JPH10134841A - 電池の巻回方法および装置 - Google Patents

電池の巻回方法および装置

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JPH10134841A
JPH10134841A JP8285608A JP28560896A JPH10134841A JP H10134841 A JPH10134841 A JP H10134841A JP 8285608 A JP8285608 A JP 8285608A JP 28560896 A JP28560896 A JP 28560896A JP H10134841 A JPH10134841 A JP H10134841A
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JP
Japan
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winding
electrode plate
lubricating liquid
separator
battery
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JP8285608A
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English (en)
Inventor
Akihisa Kita
明尚 喜多
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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Abstract

(57)【要約】 【課題】巻回された帯状体を円滑に取り外すことがで
き、しかも簡単な構成で高速化された巻き取り作業を遂
行可能にする。 【解決手段】それぞれ分割された第1および第2巻回軸
12、14と、この第1および第2巻回軸12、14の
端部12a、14aを一体的に支持する支持機構16
と、前記第1および第2巻回軸12、14の大径端部1
2b、14bに一体的に係合して該第1および第2巻回
軸12、14を直径方向に変位させる拡径機構18と、
前記第1および第2巻回軸12、14を一体的に回転さ
せる回転機構19と、前記第1および第2巻回軸12、
14に潤滑液を供給する潤滑液供給手段20とを備え
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、帯状の正極板およ
び負極板をセパレータを挟んで巻回する電池の巻回方法
および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、電池の組立工程において、帯
状の正極板および負極板をセパレータを挟んで巻回する
ことにより極板群が形成された後、この極板群が電池缶
内に収納されるとともに、前記電池缶内に電解液を注液
する作業が行われている。
【0003】この場合、正極板、負極板およびセパレー
タを一体的に巻回するために、従来から種々の装置が用
いられている。例えば、特開平6−325990号公報
に開示されているように、直径方向にスリットが形成さ
れ回転可能に支持された巻軸と、巻軸の先端に嵌合し、
巻軸と共に回転可能に支持された軸受と、軸受と共に回
転可能であり、かつ軸受の中心から軸受の軸方向に沿っ
て移動して前記巻軸のスリットに挿入され、巻軸の先端
を軸受の内側面に押圧するピンとを備えるようにした巻
回装置が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、ピンによる巻軸の先端への押圧作用が解
除されても、特に前記巻軸のスリット根元部分での直径
の変化が殆どない。このため、巻軸に帯状体が巻回され
た後にピンが退動された状態においても、前記巻軸の先
端側のみが縮径するだけである。従って、巻軸と巻回さ
れた帯状体とが摺接しており、この巻回された帯状体を
前記巻軸から円滑に取り外すことができず、また、前記
巻回された帯状体の中心部の渦巻形状が変形してしまう
という問題が指摘されている。
【0005】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、巻回された帯状体を円滑に取り外すことができ、
しかも簡単な構成で高速化された巻き取り作業が遂行可
能な電池の巻回方法および装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、セパレータを把持して該セパレータと
一体的に正極板および負極板を巻回することにより極板
群を形成する巻回軸に、潤滑液が滴下または塗布によっ
て供給される。このため、巻回軸は、極板群に接触して
いても、この極板群から円滑に離脱することができ、し
かも前記極板群中心部の渦巻形状が変形することを確実
に阻止することが可能になる。
【0007】潤滑液の滴下は、巻回軸のセパレータのエ
ッジ部に対応する位置に前記巻回軸が前記セパレータを
把持すべく移動した後から前記極板群の巻回終了までの
間に行われ、あるいは、該巻回軸の近傍に位置して前記
セパレータの面上に行われる。
【0008】一方、巻回軸への潤滑液の塗布は、該巻回
軸がセパレータを把持すべく前進する際、または前記巻
回軸が極板群から離脱すべく後退する際に行われる。具
体的には、潤滑液を含んだブラシや、前記潤滑液に浸さ
れて巻回軸が摺動するフェルト材またはスポンジが使用
される。
【0009】これにより、巻回軸に対して潤滑液を確実
に供給することができ、前記巻回軸の抜き取り作業が円
滑かつ高精度に遂行されるとともに、潤滑液を供給する
ための構造が一挙に簡素化する。
【0010】また、潤滑液は飽和炭化水素であるため、
特にリチウム電極が使用される際に巻回軸に金属リチウ
ムが付着することを有効に阻止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係る巻回装置10の概略縦断面図であり、図2は、こ
の巻回装置10の一部拡大縦断面図である。
【0012】巻回装置10は、軸方向(矢印A方向)に
分割されて互いに対をなす第1および第2巻回軸12、
14と、この第1および第2巻回軸12、14の端部1
2a、14aを一体的に支持する支持機構16と、前記
第1および第2巻回軸12、14の大径端部12b、1
4bに一体的に係合して該第1および第2巻回軸12、
14を互いに前記軸方向に交差する直径方向(矢印B方
向)に変位させる拡径機構18と、前記第1および第2
巻回軸12、14を一体的に回転させる回転機構19
と、前記第1および第2巻回軸12、14に潤滑液を供
給する潤滑液供給手段20とを備える。
【0013】第1および第2巻回軸12、14は、断面
略半円形状を有しており、互いに平面部を対向させて配
置されている。第1および第2巻回軸12、14の端部
12a、14aには、軸方向外方に指向して互いに離間
する方向に傾斜する傾斜面22a、24aが形成され
る。
【0014】第1および第2巻回軸12、14の大径端
部12b、14bには、軸方向外方に指向して互いに離
間する方向に傾斜する傾斜面22b、24bが形成され
るとともに、この大径端部12b、14bの周面部に
は、矢印A方向に所定の長さLを有する開口部26、2
8が設けられる。
【0015】支持機構16は、壁部30に固定される筒
状のホルダ32を備え、このホルダ32の先端に固着さ
れた取付部材34にベアリング36を介して把持部材3
8が回転自在に装着される。この把持部材38の先端に
は、第1および第2巻回軸12、14の端部12a、1
4aを挿入するテーパ付き孔部40が形成され、この孔
部40内には、前記端部12a、14aの傾斜面22
a、24aに係合するテーパピン42が設けられる。
【0016】回転機構19は、図示しない回転駆動源に
連結されたタイミングベルト44を備え、このタイミン
グベルト44に係合するプーリ46が回転筒体48に固
着される。回転筒体48は、ベアリング50を介して壁
部52に回転自在に支持されており、その先端に段付筒
部54が固定される。段付筒部54の小径部分には、第
1および第2巻回軸12、14を矢印B方向に所定距離
だけ進退可能に挿入する孔部56が形成されるととも
に、Oリング58が装着される。孔部56の内側端部に
大径な孔部60が連通しており、この孔部56、60の
境界部分で第1および第2巻回軸12、14の大径端部
12b、14bが係止される。
【0017】拡径機構18は、図示しないシリンダに連
結されたロッド62を備え、このロッド62の先端に、
カム64およびカムフォロア66を介して可動筒体68
が回転自在に係合する。可動筒体68は、回転筒体48
内に挿入されており、その先端部に軸体70が装着され
る。軸体70および可動筒体68には、直径方向(矢印
B方向)に貫通して係止ピン72が一体的に嵌着され、
この係止ピン72は、回転筒体48の外周部に矢印A方
向にわたって所定の長さに設定された長円状溝部74に
嵌合する。
【0018】軸体70の先端には、小径な突起部76が
膨出形成されており、この突起部76の先端部にテーパ
ピン78が同軸上に形成される。突起部76には、直径
方向に貫通して引抜手段を構成する引き抜きピン80が
嵌着され、この引き抜きピン80の両端部は、第1およ
び第2巻回軸12、14の大径端部12b、14bに形
成された開口部26、28に挿入される。
【0019】潤滑液供給手段20は、図1〜図3に示す
ように、第1および第2巻回軸12、14に潤滑液とし
ての飽和炭化水素(Cn 2n+2)を一定量ずつ滴下自在
な定量吐出ニードル(定量吐出手段)82を備える。定
量吐出ニードル82は、シリンジ84の下端に接続され
るとともに、このシリンジ84の上端には、図示しない
潤滑液供給源に連通するチューブ86が接続されてい
る。
【0020】飽和炭化水素は、n=12〜16の範囲内
に設定されている。n≦11では、危険物分類上、第2
石油類に属しており、設備化する上で相当に困難となっ
てしまう。一方、n≧17では、常温で固体化してしま
う。そこで、本実施形態では、n=12のドデカン、す
なわち、CH3 (CH2 10CH3 の分子式を有する油
状パラフィン系化合物が用いられる。
【0021】このように構成される巻回装置10の動作
について、本実施形態に係る巻回方法との関連で以下に
説明する。
【0022】先ず、図3に示すように、帯状の正極板9
0および負極板92をセパレータ94a、94bを介し
て互いに重ね合わせた帯状体96が巻回位置に配置され
る。正極板90は、正極塗布部90aと未塗布部90b
とを有し、最先端の未塗布部90bには、正極リード9
8が保護テープ100を介して貼り付けられている。負
極板92は、負極塗布部92aと未塗布部92bとを有
している。セパレータ94a、94bの巻始め先端部
は、負極板92および正極板90の先端よりも所定の長
さだけ前方に突出している。
【0023】次に、図1に示すように、拡径機構18を
構成する図示しないシリンダが駆動され、ロッド62が
矢印A1方向に変位されると、カム64およびカムフォ
ロア66を介して可動筒体68が矢印A1方向に移動す
る。このため、第1および第2巻回軸12、14の端部
12a、14aが、セパレータ94a、94bの先端側
を挟むようにして支持機構16を構成する把持部材38
の孔部40内に挿入される。
【0024】これにより、端部12a、14aの傾斜面
22a、24aにテーパピン42が係合する一方、可動
筒体68に固着された軸体70の突起部76に設けられ
ているテーパピン78が、第1および第2巻回軸12、
14の大径端部12b、14bの傾斜面22b、24b
に係合し、前記第1および第2巻回軸12、14は、矢
印B方向に互いに離間して変位する(図4参照)。
【0025】この状態で、図3に示すように、潤滑液供
給手段20を構成する定量吐出ニードル82を介し、第
1および第2巻回軸12、14のセパレータ94a、9
4bのエッジ部に対応する位置にドデカン102が一定
量(具体的には、0. 1cc〜0.01ccの範囲内)
だけ滴下される。
【0026】ドデカン102の滴下後、回転機構19が
駆動される。このため、タイミングベルト44を介して
プーリ46が回転され、このプーリ46を一端部に固着
した回転筒体48が、ベアリング50を介して壁部52
に対し回転される。この回転筒体48が回転すると、溝
部74とこの溝部74に嵌合する係止ピン72とを介し
て軸体70および可動筒体68が一体的に回転する。
【0027】さらに、図4に示すように、軸体70の突
起部76に軸着された引き抜きピン80が、第1および
第2巻回軸12、14の開口部26、28に挿入されて
いる。従って、前記第1および第2巻回軸12、14
は、互いに離間した状態で軸体70と一体的に回転し、
帯状体96の巻回作業が開始される。その際、第1およ
び第2巻回軸12、14は、セパレータ94a、94b
の先端部側を把持して、図3中、矢印C方向に回転し、
このセパレータ94a、94bと一体的に正極板90お
よび負極板92を巻回する。
【0028】第1および第2巻回軸12、14に帯状体
96が所定の直径まで巻回されて極板群104が得られ
た後、回転機構19の駆動が停止される。そして、拡径
機構18を構成する図示しないシリンダの作用下に、ロ
ッド62が矢印A2方向に移動する。このため、可動筒
体68が、軸体70と一体的に矢印A2方向に移動し、
この軸体70の突起部76に同軸的に設けられたテーパ
ピン78は、第1および第2巻回軸12、14の傾斜面
22b、24bから離間する。
【0029】軸体70が、矢印A2方向にさらに移動す
ると、突起部76に軸着されている引き抜きピン80が
第1および第2巻回軸12、14の開口部26、28内
を矢印A2方向に移動した後に、この開口部26、28
を形成する壁面に当接し、大径端部12b、14bが矢
印A2方向に引張される(図2参照)。このため、第1
および第2巻回軸12、14は、矢印A2方向に移動し
て極板群104から引き抜かれる。なお、第1および第
2巻回軸12、14の端部12a、14aは、把持部材
38に設けられたテーパピン42から離間して縮径され
た後、孔部40から離脱する。
【0030】この場合、第1の実施形態では、図3に示
すように、第1および第2巻回軸12、14が矢印A1
方向に移動してセパレータ94a、94bの先端側を挟
む位置に配置された状態で、潤滑液供給手段20を構成
する定量吐出ニードル82を介して前記第1および第2
巻回軸12、14にドデカン102が一定量だけ滴下さ
れる。
【0031】このため、第1および第2巻回軸12、1
4が回転されて極板群104が得られた後、前記第1お
よび第2巻回軸12、14をこの極板群104から引き
抜く際、ドデカン102が潤滑液として有効に作用す
る。これにより、第1および第2巻回軸12、14を極
板群104から円滑かつ確実に引き抜くことができ、特
に、前記極板群104の中心部の渦巻形状が変形するこ
とを確実に阻止することが可能になり、高品質な電池を
効率的かつ容易に製造することができるという効果が得
られる。
【0032】また、ドデカン102の滴下量は、1ヵ所
当り0.1cc〜0.01ccの範囲内に設定されるた
め、このドデカン102が不要な部分に垂れる等の不具
合がない。
【0033】なお、第1の実施形態では、第1および第
2巻回軸12、14がセパレータ94a、94bの先端
側を挟む位置に配置された状態で、前記第1および第2
巻回軸12、14にドデカン102が一定量だけ滴下さ
れているが、これに限定されるものではない。すなわ
ち、第1および第2巻回軸12、14が矢印A1方向に
移動してから極板群104の巻回動作が終了するまでの
間であれば、前記ドデカン102の滴下を行うことが可
能である。
【0034】また、第1の実施形態では、潤滑液供給手
段20を構成する定量吐出ニードル82を介し、第1お
よび第2巻回軸12、14のセパレータ94a、94b
のエッジ部に対応する位置にドデカン102が滴下され
ている。
【0035】第2の実施形態では、図5に示すように、
潤滑液供給手段20を構成する定量吐出ニードル82を
介し、第1および第2巻回軸12、14の近傍に位置し
てセパレータ94a上にドデカン102が一定量(具体
的には、0. 1cc以下)だけ滴下される。従って、第
1および第2巻回軸12、14が矢印C方向に回転され
る際、この第1巻回軸12にドデカン102が確実に供
給され、第1および第2巻回軸12、14を極板群10
4から円滑かつ確実に引き抜くことができる等、第1の
実施形態と同様の効果が得られる。
【0036】次に、第3の実施形態に係る巻回装置11
0について、図6を参照しながら説明する。なお、第1
の実施形態に係る巻回装置10と同一の構成要素には同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0037】図6に示すように、巻回装置110は、軸
ホルダ112に支持される巻回軸114を備え、この巻
回軸114が前記軸ホルダ112と一体的に矢印A方向
に進退自在である。巻回軸114は、軸方向に所定の長
さにわたってスリット116が形成されることにより第
1および第2軸部118a、118bに分割されてい
る。第1および第2軸部118a、118bの先端に
は、軸方向外方に指向して互いに離間する方向に傾斜す
る傾斜面120a、120bが形成され、この傾斜面1
20a、120bが図示しない支持機構に係合する。
【0038】巻回装置110は、潤滑液供給手段122
を備え、この潤滑液供給手段122は、巻回軸114に
接触するブラシ124と、このブラシ124に潤滑液
(具体的には、ドデカン102)を含ませるための定量
吐出ニードル126とを有する。ブラシ124は、巻回
軸114がセパレータ94a、94bを挟んだ状態で、
この巻回軸114の根元部分(セパレータ94a、94
bのエッジ部の近傍)に接触する位置に対応して配置さ
れている。
【0039】このように構成される巻回装置110で
は、巻回軸114がセパレータ94a、94bを把持す
べく矢印A1方向に移動する際、または極板群(図示せ
ず)が形成された後に前記巻回軸114がこの極板群か
ら離脱すべく矢印A2方向に移動する際、該巻回軸11
4にブラシ124が接触してドデカン102の塗布が行
われる。
【0040】これにより、巻回軸114にドデカン10
2を確実に塗布することができ、前記巻回軸114を極
板群から円滑かつ高精度に引き抜くことが可能になる
等、第1および第2の実施形態と同様の効果が得られ
る。
【0041】なお、第3の実施形態では、単一の巻回軸
114を使用したが、第1の実施形態に係る巻回装置1
0を構成する第1および第2巻回軸12、14を適用し
てもよく、また、逆に前記巻回軸114を前記巻回装置
10に採用することも可能である。いずれの場合にも、
潤滑液であるドデカン102が、第1および第2巻回軸
12、14あるいは巻回軸114に有効に供給されるた
め、極板群(図示せず)の離脱作業が高精度かつ円滑に
遂行されることになる。
【0042】次いで、第4の実施形態に係る巻回装置1
30について、図7を参照しながら説明する。なお、第
3の実施形態に係る巻回装置110と同一の構成要素に
は同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0043】図7に示すように、巻回装置130は、潤
滑液供給手段132を備え、この潤滑液供給手段132
は、ケーシング134内に収容されたフェルト材(また
はスポンジ)136を有する。ケーシング134には、
巻回軸114が挿入される貫通孔部138が形成される
とともに、このケーシング134内のフェルト材136
に潤滑液(具体的には、ドデカン102)を供給するた
めの液注入管路140が接続されている。
【0044】このように構成される巻回装置130で
は、第3の実施形態に係る巻回装置110と同様に、巻
回軸114がセパレータ94a、94bを把持すべく矢
印A1方向に移動する際、または極板群(図示せず)が
形成された後に前記巻回軸114がこの極板群から離脱
すべく矢印A2方向に移動する際、該巻回軸114にフ
ェルト材136が接触してドデカン102の塗布が行わ
れる。
【0045】これにより、巻回軸114にドデカン10
2を確実に塗布することができ、前記巻回軸114を極
板群から円滑かつ高精度に引き抜くことが可能になる
等、第1〜第3の実施形態と同様の効果が得られる。
【0046】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る電池の巻回
方法および装置では、セパレータを把持して該セパレー
タと一体的に正極板および負極板を巻回することによ
り、極板群を形成する巻回軸に潤滑液が滴下または塗布
によって供給される。このため、巻回軸は、極板群から
円滑かつ確実に離脱されるとともに、前記極板群中心部
の渦巻形状が変形することを有効に阻止することが可能
になる。従って、電池の巻回作業が効率的かつ高精度に
遂行されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る巻回装置の概略
縦断面図である。
【図2】前記第1の実施形態に係る巻回装置の一部拡大
縦断面図である。
【図3】前記第1の実施形態に係る巻回装置の一部拡大
斜視説明図である。
【図4】前記第1の実施形態に係る巻回装置の動作説明
図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る巻回装置の一部
拡大斜視説明図である。
【図6】本発明の第3の実施形態に係る巻回装置の一部
拡大斜視説明図である。
【図7】本発明の第4の実施形態に係る巻回装置の一部
拡大斜視説明図である。
【符号の説明】
10、110、130…巻回装置 12、14、11
4…巻回軸 16…支持機構 18…拡径機構 19…回転機構 20、132…潤
滑液供給手段 82、126…定量吐出ニードル 90…正極板 92…負極板 94a、94b…
セパレータ 102…ドデカン 104…極板群 118a、118b…軸部 124…ブラシ 134…ケーシング 136…フェルト
材 140…管路

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯状の正極板および負極板をセパレータを
    挟んで巻回する電池の巻回方法であって、 前記セパレータを把持して該セパレータと一体的に前記
    正極板および前記負極板を巻回することにより極板群を
    形成する巻回軸に、前記極板群の離脱を円滑に行うため
    の潤滑液を供給することを特徴とする電池の巻回方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の巻回方法において、前記潤
    滑液は、前記巻回軸の前記セパレータのエッジ部に対応
    する位置に滴下されることを特徴とする電池の巻回方
    法。
  3. 【請求項3】請求項2記載の巻回方法において、前記潤
    滑液の滴下は、前記巻回軸が前記セパレータを把持すべ
    く移動した後から前記極板群の巻回終了までの間に行わ
    れることを特徴とする電池の巻回方法。
  4. 【請求項4】請求項1記載の巻回方法において、前記潤
    滑液は、前記巻回軸の近傍に位置して前記セパレータに
    滴下されることを特徴とする電池の巻回方法。
  5. 【請求項5】請求項2または4記載の巻回方法におい
    て、前記潤滑液は、飽和炭化水素であり、1ヵ所当たり
    の滴下量が0.1cc〜0.01ccの範囲内に設定さ
    れることを特徴とする電池の巻回方法。
  6. 【請求項6】請求項1記載の巻回方法において、前記潤
    滑液は、前記巻回軸が前記セパレータを把持すべく前進
    する際、または前記巻回軸が前記極板群から離脱すべく
    後退する際、該巻回軸に塗布されることを特徴とする電
    池の巻回方法。
  7. 【請求項7】請求項6記載の巻回方法において、前記潤
    滑液は、飽和炭化水素であることを特徴とする電池の巻
    回方法。
  8. 【請求項8】帯状の正極板および負極板をセパレータを
    挟んで巻回する電池の巻回装置であって、 前記セパレータを把持して該セパレータと一体的に前記
    正極板および前記負極板を巻回することにより極板群を
    形成する巻回軸と、 前記巻回軸に、前記極板群の離脱を円滑に行うための潤
    滑液を供給する潤滑液供給手段と、 を備えることを特徴とする電池の巻回装置。
  9. 【請求項9】請求項8記載の巻回装置において、前記潤
    滑液供給手段は、前記巻回軸または前記セパレータに前
    記潤滑液を一定量ずつ滴下自在な定量吐出手段であるこ
    とを特徴とする電池の巻回装置。
  10. 【請求項10】請求項8記載の巻回装置において、前記
    潤滑液供給手段は、前記巻回軸が前記セパレータを把持
    すべく前進する際、または前記巻回軸が前記極板群から
    離脱すべく後退する際、該巻回軸に前記潤滑液を塗布自
    在な塗布手段であることを特徴とする電池の巻回装置。
  11. 【請求項11】請求項10記載の巻回装置において、前
    記塗布手段は、前記潤滑液を含んだブラシであることを
    特徴とする電池の巻回装置。
  12. 【請求項12】請求項10記載の巻回装置において、前
    記塗布手段は、前記潤滑液に浸されて前記巻回軸が摺動
    するフェルト材またはスポンジであることを特徴とする
    電池の巻回装置。
  13. 【請求項13】請求項8記載の巻回装置において、前記
    潤滑液は、飽和炭化水素であることを特徴とする電池の
    巻回装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104183872A (zh) * 2014-08-18 2014-12-03 深圳市吉阳自动化科技有限公司 卷针机构

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CN104183872A (zh) * 2014-08-18 2014-12-03 深圳市吉阳自动化科技有限公司 卷针机构

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