JP6343905B2 - 電気デバイスのセパレータ接合方法および電気デバイスのセパレータ接合装置 - Google Patents
電気デバイスのセパレータ接合方法および電気デバイスのセパレータ接合装置 Download PDFInfo
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Description
セパレータ接合装置100によって接合して形成する電気デバイスは、図1〜図4に示すように、例えばリチウムイオン二次電池10の袋詰電極11に相当する。リチウムイオン二次電池10は、充放電が行われる発電要素12を外装材50で封止して構成している。発電要素12は、正極20を一対のセラミックセパレータ40で挟持して接合した袋詰電極11と、負極30とを交互に積層して構成している。リチウムイオン二次電池10が振動したり衝撃を受けたりしても、一対のセラミックセパレータ40の両端に形成した接合部40hによって正極20の移動を抑制することによって、セラミックセパレータ40を介して隣り合う正極20と負極30との短絡を防止する。接合部40hは、セラミックス層42同士を対面させた状態で、ポリプロピレン層41同士を部分的に溶融させつつ、溶融するポリプロピレン層41に隣接するセラミックス層42を周囲の領域に移動させて粗にし、対面したポリプロピレン層41同士を溶着させて形成している。
次に、セパレータ接合部の第1切開部材と第2切開部材の様々な組み合わせについて、図9を参照しながら説明する。なお、突起部を備えていない部材についても、第1切開部材または第2切開部材と記載している。
11 袋詰電極(電気デバイス)、
12 発電要素、
20 正極(電極)、
20A 正極用基材、
21 正極集電体、
21a 正極電極端子、
30 負極(電極)、
31 負極集電体、
31a 負極電極端子、
32 負極活物質、
40 セラミックセパレータ(セパレータ)、
40A セラミックセパレータ用基材、
40h 接合部、
41 ポリプロピレン層(溶融材)、
42 セラミックス層(耐熱材)、
50 外装材、
51,52 ラミネートシート、
100 セパレータ接合装置、
110 電極搬送部、
111 電極供給ローラ、
112 搬送ローラ、
113 搬送ベルト、
114 回転ローラ、
115,116 切断刃、
117 受け台、
120 第1セパレータ搬送部、
121 第1セパレータ供給ローラ、
122 第1加圧ローラ、
123 第1ニップローラ、
124 第1搬送ドラム、
125 第1切断刃、
130 第2セパレータ搬送部、
131 第2セパレータ供給ローラ、
132 第2加圧ローラ、
133 第2ニップローラ、
134 第2搬送ドラム、
135 第2切断刃、
150 セパレータ接合部、
151,191,192 第1切開部材、
151a,191a,192a 本体部、
151b,192b 突起部
152 接続部材、
153 加熱器(加熱部)、
154,201,202 第2切開部材、
154a,201a,202a 本体部、
154b,202b 突起部
155 押圧部材、
156 付勢部材、
157 駆動ステージ、
158 駆動支柱、
159 冷却器、
160 セパレータ搬送追随部、
161 X軸ステージ、
170 袋詰電極搬送部、
171 搬送ベルト、
172 回転ローラ、
173 吸着パッド、
174 伸縮部材、
175 X軸ステージ、
176 X軸補助レール、
177 載置台、
180 制御部、
181 コントローラ、
X 搬送方向、
Y (搬送方向Xと交差する)方向、
Z 積層方向。
Claims (5)
- シート状の溶融材と、前記溶融材の片面のみに積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持する前記耐熱材同士を対面させた一対の前記セパレータを互いに接合する電気デバイスのセパレータ接合方法であって、
前記耐熱材を切開する切開部を熱源によって加熱した状態で、前記切開部に形成されている一対の突起部を一対の前記セパレータの前記溶融材のそれぞれに直接当接させ、一対の前記突起部同士の間隔を一対の前記セパレータの前記溶融材のいずれの厚さよりも小さくすることによって、一対の前記突起部によって前記溶融材を切りつつ一対の前記突起部によって一対の前記セパレータの前記耐熱材同士を切開して周囲の領域に移動させ、前記耐熱材を切開した部分の前記溶融材同士を一対の前記突起部からの熱によって溶融させて接合する接合工程、を有する電気デバイスのセパレータ接合方法。 - 前記接合工程は、前記溶融材同士を接合した部分を冷却する請求項1に記載の電気デバイスのセパレータ接合方法。
- シート状の溶融材と、前記溶融材の片面のみに積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持する前記耐熱材同士を対面させた一対の前記セパレータを互いに接合する電気デバイスのセパレータ接合装置であって、
前記溶融材に当接した状態で前記溶融材を切りつつ一対の前記セパレータの前記耐熱材同士を切開する回転自在な凸状の一対の突起部を設けた切開部と、
一対の前記突起部を加熱し、前記切開部によって前記耐熱材を切開した部分の前記溶融材同士を一対の前記突起部からの熱伝導によって溶融して接合させる加熱部と、を有し、
一対の前記突起部を前記加熱部によって加熱した状態で、一対の前記突起部同士の間隔を一対の前記セパレータの前記溶融材のいずれの厚さよりも小さくすることによって、一対の前記突起部によって前記溶融材を切りつつ一対の前記突起部によって一対の前記セパレータの前記耐熱材同士を切開してなる、電気デバイスのセパレータ接合装置。 - 一対の前記突起部は、一対の前記セパレータの搬送方向に沿って回転自在とした請求項3に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
- 一対の前記突起部は、外周面を鋸状に形成した請求項3または請求項4に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
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