３１と同様、負電極シート原反４２、軸ローラ４２ａ、一対の繰出しローラ４３Ａ・４３Ｂ、シート切断カッタ４４などを備えている。尚、一対の繰出しローラ４３Ａ・４３Ｂなど、負電極シート供給機構４１の各種構成は、正電極シート供給機構３１と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

セパレータ供給機構５１，６１は、それぞれセパレータ２，３がロール状に捲回されてなるセパレータ原反５２，６２を備えている。

セパレータ原反５２，６２は、それぞれ軸ローラ５２ａ，６２ａの周囲にロール状に捲回されている。軸ローラ５２ａ，６２ａは定トルクモータ等の軸ローラ駆動手段によりトルク制御され、ここから引き出されるセパレータ２，３に対して所定のテンションを付与可能に構成されている。軸ローラ５２ａ，６２ａやこれを駆動する軸ローラ駆動手段等により、セパレータ用張力付与手段が構成される。

セパレータ２，３は、それぞれ一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ間，８１Ａ・８１Ｂ間を通して捲回部１１へ供給される。

一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂのうち、一方のニップローラ７１Ａ，８１Ａは、それぞれサーボモータ８５（図４参照）によりトルク制御されると共に、図示しないエアシリンダ等の駆動手段により上下動可能に構成された可動ローラとなっている。サーボモータ８５が回転制御手段（トルク制御手段）を構成する。

他方のニップローラ７１Ｂ，８１Ｂは、位置を変位させることなく、自由回転可能に軸支され、ニップローラ７１Ａ，８１Ａの回転動作や搬送されるセパレータ２，３等に従動して回転する固定ローラとなっている。

これにより、一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂは、セパレータ２，３及び電極シート４，５を挟持する閉状態と、これらを開放する開状態とに開閉動作可能となる。

また、各種シート２〜５の供給経路の途中には、各種シート２〜５を案内するための各種ガイドローラ（符号略）等も設けられている。

次に捲回部１１の構成について説明する。図１に示すように、捲回部１１は、回転可能に設けられた円盤状のターレット１２と、当該ターレット１２の回転方向に１８０°間隔で設けられた２つの巻芯１３，１４と、セパレータ２，３を切断するためのセパレータカッタ１６とを備えている。

巻芯１３，１４は、それぞれ自身の外周側において各種シート２〜５を巻取るためのものであり、自身の中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。また、巻芯１３，１４は、ターレット１２の軸線方向に沿って、当該ターレット１２に対し出没可能に設けられている。

巻芯１３，１４は、それぞれ自身の軸線方向に沿って延びる一対の芯片から構成されており、当該一対の芯片間にセパレータ２，３を挟持可能に構成されている。

巻芯１３，１４は、ターレット１２が回転することにより、捲回ポジションＰ１と、取外しポジションＰ２との間を旋回移動可能に構成されている。

捲回ポジションＰ１は、巻芯１３，１４に対し各種シート２〜５を捲回するポジションであり、当該捲回ポジションＰ１に対し上記各供給機構３１，４１，５１，６１からそれぞれ各種シート２〜５が供給されることとなる。

取外しポジションＰ２は、捲回後の各種シート２〜５、すなわち電池素子１の取外しを行うためのポジションである。

取外しポジションＰ２の周辺部には、捲回後の各種シート２〜５がばらけるのを抑えるための押えローラ（図示略）や、巻芯１３，１４から電池素子１の取外しを行うための取外装置（図示略）等が設けられている。

セパレータカッタ１６は、捲回ポジションＰ１の近傍において上下動し、ターレット１２に接近しセパレータ２，３を切断する切断位置と、ターレット１２から離間し巻芯１３，１４の移動を妨げない退避位置とへ移動可能に構成されている。

次に、上記捲回装置１０を用いた電池素子１の捲回手順について、図１に示す捲回装置１０の概略構成図、及び、図３のフローチャートを参照して詳しく説明する。

尚、図１では、捲回ポジションＰ１にて各種シート２〜５を捲回した一方の巻芯１４が取外しポジションＰ２へ移動すると共に、新たに捲回ポジションＰ１へ移動した他方の巻芯１３がセパレータ２，３を挟持した状態を示している。

図１に示した状態から、取外しポジションＰ２の巻芯１４と、捲回ポジションＰ１の巻芯１３との間でセパレータ２，３を切断した後、捲回ポジションＰ１にて新たな電池素子１の捲回が開始される。尚、この段階においては、一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂは開状態となっており、当該一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂ間を通るセパレータ２，３に対し、力がかからない状態となっている。従って、セパレータ２，３は、セパレータ原反５２，６２から所定のテンション（本実施形態では５００ｇ）を付与されつつ、巻芯１３に捲回されていくこととなる。

そして、セパレータ２，３が巻芯１３に所定長だけ巻付けられると、巻芯１３が一旦停止し、繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂ，４３Ａ・４３Ｂを回転させ、電極シート４，５を繰出す〔ステップＳ１〕。

電極シート４，５の先端がニップローラ７１Ａ・７１Ｂ間，８１Ａ・８１Ｂ間に達したところで、繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂ，４３Ａ・４３Ｂを停止すると共に〔ステップＳ２〕、ニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂを閉状態とし、電極シート４，５をセパレータ２，３と重ね合わせた状態で挟持する〔ステップＳ３〕。

これに合わせて、繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂ，４３Ａ・４３Ｂを開状態とし、電極シート４，５を開放する〔ステップＳ４〕。これにより、電極シート原反３２，４２からニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂにかけて、電極シート４，５に対し、所定のテンション（本実施形態では１０００ｇ）が付与された状態となる。

続いて、巻芯１３を再び回転させると共に〔ステップＳ５〕、サーボモータ８５がトルク制御を行いつつ、ニップローラ７１Ａ，８１Ａを回転させる〔ステップＳ６〕。ここで、トルク制御を行うことにより、ニップローラ７１Ａ・７１Ｂ（８１Ａ・８１Ｂ）は、セパレータ２及び電極シート４（セパレータ３及び電極シート５）を重ね合わせた状態で挟持しつつ、所定のトルク（本実施形態では、１０００ｇ）で巻芯１３の方へ送り出す。結果として、図４に示すように、電極シート原反３２，４２からかかるテンションが相殺された状態となる。つまり、巻芯１３とニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂとの間で、セパレータ２，３にかかるテンションが、セパレータ原反５２，６２とニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂとの間でセパレータ２，３にかかるテンションと同じ５００ｇとなる。

そして、電極シート４，５が巻芯１３に巻付けられていくと、ニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂを開状態とし、トルク制御を終了する〔ステップＳ７〕。これにより、これ以後、セパレータ２，３に対し、それぞれセパレータ原反５２，６２から所定のテンション（５００ｇ）が付与され、電極シート４，５に対し、それぞれ電極シート原反３２，４２から所定のテンション（１０００ｇ）が付与されつつ、各種シート２〜５が重ね合わされた状態で巻芯１３に捲回されていくこととなる。

巻芯１３に対し各種シート２〜５が所定長巻付けられると、巻芯１３の回転動作が一旦停止する〔ステップＳ８〕。かかる状態で、繰出しローラ３３Ａ・３３Ｂ，４３Ａ・４３Ｂが閉状態となり〔ステップＳ９〕、電極シート４，５が把持された上で、シート切断カッタ３４，４４により切断される〔ステップＳ１０〕。

電極シート４，５の切断が終了すると、巻芯１３が所定量回転し、セパレータ２，３と共に電極シート４，５の終端部分（巻き残し部分）を巻取る〔ステップＳ１１〕。

電極シート４，５の終端部分の巻取りが完了すると、セパレータ２，３を切断することなく、ターレット１２が回転する〔ステップＳ１２〕。これにより、一方の巻芯１３がセパレータ２，３を引き出しつつ、取外しポジションＰ２側へと移動すると共に、他方の巻芯１４がターレット１２に対し没入した状態で捲回ポジションＰ１側へと移動する。

そして、巻芯１３，１４がそれぞれ取外しポジションＰ２，捲回ポジションＰ１に達すると、ターレット１２が停止すると共に、捲回ポジションＰ１にてターレット１２から巻芯１４が突出し、セパレータ２，３をまとめて把持する〔ステップＳ１３〕。同時に、取外しポジションＰ２にて、巻芯１３に対し図示しない押えローラが接近し、セパレータ２，３の終端部近傍を押える。

この状態でセパレータカッタ１６が作動し、取外しポジションＰ２の巻芯１３と、捲回ポジションＰ１の巻芯１４との間でセパレータ２，３を切断する〔ステップＳ１４〕。

当該切断後、前記押えローラにより、セパレータ２，３の終端部近傍を押えた状態で、取外しポジションＰ２の巻芯１３が回転し、セパレータ２，３の終端部分を巻取る〔ステップＳ１５〕と共に、セパレータ２，３の終端部分を固定テープ（図示略）により巻止めすることにより、各種シート２〜５の捲回作業が完了し、電池素子１が完成する。当該電池素子１は、図示しない取外装置により巻芯１３から取り外される。

なお、上記セパレータ２，３の切断後には、取外しポジションＰ２におけるセパレータ２，３の終端部分の巻取作業を行う同時に、捲回ポジションＰ１において、巻芯１４を回転させ、当該巻芯１４が把持したセパレータ２，３の始端部分の巻取りを開始する。

以降、上述した工程が繰り返し行われ、巻芯１３，１４に対し各種シート２〜５が交互に捲回されることにより、電池素子１が順次製造されていくこととなる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、捲回初期段階において、ニップローラ７１Ａ，８１Ａがサーボモータ８５によりトルク制御される構成となっている。これにより、電極シート原反３２，４２からかかるテンションが相殺される。つまり、巻芯１３とニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂの間におけるセパレータ２，３に対しかかるテンションが、セパレータ原反５２，６２により付与される本来必要な適切なテンションのみとなる。結果として、セパレータ２，３の伸びや、巻締まりの発生を抑制し、得られる電池素子１の品質向上を図ることができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、捲回装置１０によって、リチウムイオン電池の電池素子１が製造されているが、捲回装置１０によって製造される捲回素子はこれに限定されるものではなく、例えば、電解コンデンサの捲回素子等を製造することとしてもよい。

（ｂ）上記実施形態では、巻芯コアを有しないタイプの電池素子１を得る場合について具体化されているが、電池素子１が巻芯コアを具備する場合について具体化してもよい。つまり、巻芯コアを巻芯１３，１４に取着し、当該巻芯コアの周囲に各種シート２〜５を捲回する構成としてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、断面略円形状の巻芯１３，１４を採用しているが、巻芯１３，１４の形状はこれに限定されるものではなく、例えば断面楕円形状、断面長円形状、断面多角形状、断面扁平状など、断面非円形状の巻芯を採用してもよい。

（ｄ）セパレータ２，３や電極シート４，５の材質は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、セパレータ２，３をＰＰにより形成することとしているが、他の絶縁性材料によってセパレータ２，３を形成することとしてもよい。

（ｅ）上記実施形態において、捲回部１１が、２つの巻芯１３，１４を備えた構成となっているが、巻芯の数はこれに限定されるものではなく、３つ以上の巻芯を備えた構成としてもよい。

（ｆ）上記実施形態では、巻芯１３，１４が一対の芯片により構成され、当該一対の芯片によりセパレータ２，３を挟持する構成となっているが、セパレータ２，３を固定する固定手段は、かかる構成に限定されるものではない。

例えば、棒状の巻芯にスリットを形成し、当該スリットにセパレータ２，３を挿し込んだ上で巻芯を幾分回転させることでセパレータ２，３を固定する構成としてもよい。また、セパレータ２，３が樹脂材料等により構成されている場合には、巻芯コア等に対し当該セパレータ２，３を熱溶着等してもよい。勿論、巻芯コアに対しテープ接着してもよい。

（ｇ）上記実施形態では、ニップローラ７１Ａ，８１Ａをサーボモータ８５によりトルク制御する構成となっているが、これに限らず、例えばニップローラ７１Ａ，８１Ａを巻芯１３，１４と同期回転させることにより、巻芯１３とニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂの間におけるセパレータ２，３に対しかかるテンションを弱める構成としてもよい。

（ｈ）上記実施形態では、特に言及していないが、ニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂが、セパレータ２，３及び電極シート４，５の供給方向に沿って回転可能となる一方で、前記供給方向と逆方向に沿って回転不能となる機構（ワンウェイクラッチ）を備えた構成としてもよい。かかる構成とすることにより、ニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂが停止している状態においても、セパレータ２，３に対しかかる必要以上のテンションを弱めることができる。

（ｉ）上記実施形態では、一対のニップローラ７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂのうち、一方のニップローラ７１Ａ，８１Ａのみを回転制御する構成となっているが、これに加えて、他方のニップローラ７１Ｂ，８１Ｂも回転制御する構成としてもよい。

（ｊ）上記実施形態では、電極シート４，５に対して電極シート原反３２，４２の軸ローラ３２ａ，４２ａからテンションが付与され、セパレータ２，３に対してセパレータ原反５２，６２の軸ローラ５２ａ，６２ａからテンションが付与される構成となっている。これに限らず、例えば軸ローラ３２ａ等を自由回転可能に設けると共に、電極シート供給機構３１，４１やセパレータ供給機構５１，６１の経路途中に別途、張力付与機構を備えた構成としてもよい。

１…電池素子、２，３…セパレータ、４…正電極シート、５…負電極シート、１０…捲回装置、１１…捲回部、１２…ターレット、１３，１４…巻芯、３１…正電極シート供給機構、３２…正電極シート原反、３２ａ…軸ローラ、４１…負電極シート供給機構、４２…負電極シート原反、４２ａ…軸ローラ、５１，６１…セパレータ供給機構、５２，６２…セパレータ原反、５２ａ，６２ａ…軸ローラ、７１Ａ・７１Ｂ，８１Ａ・８１Ｂ…ニップローラ、８５…サーボモータ。

Claims

活物質の塗布された帯状の電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータとを重ね合わせて捲回する捲回装置であって、
自身の中心軸を回転軸として回転し前記電極シート及びセパレータを捲回可能な巻芯と、
前記電極シートを搬送するシート搬送手段と、
前記シート搬送手段により搬送される電極シートに対し所定の張力を付与可能なシート用張力付与手段と、
前記セパレータを搬送するセパレータ搬送手段と、
前記セパレータ搬送手段により搬送されるセパレータに対し所定の張力を付与可能なセパレータ用張力付与手段と、
前記シート搬送手段から供給される電極シートと、前記セパレータ搬送手段から供給されるセパレータとを重ね合わせた状態で挟持しつつ、前記巻芯に対して供給可能な一対のニップローラと、
前記一対のニップローラのうち、少なくとも一方のニップローラの回転を制御する回転制御手段とを備え、
少なくとも前記巻芯に対し前記セパレータが巻付けられ、前記電極シートと前記セパレータとが重ね合わされた状態で前記ニップローラに挟持された後段階から、前記巻芯に対し前記電極シートが巻付けられる前段階までの捲回初期段階に、前記巻芯と前記ニップローラの間において前記セパレータにかかる張力を弱めるように前記ニップローラを回転制御することを特徴とする捲回装置。
前記回転制御手段は、前記ニップローラを所定のトルクで回転させるトルク制御を行うトルク制御手段であることを特徴とする請求項１に記載の捲回装置。
前記ニップローラは、前記電極シート及び前記セパレータの供給方向に沿って回転可能となる一方で、前記供給方向と逆方向に沿って回転不能となるよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の捲回装置。