JPH0950801A - 電池の電解液供給方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電池缶に電解液を分割供給する注液手段の数を
可及的に削減するとともに、不要な待機時間を削除して
効率的な電解液注液作業を可能にする。 【解決手段】複数の電池缶１８が載置されたトレー２０
を配置しこのトレー２０を第１乃至第４電解液供給ステ
ーション２４ａ〜２４ｄに順次搬送するインデックステ
ーブル１２と、前記電池缶１８に電解液を所定量ずつ分
割供給する注液手段１４と、前記注液手段１４を第４電
解液供給ステーション２４ｄから順次前記第１電解液供
給ステーション２４ａに向かって移送する多関節型ロボ
ット１６とを備える。注液手段１４は、浸透時間の最も
長い最終回分の電解液の供給作業を最初に行うことによ
り、各ステーションでの浸透時間の差を利用した効率的
な電解液供給作業を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、電解液を複数回に分けて分割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６１−１７１０
６１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４−１
８４８６１号公報参照）等が知られている。

【０００４】ところで、最近、電池性能の向上に伴って
電解液の浸透時間が著しく長くなっている。このため、
上記の従来方法によって電解液を注液しても、電池缶内
に所定量の電解液を満たすためには相当に多くの時間が
必要となっている。

【０００５】そこで、複数の注液ステーションを設け、
電池缶を各注液ステーションに順次搬送しながら該注液
ステーション毎に設けられた電解液注入ポンプにより前
記電池缶内に所定量ずつ電解液を分割注液する方式が考
えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように電池缶内に電解液を分割注液する方式では、各注
液ステーション毎に電解液注入ポンプを設置する必要が
ある。このため、電解液注入ポンプの数が増加するとと
もに、特に効率的な電解液注液作業を達成すべく注液分
割数を増加させると、前記電解液注入ポンプの数が膨大
なものとなってしまい、設備費の高騰が惹起されるとい
う問題が指摘されている。

【０００７】さらに、電池缶内に電解液を分割注液する
際、初期の注液時にはこの電池缶内に広い空間が存在し
ているために電解液の浸透時間が短くなるものの、前記
電池缶内の空間が減少して電解液の注液が最終段階に至
ると、該電解液の浸透時間が著しく長くなってしまう。
従って、電池缶内に電解液を分割注液する際、この最長
浸透時間を基準にして前記電池缶を各注液ステーション
に搬送しなければならず、上流側（初期）の注液ステー
ションでは、電解液が浸透した後に比較的長い待機時間
が存在してしまい、電解液注液作業の効率化が達成され
ないという問題がある。

【０００８】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、電池缶に電解液を分割注液する注液手段の数を可
及的に削減することができるとともに、不要な待機時間
を削除して効率的な電解液注液作業を可能にする電池の
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、電池缶が第１電解液供給ステーション
から順次第Ｎ電解液供給ステーションに搬送される一
方、注液手段が前記第Ｎ電解液供給ステーションから順
次前記第１電解液供給ステーションに向かって移動さ
れ、この注液手段によって該第Ｎ電解液供給ステーショ
ンから電解液の供給作業が開始される。

【００１０】すなわち、注液手段は、電解液の浸透時間
が最も長い最後の供給ステーションである第Ｎ電解液供
給ステーションから電解液の供給作業を開始する。この
ため、注液手段により第１電解液供給ステーションで電
解液の供給が終了した後、この第１電解液供給ステーシ
ョンにおける電池缶内への第１回分の電解液の浸透が終
了すると略同時に、第Ｎ電解液供給ステーションおよび
その他の電解液供給ステーションにおける電池缶内への
電解液の浸透が終了する。

【００１１】従って、各電解液供給ステーションにおけ
る電解液の浸透時間の相違を吸収することが可能にな
り、不要な待機時間を削除して効率的な電解液供給作業
が遂行される。しかも、各電解液供給ステーション毎に
注液手段を設ける必要がなく、供給ステーションの数が
増加しても容易に対応することができるとともに、設備
費の高騰を阻止することが可能になる。

【００１２】さらに、それぞれ複数の電池缶を載置した
複数のトレーを配置自在なインデックステーブルを備え
るとともに、注液手段をロボットに装着する。これによ
り、大量の電池缶に対する電解液供給作業が自動的かつ
効率的に遂行される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本実施形態に係る電解液
供給装置１０の概略斜視説明図である。この電解液供給
装置１０は、回転自在なインデックステーブル（電池缶
搬送手段）１２と、注液手段１４と、この注液手段１４
を装着する多関節型ロボット（注液手段移送機構）１６
とを備える。

【００１４】図１および図２に示すように、インデック
ステーブル１２は、それぞれ複数の電池缶１８を載置し
た８台のトレー２０を等間隔ずつ離間して配置してお
り、図示しない駆動源を介して矢印方向に回転し前記各
トレー２０を第１乃至第４待機ステーション２２ａ〜２
２ｄと第１乃至第４電解液供給ステーション２４ａ〜２
４ｄとに交互に搬送する。第１待機ステーション２２ａ
は、トレー２０をインデックステーブル１２と搬送コン
ベア２６との間で移送するための搬出入ステーションと
しての機能を有する。

【００１５】多関節型ロボット１６は、その先端に回転
自在な手首部２８を備え、この手首部２８には板材３０
が固定される。この板材３０に注液手段１４を構成する
計量ポンプ３２ａ〜３２ｄが装着される。計量ポンプ３
２ａ〜３２ｄは、トレー２０上の電池缶１８の数に対応
しており、このトレー２０上で前記電池缶１８が４列に
載置されているため、４台の計量ポンプ３２ａ〜３２ｄ
が用いられている。計量ポンプ３２ａ〜３２ｄは、電解
液が貯留されたタンク３４にそれぞれ管路３６ａ〜３６
ｄを介して連通する。

【００１６】第１乃至第４電解液供給ステーション２４
ａ〜２４ｄは、それぞれ支柱３８を備え、各支柱３８に
鉛直方向に進退自在な昇降手段４０が装着される。昇降
手段４０には、上下方向に連接された第１注液ブース４
２と第２注液ブース４４が保持されており、上部側の第
１注液ブース４２には、各トレー２０上の電池缶１８の
数に対応した複数個のロート状の注入カップ４６が配設
されている（図１参照）。

【００１７】図３に示すように、各注入カップ４６の下
部は、バルブ４８を介して注入タンク５０に連通し、こ
の注入タンク５０の出口側は、バルブ５２を介して注入
ノズル５４に連通する。注入タンク５０は、管路５６を
介して減圧発生源である真空ポンプ５８に連通するとと
もに、この管路５６には、前記注入タンク５０内の減圧
度を調整するための減圧調整バルブ６０と、減圧度を安
定させるためのサージタンク６２と、前記注入タンク５
０内の圧力を変える圧力切換バルブ６４とが前記真空ポ
ンプ５８側から順次配設される。

【００１８】第２注液ブース４４内は、管路６６、６８
を介してそれぞれ減圧発生源である真空ポンプ７０と加
圧発生源であるコンプレッサ７２に連通する。管路６６
には、減圧度を調整するための減圧調整バルブ７４と、
減圧度を安定させるためのサージタンク７６と、第２注
液ブース４４内の圧力を変える圧力切換バルブ７８とが
真空ポンプ７０側から順次配設される。管路６８には、
加圧度を調整するための加圧調整バルブ８０と、加圧度
を安定させるためのサージタンク８２と、前記第２注液
ブース４４内の圧力を変える圧力切換バルブ８４とがコ
ンプレッサ７２側から順次配設される。

【００１９】このように構成される電解液供給装置１０
の動作について、本実施形態に係る電解液供給方法との
関連で、図４に示すタイミングチャートを参照しながら
説明する。

【００２０】先ず、電池缶１８の寸法が、外径がφ１８
ｍｍ、長さが６５ｍｍに設定される。この電池缶１８内
に極板群が収納された状態における電解液の注液量は、
５．５ｃｃである。

【００２１】そこで、インデックステーブル１２上に
は、等角度間隔離間して８台のトレー２０が載置される
とともに、各トレー２０上には、１１６本の電池缶１８
が載置されている。第１待機ステーション２２ａには、
搬送コンベア２６を介して注液前の電池缶１８が載置さ
れたトレー２０が配置されており、第１電解液供給ステ
ーション２４ａと第２待機ステーション２２ｂに配置さ
れている電池缶１８内には、第１回分の電解液が供給さ
れている。第２電解液供給ステーション２４ｂと第３待
機ステーション２２ｃに配置されている電池缶１８内に
は、第２回分の電解液が供給されており、第３電解液供
給ステーション２４ｃと第４待機ステーション２２ｄに
配置されている電池缶１８内には、第３回分の電解液が
供給されるとともに、第４電解液供給ステーション２４
ｄに配置されている電池缶１８内には第４回分、すなわ
ち、最終回分の電解液が供給されている。

【００２２】次いで、第１乃至第４電解液供給ステーシ
ョン２４ａ〜２４ｄにおいて、昇降手段４０を介して第
１および第２注液ブース４２、４４が一体的に上昇され
た状態で、インデックステーブル１２が矢印方向に所定
角度だけ回転する。このため、第１乃至第４待機ステー
ション２２ａ〜２２ｄに配置されていたトレー２０が、
第１乃至第４電解液供給ステーション２４ａ〜２４ｄに
対応して配置される。この移送作業には、実際上、２秒
間を要している（図４参照）。

【００２３】そして、第１乃至第４電解液供給ステーシ
ョン２４ａ〜２４ｄにおいて、昇降手段４０が下降され
て第２注液ブース４４が各トレー２０上に気密に密着す
る（図３参照）。さらに、多関節型ロボット１６が駆動
され、その手首部２８に装着されている板材３０を介し
て注液手段１４が、先ず、第４電解液供給ステーション
２４ｄに移送される。この注液手段１４を構成する計量
ポンプ３２ａ〜３２ｄは、各注入カップ４６に第１回分
の電解液を計量して供給する。

【００２４】ここで、各計量ポンプ３２ａ〜３２ｄは、
１．５秒／本の能力を有しており、１１６本の電池缶１
８に対応する注入カップ４６に第１回分の電解液を計量
供給するために略４４秒間かかる。この注入カップ４６
への電解液の供給作業時には、準備作業として第２注入
ブース４４に管路６６を介して連通する真空ポンプ７０
が駆動され、この第２注液ブース４４内が減圧される。

【００２５】注入カップ４６への電解液の計量供給が終
了すると、バルブ４８が開放されて注入タンク５０内に
電解液が供給される一方、管路５６を介してこの注入タ
ンク５０に連通する真空ポンプ５８により前記注入タン
ク５０内が減圧される。この状態でバルブ５２が開放さ
れると、注入タンク５０内の電解液は、真空ポンプ５８
による減圧と第２注液ブース４４内の減圧との差圧によ
って注入ノズル５４からトレー２０上の各電池缶１８内
に注入される。この注入時間は、５秒間である。

【００２６】電池缶１８内に電解液が注入された後、真
空ポンプ７０と第２注液ブース４４を連通する圧力切換
バルブ７８が開放されるとともに、コンプレッサ７２を
介してこの第２注液ブース４４内が加圧され、各電池缶
１８内の電解液の液面が加圧される。これにより、電池
缶１８内への電解液の浸透が効率的に行われる。

【００２７】その際、第４電解液供給ステーション２４
ｄに配置されている電池缶１８内には、予め第３回分の
電解液が供給されている。このため、電池缶１８内に最
終回分である第４回分の電解液が確実に浸透するまでに
相当な時間を要し、現実的には、１４９秒間かかってい
る。

【００２８】一方、第３電解液供給ステーション２４ｃ
は、第２回分の電解液が供給されている電池缶１８に第
３回分の電解液を供給するものであり、この第３回分の
電解液が前記電池缶１８内に浸透するまでの時間は９８
秒間である。さらに、第１および第２電解液供給ステー
ション２４ａ、２４ｂは、注液前の電池缶１８および第
１回分の電解液が供給された電池缶１８にそれぞれ第１
回分および第２回分の電解液を供給するものであるが、
それぞれの電池缶１８の内部空間が相当に広いため、こ
の第１および第２電解液供給ステーション２４ａ、２４
ｂにおける電解液の浸透時間は、１０秒間である。

【００２９】従って、第４電解液供給ステーション２４
ｄと第３電解液供給ステーション２４ｃでの電解液浸透
時間の差が５１秒間、第３電解液供給ステーション２４
ｃと第２電解液供給ステーション２４ｂでの電解液浸透
時間の差が８８秒間、さらにこの第２電解液供給ステー
ション２４ｂと第１電解液供給ステーション２４ａでの
電解液浸透時間の差が０秒間となる。

【００３０】そこで、本実施形態では、第４電解液供給
ステーション２４ｄの電池缶１８内への電解液の浸透が
終了する際に、第１乃至第３電解液供給ステーション２
４ａ〜２４ｃの各電池缶１８内への電解液の浸透が略同
時に終了するように、図４に示すようなタイミングチャ
ートを設定する。

【００３１】すなわち、先ず、第４電解液供給ステーシ
ョン２４ｄにおいて、計量ポンプ３２ａ〜３２ｄから注
入カップ４６への電解液の計量供給が終了した後、多関
節型ロボット１６を駆動して注液手段１４を第３電解液
供給ステーション２４ｃに移送し、この第３電解液供給
ステーション２４ｃに配置されている注入カップ４６に
計量ポンプ３２ａ〜３２ｄを介して所定量の電解液を計
量供給する作業が行われる。この第３電解液供給ステー
ション２４ｃでは、上記した第４電解液供給ステーショ
ン２４ｄと同様に、トレー２０上の電池缶１８への第３
回分の電解液の供給浸透作業が遂行される。

【００３２】さらに、第３電解液供給ステーション２４
ｃで注入カップ４６への電解液の計量供給が終了した
後、注液手段１４が多関節型ロボット１６を介して第２
電解液供給ステーション２４ｂに移送される。この第２
電解液供給ステーション２４ｂに配置されている注入カ
ップ４６ｂには、計量ポンプ３２ａ〜３２ｄを介して第
２回分の電解液の計量供給が行われ、この電解液の計量
供給が終了した後、前記計量ポンプ３２ａ〜３２ｄが多
関節型ロボット１６を介して第１電解液供給ステーショ
ン２４ａ側に搬送される。この第１電解液供給ステーシ
ョン２４ａでは、同様に計量ポンプ３２ａ〜３２ｄを介
して注入カップ４６に第１回分の電解液の計量供給が行
われる。

【００３３】注液手段１４を介して第４電解液供給ステ
ーション２４ｄから第１電解液供給ステーション２４ａ
にそれぞれ配置されている電池缶１８への電解液の供給
が終了すると、所定の浸透時間経過後に、第２注液ブー
ス４４内が常圧に戻され、昇降手段４０が上昇されて第
２注液ブース４４がトレー２０から離脱する。

【００３４】次いで、インデックステーブル１２が矢印
方向に所定の角度だけ回転され、第１電解液供給ステー
ション２４ａに配置されていたトレー２０が第２待機ス
テーション２２ｂに移送され、第２電解液供給ステーシ
ョン２４ｂに配置されていたトレー２０が第３待機ステ
ーション２２ｃに移送され、第３電解液供給ステーショ
ン２４ｃに配置されていたトレー２０が第４待機ステー
ション２２ｄに配置される。さらに、第４電解液供給ス
テーション２４ｄに配置されていたトレー２０は、第１
待機ステーション２２ａに配置された後、搬送コンベア
２６側に送り出される。

【００３５】このように、本実施形態では、先ず、最も
電解液の浸透時間が長い第４電解液供給ステーション２
４ｄで第４回分の電解液の供給作業を行い、次に、電解
液の浸透時間が長い第３電解液供給ステーション２４ｃ
に多関節型ロボット１６を介して注液手段１４を移送し
て第３回分の電解液の供給を行い、さらに前記注液手段
１４を第２電解液供給ステーション２４ｂおよび第１電
解液供給ステーション２４ａに順次移送して第２回分お
よび第１回分の電解液の供給を行っている。

【００３６】このため、電池缶１８内の電解液の充填量
の相違により異なる浸透時間の差を有効に利用すること
ができ、最も電解液の浸透時間がかかる第４回分の電解
液の浸透工程中に第３回分から第１回分の電解液の供給
浸透作業が遂行される。これにより、効率的な電解液供
給工程が容易かつ確実に遂行されるという効果が得られ
る。

【００３７】しかも、単一の注液手段１４を多関節型ロ
ボット１６によって第４電解液供給ステーション２４ｄ
から順次第１電解液供給ステーション２４ａに向かって
移送させるだけで、従来のように第１乃至第４電解液供
給ステーション２４ａ〜２４ｄにそれぞれ注液手段１４
に相当する計量ポンプを配置するものと同等の注液効率
が得られる。従って、構成が一挙に簡素化するととも
に、設備費の高騰を有効に阻止することが可能になる。

【００３８】なお、本実施形態では、電解液を４回に分
けて分割供給する場合を例に説明したが、電池の種類や
構造等によっては分割回数を変化させることができる。
また、サイズの変更等により電解液の注液量を増加する
場合にも、分割回数を増加すべく、例えば、第１乃至第
４待機ステーション２２ａ〜２２ｄを電解液供給ステー
ションとして使用することにより容易に対応することが
可能になる。

【００３９】

【発明の効果】上記のように、本発明に係る電池の電解
液供給方法および装置では、各電解液供給ステーション
における電解液の浸透時間の相違を吸収することが可能
になり、不要な待機時間を削除して効率的な電解液供給
作業が遂行される。さらに、各電解液供給ステーション
毎に注液手段を設ける必要がなく、電解液供給ステーシ
ョンの数が増加しても容易に対応することができるとと
もに、設備費の高騰を阻止することが可能になる。

【００４０】さらに、それぞれ複数の電池缶を載置した
複数のトレーを配置するインデックステーブルを備える
とともに、注液手段を多関節型ロボットに装着する。こ
れにより、大量の電池缶に対する電解液供給作業が自動
的かつ効率的に遂行される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電解液供給装置の概略斜視図であ
る。

【図２】前記電解液供給装置の平面説明図である。

【図３】前記電解液供給装置の加圧機構および減圧機構
の側部説明図である。

【図４】本発明に係る電解液供給方法を実施するための
タイミングチャートである。

【符号の説明】

１０…電解液供給装置 １２…インデック
ステーブル １４…注液手段 １６…ロボット １８…電池缶 ２０…トレー ２４ａ〜２４ｄ…電解液供給ステーション ３２ａ〜３２ｄ…計量ポンプ ３４…タンク ４０…昇降手段 ４２、４４…注液
ブース ４６…注入カップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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Ｎ（複数）
   回に分けて分割供給するための電池の電解液供給方法で
   あって、 第１回分の電解液を供給する第１電解液供給ステーショ
   ンから最終回分の電解液を供給する第Ｎ電解液供給ステ
   ーションにそれぞれ前記電池缶を配置する工程と、 前記電池缶に電解液を所定量ずつ分割供給する注液手段
   を、前記第Ｎ電解液供給ステーションから順次前記第１
   電解液供給ステーションに向かって移動させ、該第Ｎ電
   解液供給ステーションに配置されている前記電池缶から
   電解液の供給作業を開始する工程と、 前記注液手段を介して前記第Ｎ電解液供給ステーション
   から前記第１電解液供給ステーションに配置されている
   それぞれの電池缶への電解液の供給が終了した後、該電
   池缶を前記第１電解液供給ステーションから順次前記第
   Ｎ電解液供給ステーションに向かって移動させる工程
   と、 を有することを特徴とする電池の電解液供給方法。
2. 【請求項２】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Ｎ（複数）
   回に分けて分割供給するための電池の電解液供給装置で
   あって、 前記電池缶を載置し、該電池缶を第１回分の電解液を供
   給する第１電解液供給ステーションから順次最終回分の
   電解液を供給する第Ｎ電解液供給ステーションに搬送す
   る電池缶搬送手段と、 前記電池缶に電解液を所定量ずつ分割供給する注液手段
   と、 前記第Ｎ電解液供給ステーションから電解液の供給作業
   を開始するために、前記注液手段を前記第Ｎ電解液供給
   ステーションから順次前記第１電解液供給ステーション
   に向かって移動させる注液手段移送機構と、 を備えることを特徴とする電池の電解液供給装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の電解液供給装置において、
   前記電池缶搬送手段は、それぞれ複数の前記電池缶を載
   置した複数のトレーを配置し、各トレーを前記第１電解
   液供給ステーションから順次前記第Ｎ電解液供給ステー
   ションに位置決めするインデックステーブルを備えると
   ともに、 前記注液手段移送機構は、前記注液手段を各トレー上の
   複数の電池缶に対応して移送しかつ前記第Ｎ電解液供給
   ステーションから順次前記第１電解液供給ステーション
   に向かって移動可能なロボットを備えることを特徴とす
   る電池の電解液供給装置。