JP6017092B2 - セパレータ原反の製造方法、セパレータの製造方法、セパレータ原反捲回体、及びセパレータ原反製造装置 - Google Patents
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Description
以下、実施形態1に係るリチウムイオン二次電池、セパレータ、耐熱セパレータ、耐熱セパレータの製造方法、スリット装置、切断装置について順に説明する。
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、それゆえ、現在、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の機器、自動車、航空機等の移動体に用いる電池として、また、電力の安定供給に資する定置用電池として広く使用されている。
セパレータ12は、リチウムイオン二次電池1の正極であるカソード11と、その負極であるアノード13との間に、これらに挟持されるように配置される。セパレータ12は、カソード11とアノード13との間を分離しつつ、これらの間におけるリチウムイオンの移動を可能にする。セパレータ12は、その材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを含む。
図3は、図1に示されるリチウムイオン二次電池1の他の構成を示す模式図であって、(a)は通常の構成を示し、(b)はリチウムイオン二次電池1が急激に昇温したときの様子を示す。
リチウムイオン二次電池1の耐熱セパレータ12aの製造は特に限定されるものではなく、公知の方法を利用して行うことができる。以下では、セパレータ12がその材料として主にポリエチレンを含む場合を仮定して説明する。しかし、セパレータ12が他の材料を含む場合でも、同様の製造工程により、セパレータ12を製造できる。
耐熱セパレータ原反12b(以下「セパレータ原反」)から形成される耐熱セパレータ12a、または、セパレータ原反12cから形成されるセパレータ12(以下「セパレータ」)は、リチウムイオン二次電池1などの応用製品に適した幅(以下「製品幅」)であることが好ましい。しかし、生産性を上げるために、セパレータ原反は、その幅が製品幅以上となるように製造される。そして、一旦製造された後に、セパレータ原反は、製品幅に切断(スリット)されてセパレータとなる。なお、「セパレータの幅」とは、セパレータが延びる平面に対し平行であり、かつ、セパレータの長手方向に対し垂直である方向の、セパレータの長さを意味する。
スリット装置6では、セパレータ原反12bを巻きつけた円筒形状のコア53が、巻出ローラー61に嵌められている。図8の(a)に示されるように、セパレータ原反12bは、コア53から経路UまたはLへ巻き出される。巻き出されたセパレータ原反12bは、ローラー63を経由し、ローラー64へ例えば速度100m/分で搬送される。搬送される工程においてセパレータ原反12bは、複数のセパレータ12aに長手方向に沿ってスリットされる。
図8の(a)に示されるように、複数のセパレータ12aの一部は、それぞれ、複数の巻取ローラー69に嵌められた各コア81へ巻き取られる。また、複数のセパレータ12aの他の一部は、それぞれ、複数の巻取ローラー69に嵌められた各コア81へ巻き取られる。なお、ロール状に巻き取られたセパレータを「セパレータ捲回体」と称する。
図9は、図8の(a)に示されるスリット装置6の切断装置7の構成を示す図であって、(a)は切断装置7の側面図であり、(b)は切断装置7の正面図である。
実施形態1では、セパレータ原反12bに存在する欠陥Dの位置情報をセパレータ原反12bの端部に記録する例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。欠陥Dの位置情報は、情報記憶装置に記録するように構成してもよい。
図14は、実施形態3に係るセパレータ原反12bの欠陥マーキング方法の欠陥検出工程及び欠陥情報記録工程を説明するための模式図であり、図14の(a)は両工程の正面図であり、図14の(b)は両工程の平面図であり、図14の(c)は両工程が実施された後に巻き取られたセパレータ原反捲回体87b(セパレータ捲回体)の斜視図である。実施形態1で前述した構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。
図16は、実施形態4に係るセパレータの欠陥位置特定方法の読み取り工程、目印付与工程、及び巻き取り工程を説明するための模式図である。
上記の課題を解決するために、本発明に係るセパレータ原反の製造方法は、セパレータ原反を形成する形成工程と、前記形成工程により形成したセパレータ原反に存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む欠陥情報を記録する欠陥情報記録工程とを包含することを特徴とする。ここで、「セパレータ原反」とは、スリットされる前の幅広のセパレータを意味するものとする。
上記の課題を解決するために、本発明に係るセパレータの製造方法は、複数の欠陥が検出されたセパレータをコアに巻き取って、前記コア及び前記巻き取られたセパレータからなる捲回体を形成する捲回体形成工程と、前記コアに巻き取られたセパレータの内層と外層との少なくとも一方に含まれる前記複数の欠陥の位置情報を含む第1欠陥コードを前記捲回体に付与する第1欠陥コード付与工程とを包含することを特徴とする。
6 スリット装置
7 切断装置
12 セパレータ
12a 耐熱セパレータ(セパレータ)
12b 耐熱セパレータ原反(セパレータ原反、セパレータ)
12c セパレータ原反
53 コア
54 塗工部
55 基材欠陥検査装置
57 塗工欠陥検査装置
58 ピンホール欠陥検査装置
56、56a、56b 欠陥情報記録装置
73 読み取り部
74 目印付与装置
81 コア
82 コア
83 目印検知装置
84 欠陥除去装置
85 繋ぎ合わせ装置
86、86b 最外周部
87 セパレータ捲回体
87b セパレータ原反捲回体(セパレータ捲回体)
87c セパレータ捲回体
88 巻き取り部(セパレータ原反製造装置)
89 欠陥コード形成部(第1欠陥コード付与部、セパレータ原反製造装置)
91 情報記憶装置
D 欠陥
DC 欠陥コード(第2欠陥コード)
DC2 欠陥コード(第1欠陥コード)
L 目印
Claims (9)
- 欠陥が検出されたセパレータ原反をコアに巻き取る巻き取り工程と、
前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置情報を含む第1欠陥コードを、前記コア、前記巻き取られたセパレータの側面、前記巻き取られたセパレータの外層、又は、前記コア及び前記巻き取られたセパレータからなる捲回体の包装体に付与する第1欠陥コード付与工程と、
前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む第2欠陥コードを、前記セパレータ原反の幅方向の両端の箇所に付与する第2欠陥コード付与工程とを包含することを特徴とするセパレータ原反の製造方法。 - 前記第2欠陥コードの形成位置によって前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置が表わされる請求項1に記載のセパレータ原反の製造方法。
- 欠陥が検出されたセパレータ原反を前記セパレータ原反の長手方向に沿って切断した複数のセパレータを形成する切断工程と、
前記切断工程により切断された複数のセパレータのうちの前記欠陥が存在するセパレータをコアに巻き取る巻き取り工程と、
前記セパレータの長手方向における前記欠陥の位置情報を含む第1欠陥コードを、前記コア、前記巻き取られたセパレータの側面、前記巻き取られたセパレータの外層、又は、前記コア及び前記巻き取られたセパレータからなる捲回体の包装体に付与する第1欠陥コード付与工程と、
前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む第2欠陥コードを、前記セパレータ原反の幅方向の両端の箇所に付与する第2欠陥コード付与工程とを包含することを特徴とするセパレータの製造方法。 - 前記第2欠陥コードの形成位置によって前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置が表わされる請求項3に記載のセパレータの製造方法。
- 前記欠陥が存在するセパレータに、前記欠陥の位置を特定するための目印を付与する目印付与工程と、
前記第1欠陥コード付与工程により欠陥コードが付与された後のセパレータを巻き替えながら前記目印を検知する目印検知工程と、
前記目印検知工程による目印の検知に応じて巻き替え動作を停止して前記欠陥を除去する欠陥除去工程とを包含する請求項3又は4に記載のセパレータの製造方法。 - 前記目印検知工程では、前記第1欠陥コードを読み出し、前記読み出した第1欠陥コードが含まれる前記長手方向における前記欠陥の前記位置情報に応じて、前記セパレータを巻き替える際に、前記欠陥の位置が近づくと巻き替え動作を減速する請求項5に記載のセパレータの製造方法。
- 前記目印付与工程は、ラベルを貼ることによって行う請求項5又は6に記載のセパレータの製造方法。
- コアと、
欠陥が存在して前記コアに巻き取られたセパレータ原反と、
前記コア、前記巻き取られたセパレータ原反の側面、前記巻き取られたセパレータ原反の外層、又は、前記コア及び前記巻き取られたセパレータ原反からなる捲回体の包装体に付与され、長手方向における前記欠陥の位置情報を含む第1欠陥コードと、
前記セパレータ原反の幅方向の両端の箇所に付与され、幅方向における前記欠陥の位置情報を含む第2欠陥コードとを備えることを特徴とするセパレータ原反捲回体。 - 欠陥が検出されたセパレータ原反をコアに巻き取る巻き取り部と、
前記セパレータ原反の長手方向における前記欠陥の位置情報を含む第1欠陥コードを、前記コア、前記巻き取られたセパレータの側面、前記巻き取られたセパレータの外層、又は、前記コア及び前記巻き取られたセパレータからなる捲回体の包装体に付与する第1欠陥コード付与部と、
前記セパレータ原反の幅方向における前記欠陥の位置情報を含む第2欠陥コードを、前記セパレータ原反の幅方向の両端の箇所に付与する第2欠陥コード付与部とを備えることを特徴とするセパレータ原反製造装置。
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