JP5932619B2 - Manufacturing method of multilayer secondary battery and suction pad used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、例えばラミネート型で且つ積層型の二次電池の製造方法とそれに用いる吸着パッドに関する。 The present invention relates to adsorption pad manufacturing method and Ru used it and stack secondary battery, for example, a laminate type.
例えばラミネート型のリチウムイオン二次電池に代表される積層型二次電池として、発電要素であるいわゆる片タブタイプの正極(陽極)電極シートと負極(陰極)電極シートとをそれら両者の間にセパレータを介在させながら複数組積層したものが知られている。 For example, as a laminated type secondary battery represented by a laminated type lithium ion secondary battery, a so-called one-tab type positive electrode (anode) electrode sheet and negative electrode (cathode) electrode sheet, which are power generation elements, are separated between them. A structure in which a plurality of sets are laminated while interposing a film is known.
そして、かかる積層型二次電池の製造方法として、例えば特許文献1には、最初に吸着手段にてセパレータを吸着支持したならばそれと重ね合わせるように負極電極シートを吸着支持した上で、それらのセパレータと負極電極シートとをセットにして積層位置にあるパレットに積層し、続いて、吸着手段にてセパレータを吸着支持したならばそれと重ね合わせるように正極電極シートを吸着支持した上で、それらのセパレータと正極電極シートとをセットにしてパレットに積層し、かかるそれぞれの工程を交互に繰り返すことで、負極電極シート、セパレータおよび正極電極シートの三者を必要枚数だけ積層するようにしたものが記載されている。
And as a manufacturing method of such a laminated type secondary battery, for example, in
上記のような負極電極シート、セパレータおよび正極電極シートの三者の積層を繰り返す過程において、例えばセパレータに金属製の微細な異物(いわゆる金属コンタミ)が付着することがあるほか、吸着手段が帯電することがある。そして、吸着手段が帯電していると、吸着支持すべきセパレータに吸着手段を近付けた際に上記異物との間でスパークして、吸着支持すべきセパレータの位置ひいてをセパレータをパレット上に置く位置がずれて、品質上の不具合を招くことになって好ましくない。 In the process of repeating the three layers of the negative electrode sheet, the separator, and the positive electrode sheet as described above, for example, fine metallic foreign matters (so-called metal contamination) may adhere to the separator, and the adsorbing means is charged. Sometimes. When the suction means is charged, when the suction means comes close to the separator to be sucked and supported, it sparks with the foreign matter, and the position of the separator to be sucked and supported is placed on the pallet. It is not preferable because the position is shifted and a defect in quality is caused.
本発明はこのような課題に着目してなされたもので、とりわけ積層型二次電池の製造過程において二次的不具合の原因となる吸着手段の帯電を未然に防止することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems, and it is an object of the present invention to prevent charging of the adsorbing means, which causes secondary problems, particularly in the manufacturing process of a stacked secondary battery.
本発明は、正極シートと負極シートとの間にセパレータを介在させながらそれらの要素を積層するようにした積層型二次電池の製造方法であって、少なくとも待機位置にあるセパレータを吸着手段にて吸着支持した上で上記正極シートまたは負極シートの上に移載して解放することで積層するに際して、上記吸着手段のうち少なくともセパレータと接触する吸着面が非金属の導電性材料で形成されていて、この吸着面が予め接地されていることにより、吸着手段の除電を行うものとした。 The present invention is a manufacturing method of a stacked secondary battery so as to product layer those elements while interposing a separator between the positive electrode sheet and negative electrode sheet, the suction means a separator in at least the standby position in laminated by releasing and transferred onto the positive electrode sheet or negative electrode sheet in terms of the adsorbed supporting Te, formed of a conductive material of the suction surface is non-metallic in contact with at least the separator of the suction means Te, by the suction surface it is grounded beforehand were as Umo line static elimination of the adsorption means.
本発明によれば、正極シートと負極シートとの間にセパレータを介在させながらそれらの要素をパレットに積層する過程において、特定のタイミングで吸着手段の除電を行うことにより、その吸着手段の帯電を抑制して、例えばセパレータに金属の異物が付帯しているような場合でも、スパークによるセパレータの位置ずれを未然に防止することができ、積層型二次電池の品質向上に寄与できる。 According to the present invention, in the process of laminating the elements on the pallet while interposing the separator between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, the adsorption means is charged at a specific timing, thereby charging the adsorption means. For example, even when a metal foreign object is attached to the separator, it is possible to prevent the position of the separator from being displaced due to sparks, and to contribute to improving the quality of the stacked secondary battery.
図1〜3は本発明が前提としている積層型二次電池の製造方法を参考例として示す図で、図1は発電要素である正極電極シート(以下、単に「正極シート」と言う。)11と負極電極シート(以下、単に「負極シート」と言う。)12およびそれら両者の間に介在されるセパレータ13との相対位置関係を示し、図2は上記発電要素を複数段にわたって積層する積層工程の概略的な平面図を示している。
1-3 in shown to view the method for manufacturing a laminated type secondary battery to which the present invention is premised as reference example 1 positive electrode sheet as an electricity-generating element (hereinafter, simply referred to as "positive electrode sheet".) 11 shows a relative positional relationship between a negative electrode sheet 11 (hereinafter simply referred to as “negative electrode sheet”) 12 and a
図1に示すように、積層型二次電池の発電要素は、幅狭のリード部となるタブ11aを有する矩形状の正極シート11aと、同じく幅狭のリード部となるタブ12aを有する矩形状の負極シート12とを、それらの間に一回り大きな同じく矩形状のセパレータ13を挟み込みながら所定枚数だけ交互に積層したものである。そして、これらの発電要素は周知のように図示しない外装シートである二枚のラミネートフィルムによって封止され、内部には電解液が封入されることになる。
As shown in FIG. 1, the power generation element of the stacked secondary battery includes a rectangular
なお、正極シート11および負極シート12は共に例えばアルミニウムまたは銅その他の金属箔からなる集電体を母体とするものであって、いずれも幅狭のタブ11a,12aを集電体露出部または活物質未塗布部として残して、正極シート11については集電体上に正極活物質層が、負極シート12については集電体上に負極活物質層がそれぞれ形成されているものである。また、セパレータ13は絶縁性と通気性とを有する高分子フィルム製のものである。
Each of the
図2に示した積層工程では、積層位置に積層台10があり、積層台10上には正極シート11と負極シート12との間にセパレータ13を介在させながらそれらの要素を複数段にわたって積層するための母体となる可搬式のパレットPが外部から投入されて位置決めされる。
In the laminating process shown in FIG. 2, there is a laminating table 10 at the laminating position, and these elements are stacked in a plurality of stages while a
積層台10に近接したその周囲には、正極シート待機位置として機能する正極シート待機台1と、負極シート待機位置として機能する負極シート待機台2と、セパレータ待機位置として機能するセパレータ待機台3と、がそれぞれに用意されている。そして、正極シート待機台1には同一サイズの正極シート11を所定枚数だけ積層してなる正極シートスタックS1が、負極シート待機台2には同様に負極シートスタックS2がそれぞれに位置決め載置されている。同様に、セパレータ待機台3にはセパレータスタックS3が位置決め載置されている。
In the vicinity of the stacking table 10, there are a positive electrode sheet standby table 1 that functions as a positive electrode sheet standby position, a negative electrode sheet standby table 2 that functions as a negative electrode sheet standby position, and a separator standby table 3 that functions as a separator standby position. , Are prepared for each. A positive electrode sheet stack S1 in which a predetermined number of
さらに、正極シート待機台1とセパレータ待機台3との間には搬送手段たるハンドリングロボット4が、同様に負極シート待機台2とセパレータ待機台3との間には搬送手段たるハンドリングロボット5がそれぞれに用意されている。それぞれのハンドリングロボット4,5のアーム先端には、後述する図3に示すように、例えば少なくとも吸着面が樹脂材料またはゴムあるいは非金属の多孔質材料等から構成された吸着手段としての吸着パッド6が装着されている。
Further, a
そして、先に述べたように、積層台10上にパレットPが位置決めされている状態で、一方のハンドリングロボット5は負極シート待機台2上の負極シートスタックS2から最上位の一枚の負極シート12を吸着支持した上で、これを積層台10側まで搬送して、その積層台10上のパレットPに積層する。
As described above, in the state where the pallet P is positioned on the stacking table 10, one
パレットPに一枚の負極シート12を積層すると、ハンドリングロボット5はセパレータ待機台3側に移動し、セパレータ待機台3上のセパレータスタックS3から最上位の一枚のセパレータ13を吸着支持した上で、これを積層台10側まで搬送して、その積層台10上のパレットPに積層する。すなわち、先にパレットP上に置かれている負極シート12の上に重ね合わせるようにしてセパレータ13を置くことになる。
When one
こうして一枚の負極シート12とセパレータ13の積層を終えると、一方のハンドリングロボット5は待機状態となり、代わってもう一方のハンドリングロボット4が作動して、正極シート11の積層とセパレータ13の積層とを実行することになる。
When the lamination of one
すなわち、ハンドリングロボット4は最初に正極シート待機台1上の正極シートスタックS1から最上位の一枚の正極シート11を吸着支持した上で、これを積層台10側まで搬送して、その積層台10上のパレットPに積層する。つまり、先にパレットP上に置かれているセパレータ13の上に重ね合わせるようにして正極シート11を置くことになる。
That is, the
パレットPに一枚の正極シート11を積層すると、ハンドリングロボット4はセパレータ待機台3側に移動し、セパレータ待機台3上のセパレータスタックS3から最上位の一枚のセパレータ13を吸着支持した上で、これを積層台10側まで搬送して、その積層台10上のパレットPに積層する。すなわち、先にパレットP上に置かれている正極シート11の上に重ね合わせるようにしてセパレータ13を置くことになる。
When one
このように、一方のハンドリングロボット5による負極シート12およびセパレータ13の移載動作と、他方のハンドリングロボット4による正極シート11およびセパレータ13の移載動作とを交互に繰り返すとにより、図1に示したように正極シート11と負極シート12とをそれらの間にセパレータ13を挟み込みながら所定枚数だけ交互に、すなわち正極シート11とセパレータ13および負極シート12の組み合わせを一組として複数組積層することになる。この結果、一方のハンドリングロボット5は負極シート12とセパレータ13の積層作業を司っていて、他方のハンドリングロボット4は正極シート11とセパレータ13の積層作業を司っていることになる。
As described above, the transfer operation of the
ここで、上記参考例では、負極シート12、セパレータ13、正極シート11の順にパレットPに対してそれぞれの要素を一枚ずつ積層する例を示したが、当然のことながら正極シート11、セパレータ13、負極シート12の順に積層するようにしても良い。また、セパレータ13が通気性を有している点に着目して、吸着パッド6がセパレータ13を吸着支持している状態でさらに負極シート12または正極シート11を吸着支持して、吸着パッド6側にて二枚重ね状態とした上でパレットPに積層することも可能ではある。
Here, in the above reference example , an example in which the respective elements are stacked on the pallet P in the order of the
積層台10上に位置決めされているパレットPに所定枚数の負極シート12と正極シート11およびセパレータ13が積層されると、双方のハンドリングロボット4,5の作動が一旦停止し、積層済みのパレットPが次工程に向けて搬出されるとともに、代わって空載状態のパレットPが搬入されて積層台10上に位置決めされる。以降は上記と同様のそれぞれのハンドリングロボット4,5による動作を繰り返すことになる。故に、上記パレットPは可搬式のもので、且つ繰り返して使用することができるものである。
When a predetermined number of
図3の(A)は負極シート12と正極シート11およびセパレータ13が積層されたパレットPの平面図を示し、また同図(B)は同図(A)のa−aに沿う拡大断面図を示している。
3A shows a plan view of the pallet P in which the
図3に示すように、負極シート12と正極シート11を、セパレータ13を挟み込みながら複数枚積層すると、負極シート12および正極シート11にそれぞれ付帯しているタブ12aまたは11a同士もまた相互に重なり合い、当該タブ12aまたは11aには活物質が塗布されていないばかりでなく、タブ12aまたは11a同士の間にはセパレータ13が介在していないこともあって、タブ12aまたは11a同士の積層部分ではいわゆる「だれ」を生じることになる。なお、図3の(B)では構造上の理解を容易にするために負極シート12および正極シート11の厚み等を誇張して描いてあるとともに、それらの負極シート12および正極シート11の積層枚数も実際のものとは異なる。
As shown in FIG. 3, when the
そこで、上記パレットPのうち負極シート12および正極シート1のタブ12a,11aに相当する部分にそれぞれに独立した金属製の接地端子7,8を設けてあるとともに、パレットPが位置決めされる積層台10にも端子9を設けてあり、積層台10側の端子9が予め接地されている。これにより、積層台10にパレットPが位置決めされた時には、パレットP側の接地端子9と積層台10側の端子7,8とが導通し、結果として可搬式のパレットPのうち少なくとも接地端子7,8は積層台10への位置決めをもって直ちに接地されることになる。このことは、図3の(B)に示すように、パレットP上に負極シート12と正極シート11が交互に積層されると、それらの負極シート12および正極シート11に付帯しているタブ12aおよびタブ11a同士も互いに積層されながら接地端子7または8に接触して導通し、結果としてタブ12a同士およびタブ11a同士はパレットP側の接地端子7または8と積層台10側の端子9とを介して接地されることになる。
Therefore, the pallet P is provided with independent
この場合において、パレットP上に積層された負極シート12や正極シート11に付帯しているタブ12a同士およびタブ11a同士を接地端子7または8に確実に接触させるためには、図3の(B)に示すように、積層台10にプッシャー14を用意しておき、タブ12a同士およびタブ11a同士を接地端子7または8に対して押し付けることが望ましい。
In this case, in order to ensure that the
したがって、図3の(A),(B)に示すように、積層台10上のパレットPに対して負極シート12とセパレータ13および正極シート11の積層作業を繰り返し行う過程において、吸着パッド6が吸着支持している負極シート12または正極シート11をパレットP上に載せると、その負極シート12または正極シート11に付帯しているタブ12aまたは11aがパレットP側の接地端子7または8に接触することで、負極シート12または正極シート11を解放するまでの間に、負極シート12または正極シート11を介して吸着パッド6がその都度接地されることになる。したがって、吸着パッド6が帯電しているような場合でも、吸着パッド6が有している電位は上記接地をもって接地電流としてその都度放散または拡散されて除電されることになる。
Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, in the process of repeatedly stacking the
また、パレットP上に既に積層されている負極シート12または正極シート11の上にセパレータ13を重ね合わせる場合、万が一そのセパレータ13に金属製の微細な異物が付着していたとしても、パレットP上に積層されている負極シート12はたは正極シート11は接地端子7または8を介して既に接地されているので、セパレータ13と接触した際にスパークすることもない。
Further, when the
さらに、吸着パッド6が図2に示したハンドリングロボット4または5の自律動作をもってセパレータ待機台3上の最上位のセパレータ13を吸着支持しようとする場合に、万が一そのセパレータ13に金属製の微細な異物が付着していたとしても、先に述べたように、吸着パッド6はその前にパレットPに負極シート12または正極シート11を積層し終えた段階でその都度除電が行われているので、セパレータ待機台3上のセパレータ13に吸着パッド6を近付けたとしてもスパークするようなおそれはない。
Furthermore, when the
このように上記参考例による製造方法によれば、積層台10上のパレットPに対して吸着パッド6が負極シート12または正極シート11を積層した段階でその都度接地による除電が行われることにより、セパレータ13に万が一金属製の微細な異物が付着していたり、あるいは吸着パッド6が帯電しているような場合でも、セパレータ13に吸着パッド6を近付けた際にスパークすることがなく、セパレータ13の位置ずれ等の二次的不具合を未然に防止することができる。
As described above , according to the manufacturing method according to the above reference example, the static electricity is removed by grounding each time the
図4は本発明に係る積層型二次電池の製造方法のより具体的な実施の形態として、先の参考例における除電技術に代えて用いられる技術の例を示している。そして、同図の(A)は吸着パッド16の断面図を、(B)は同図(A)の下面図をそれぞれ示していて、この実施の形態では、負極シート12、セパレータ13および正極シート11の積層を司る吸着パッド16そのものを常時接地しておくようにしたものである。
FIG. 4 shows an example of a technique used in place of the static elimination technique in the previous reference example as a more specific embodiment of the method for manufacturing a stacked secondary battery according to the present invention . Then, a cross-sectional view of the FIG (A) is
図6に示すように、吸着パッド16は金属または樹脂材料製のパッド本体16aのうち吸着対象物と直接接触することになる吸着面16cを含む先端部16bを所定厚みの導電性ゴムにて形成するとともに、その先端部16bの背面側には通路17を介して負圧源に連通するチャンバー部18を形成し、さらには先端部16bには吸着面16cに臨む複数の吸気穴19を形成したものである。そして、先端部16bは導線20をもって常時接地してある。
As shown in FIG. 6, the
この実施の形態では、吸着面16cに臨んでいる複数の吸気穴19に負圧吸引力が及ぶことから、先の参考例の場合と同様に、負極シート12、セパレータ13および正極シート11の積層に無理なく対応するすることができる。
The implementation in the form of this, since the negative pressure suction attraction spans plurality of intake holes 19 that faces the
そして、吸着面16cを含む導電ゴム製の先端部16bは常時接地されていることから、吸着パッド16が帯電するようなことがあっても、その電位は接地電流として放散または拡散されて除電されることになる。これにより、先の参考例の場合と同様に、セパレータ13に万が一金属製の微細な異物が付着していたような場合でも、セパレータ13に吸着パッド16を近付けた際にスパークすることがなく、セパレータ13の位置ずれ等の二次的不具合を未然に防止することができる。
Since the
1…正極シート待機台(正極シート待機位置)
2…負極シート待機台(負極シート待機位置)
3…セパレータ待機台(セパレータ待機位置)
4…ハンドリングロボット
5…ハンドリングロボット
6…吸着パッド(吸着手段)
7…接地端子
8…接地端子
10…積層台
11…正極シート(正極電極シート)
11a…タブ
12…負極シート(負極電極シート)
12a…タブ
13…セパレータ
16…吸着パッド(吸着手段)
16b…導電性ゴム製の先端部
16c…吸着面
P…パレット
1 ... Positive electrode sheet stand (Positive sheet standby position)
2 ... Negative electrode sheet stand (negative sheet standby position)
3. Separator stand (separator stand-by position)
4 ... Handling
DESCRIPTION OF
11a ...
12a ...
16b ...
Claims (2)
少なくとも待機位置にあるセパレータを吸着手段にて吸着支持した上で上記正極シートまたは負極シートの上に移載して解放することで積層するに際して、
上記吸着手段のうち少なくともセパレータと接触する吸着面が非金属の導電性材料で形成されていて、この吸着面が予め接地されていることにより、吸着手段の除電を行うことを特徴とする積層型二次電池の製造方法。 In the positive electrode sheet and the method for manufacturing a laminated type secondary battery which is adapted to the product layer those elements while interposing a separator between the negative electrode sheet,
In laminated by releasing and transferred onto the positive electrode sheet or negative electrode sheet separator in at least the standby position on the adsorbed supported by suction means,
A laminated type characterized in that at least the adsorption surface that contacts the separator among the adsorption means is formed of a non-metallic conductive material, and the adsorption means is previously grounded so that the adsorption means is neutralized. A method for manufacturing a secondary battery.
上記セパレータを吸着支持する吸着パッドのうち少なくともセパレータと接触する吸着面が非金属の導電性材料で形成されていて、この吸着面が予め接地されていることを特徴とする吸着パッド。A suction pad, wherein at least a suction surface in contact with the separator is formed of a non-metallic conductive material, and the suction surface is grounded in advance.
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