KR20120123545A - Battery assembling machine and battery assembling method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 권회 전극체의 각 극에 단자부를 손상하지 않고, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 부착할 수 있는 전지 조립 장치를 제공한다. 전지 조립 장치(1)는 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 가이드부(86)를 가진 가이드 부재(80), 권회 전극체(2)를 편평하게 변형하는 가압부(23) 및 부재 삽입부(25)를 구비하고 있다. 부재 삽입부(25)는 가이드부(86)의 표면과 접촉하면서 접속 단자(19)를 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 삽입한다.This invention provides the battery assembly apparatus which can attach easily the connection terminal of an electrical power collecting member to the said terminal part, without damaging a terminal part in each pole of a wound electrode body. The battery assembly device 1 flatly deforms the guide member 80 and the wound electrode body 2 having the guide portion 86 in which the active material non-forming portions 9a and 11a of the wound electrode body 2 are stacked. The pressurizing part 23 and the member insertion part 25 are provided. The member inserting portion 25 inserts the connecting terminal 19 into the active material non-forming portions 9a and 11a while contacting the surface of the guide portion 86.
Description
본 발명은, 예를 들면, 띠 모양의 양극, 세퍼레이터, 및 띠 모양의 음극이 차례대로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성된 권회(捲回) 전극체에 집전 부재를 부착하는 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법에 관한 것이다.The present invention is, for example, a battery assembly apparatus and a battery assembly method in which a strip-shaped positive electrode, a separator, and a strip-shaped negative electrode are stacked in turn, and a current collector member is attached to a wound electrode body formed by winding them. It is about.
자동차, 휴대용 컴퓨터 및 각종 휴대용 단말기의 전원으로 다양한 이차 전지가 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 내지 3 참조). 이러한 특허문헌 1 내지 3에 기재된 종래의 이차 전지는 띠 모양의 양극, 세퍼레이터, 및 띠 모양의 음극이 차례로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성된 권회 전극체, 및 이 권회 전극체에 장착되는 집전 부재를 구비하고 있다.Various secondary batteries are used as power sources for automobiles, portable computers, and various portable terminals (see, for example,
권회 전극체의 띠 모양의 양극 및 음극은 각각 띠 모양의 코어체와 이 코어체의 양쪽 표면에 형성된 극(極) 활성 물질을 구비하고 있다. 극 활성 물질은 코어체의 폭 방향의 한쪽 가장자리에 형성되고, 다른 쪽 가장자리에는 형성되지 않는다. 이 띠 모양의 양극과 음극 사이에는 띠 모양의 세퍼레이터가 존재하고(즉, 샌드위치되어 있음), 극 활성 물질이 형성되지 않은 각각의 가장자리가 코어체의 폭 방향의 양쪽 단에 위치하도록 감겨져서 전술한 권회 전극체를 구성하고 있다. 권회 전극체는 편평하게 변형되어 있다(즉, 편평하게 찌그러져 있다). 상기 극 활성 물질이 형성되지 않은 양쪽의 가장자리는 각각 양극과 음극의 단자부이다.The strip-shaped anode and cathode of the wound electrode body each have a strip-shaped core body and a polar active material formed on both surfaces of the core body. The polar active material is formed at one edge in the width direction of the core body and is not formed at the other edge. A band-shaped separator exists (i.e. sandwiched) between the band-shaped anodes and cathodes, and each of the edges on which the polar active material is not formed is wound so as to be located at both ends in the width direction of the core. The wound electrode body is constituted. The wound electrode body is flatly deformed (that is, flatly crushed). The edges on both sides where the polar active material is not formed are terminal portions of the positive electrode and the negative electrode, respectively.
집전 부재는 절연성의 부재 본체 및 복수개의 접속 단자를 갖추고 있다. 부재 본체는 대략 직사각형이다. 복수개의 접속 단자는 전도성 금속으로 구성되어 있으며, 상기 부재 본체의 길이 방향의 양쪽 단부를 관통하고 있다. 접속 단자는, 전지로서 조립되는 경우에 상기 단자부에 장착되어, 이들 각각의 양극과 음극에 전기적으로 접속된다.The current collector member has an insulating member body and a plurality of connection terminals. The member main body is substantially rectangular. The plurality of connection terminals are made of a conductive metal and penetrate both ends in the longitudinal direction of the member main body. When assembled as a battery, a connection terminal is attached to the said terminal part, and is electrically connected to each of these positive and negative electrodes.
전술한 이차 전지는, 편평하게 변형된 권회 전극체의 양극 및 음극의 단자부에 각 접속 부재가 부착되어 있다.In the above-mentioned secondary battery, each connection member is attached to the terminal part of the positive electrode and the negative electrode of the wound electrode body flatly deformed.
그러나, 앞서 설명한 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 기재된 이차 전지는 상기 양극 및 음극과 상기 접속 단자가 금속으로 구성되어 있기 때문에, 조립시에 이들이 서로 스치게 될 경우, 특히 양극 및 음극의 단자 부분의 표면에 스크래치가 생겨서 (즉, 표면 손상), 해당 단자부와 접속 단자간의 전기 저항이 증가하게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 손상된 단자부의 파편이 권회 전극체 내로 진입하여 양극과 음극을 단락시킬 우려가 있다. 또한, 단자부와 접속 단자를 고정할 때, 권회 전극체의 권회 중심 공간부에 필요한 작업 공간을 확보하는 것이 어렵기 때문에, 사람이 수잡업으로 해야 하는 등 제조 비용을 좀처럼 낮추기 어려웠다.However, in the secondary batteries described in
따라서, 본 발명의 목적은, 예를 들면, 권회 전극체의 각 극의 단자부를 손상시키지 않고 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 설치할 수 있는 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법을 제공하는 것이다. 또한, 단자부와 접속 단자를 고정할 때, 권회 전극체의 권회 중심 공간부에 용접 또는 용착 작업에 필요한 공간을 확보함으로써, 기계에 의한 자동화를 가능하게 하고, 그 결과 제조 비용을 낮출 수 있는 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the objective of this invention is providing the battery assembly apparatus and battery assembly method which can easily install the connection terminal of an electrical power collecting member in the said terminal part, without damaging the terminal part of each pole of a wound electrode body, for example. In addition, when fixing the terminal portion and the connecting terminal, by securing a space necessary for welding or welding work in the winding center space portion of the wound electrode body, it is possible to automate the machine, resulting in a battery assembly that can lower the manufacturing cost An apparatus and a battery assembling method are provided.
전술한 문제를 해결하여 그 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특허청구범위의 제1항에 기재된 전지 조립 장치는, 띠 모양의 양극, 세퍼레이터, 및 띠 모양의 음극이 차례로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성된 권회 전극체의 상기 양극 및 상기 음극 각각의 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 부착하는 전지 조립 장치에 있어서, 그 표면상에 상기 권회 전극체가 배치되는 배치부, 상기 단자부에 포개져서, 상기 접속 단자를 안내하는 가이드부를 구비한 안내부, 상기 배치부와의 사이에 상기 권회 전극체를 끼워서 상기 권회 전극체를 편평하게 변형하는 가압부, 및 상기 가이드부의 표면과 접촉하면서, 상기 접속 단자를 상기 단자부에 삽입하는 부재 삽입부를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems and achieve the object, in the battery assembly apparatus of
본 발명의 전지 조립 장치 및 전지 조립 방법은, 권회 전극체의 각 극의 단자부를 손상시키지 않고 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 설치할 수 있다. 또한, 단자부와 접속 단자를 고정할 때, 권회 전극체의 권회 중심 공간부에 용접 또는 용착 작업에 필요한 공간을 확보함으로써, 기계에 의한 자동화를 가능하게 하고, 그 결과 제조 비용을 낮출 수 있다.The battery assembly apparatus and battery assembly method of this invention can easily install the connection terminal of a collector member in the said terminal part, without damaging the terminal part of each pole of a wound electrode body. Moreover, when fixing a terminal part and a connection terminal, by securing the space required for welding or welding operation | work to the winding center space part of a wound electrode body, automation by a machine can be enabled and the manufacturing cost can be reduced as a result.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전지 조립 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전지 조립 장치에 의해 조립된 전지의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전지의 다른 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전지의 집전 부재의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 전지의 권회 전극체의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 권회 전극체의 일부를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 권회 전극체의 일부의 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 전지 조립 장치의 안내부의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 9는 도 8에서의 화살표 IX 방향에서 본 안내부의 정면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 안내부의 가이드 부재가 서로 가까워진 상태를 나타내는 측면도이다.
도 11은 도 10에서의 화살표 XI 방향에서 본 안내부의 정면도이다.
도 12는 도 8에 도시된 안내부의 1개의 가이드 부재의 정면도이다.
도 13은 도 10에 도시된 안내부의 가이드 부재에 접속 단자가 가까워진 상태를 나타내는 정면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 접속 단자가 가이드부의 표면과 접촉하면서 단자부에 삽입된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 15는 도 1에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 평면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 침입 확대부가 서로 떨어진 상태를 나타내는 평면도이다.
도 17은 도 1에 도시된 전지 조립 장치의 전지를 조립하기 전에, 배치대와 가압 부재에 결속 시트가 흡착된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 전지 조립 장치의 가장 아래쪽 가이드 부재의 가이드부에 권회 전극체의 활성 물질 비형성 부분이 배치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 침입 부재가, 가이드부에 활성 물질 비형성 부분이 포개진 권회 전극체의 중심 공간내에 삽입된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 전지 조립 장치의 중앙 가이드 부재가 가이드 위치에 위치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 21은 도 20에 도시된 전지 조립 장치의 중앙 가이드 부재의 상면에 설치된 가이드부에 다른 권회 전극체의 활성 물질 비형성 부분이 포개진 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 22는 도 21에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 침입 부재가 위쪽의 권회 전극체의 중심 공간내에 삽입된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 23은 도 22에 도시된 전지 조립 장치의 가장 위쪽의 가이드 부재가 가이드 위치에 위치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 24는 도 23에 도시된 전지 조립 장치의 가압부에 의해 권회 전극체가 편평하게 변형된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 25는 도 24에 도시된 전지 조립 장치의 결속부에 의해 편평하게 변형된 권회 전극체의 주위에 결속 시트를 감아 놓은 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 26은 도 25에 도시된 전지 조립 장치의 가이드부의 표면과 접촉하면서 접속 단자가 단자부에 삽입된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 27은 도 26에 도시된 전지 조립 장치의 안내부의 위쪽의 2개의 가이드 부재가 후퇴 위치에 위치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 28은 도 27에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 침입 부재에 의해 권회 전극체의 중심 공간의 단면적이 커진 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 29는 도 28에 도시된 전지 조립 장치의 공간 확대부의 한쪽의 침입 확대부의 회동 암이 후퇴 위치에 위치된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 30은 도 29에 도시된 전지 조립 장치의 접합부 등에 의해 클립이 접합된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.1 is a front view schematically showing the configuration of a battery assembly apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a battery assembled by the battery assembling apparatus shown in FIG. 1.
3 is another perspective view of the battery shown in Fig.
4 is a perspective view of a current collector member of the battery shown in FIG. 3.
5 is a perspective view of the wound electrode body of the battery shown in FIG. 3.
6 is an exploded perspective view illustrating a part of the wound electrode body illustrated in FIG. 5.
7 is a cross-sectional view of a part of the wound electrode body shown in FIG. 6.
8 is a side view illustrating a configuration of a guide part of the battery assembly device shown in FIG. 1.
FIG. 9 is a front view of the guide part seen from the arrow IX direction in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a side view illustrating a state in which guide members of the guide unit illustrated in FIG. 8 are close to each other.
FIG. 11 is a front view of the guide as viewed in the direction of arrow XI in FIG. 10.
12 is a front view of one guide member of the guide portion shown in Fig.
FIG. 13 is a front view illustrating a state in which a connection terminal approaches a guide member of the guide unit illustrated in FIG. 10.
FIG. 14 is a front view illustrating a state in which the connecting terminal illustrated in FIG. 13 is inserted into the terminal portion while contacting the surface of the guide portion.
FIG. 15 is a plan view of a space enlargement unit of the battery assembly apparatus illustrated in FIG. 1.
FIG. 16 is a plan view illustrating a state in which the intrusion expanding portions of the space expanding portion of the battery assembly device illustrated in FIG. 15 are separated from each other.
It is a front view which shows typically the state in which the binding sheet was adsorb | sucked to the mounting table and the pressing member before assembling the battery of the battery assembly apparatus shown in FIG.
FIG. 18 is a front view schematically showing a state in which an active material non-forming portion of a wound electrode body is disposed in a guide portion of a lowermost guide member of the battery assembly device shown in FIG. 17.
FIG. 19 is a front view schematically showing a state in which the intrusion member of the space enlargement portion of the battery assembly device shown in FIG. 18 is inserted into the center space of the wound electrode body in which the active material non-forming portion is superposed on the guide portion.
20 is a front view schematically showing a state where the center guide member of the battery assembly device shown in FIG. 19 is located at a guide position.
FIG. 21 is a front view schematically showing a state in which an active material non-forming part of another wound electrode body is superposed on a guide portion provided on an upper surface of the center guide member of the battery assembly device shown in FIG. 20.
It is a front view which shows typically the state in which the intrusion member of the space expansion part of the battery assembly apparatus shown in FIG. 21 was inserted in the center space of the upper wound electrode body.
FIG. 23 is a front view schematically showing a state where the uppermost guide member of the battery assembly device shown in FIG. 22 is located at a guide position.
It is a front view which shows typically the state in which the wound electrode body was deformed flat by the press part of the battery assembly apparatus shown in FIG.
It is a front view which shows typically the state which wound the binding sheet around the wound electrode body deformed flat by the binding part of the battery assembly apparatus shown in FIG.
FIG. 26 is a front view schematically showing a state where the connecting terminal is inserted into the terminal portion while being in contact with the surface of the guide portion of the battery assembly device shown in FIG. 25.
FIG. 27 is a front view schematically showing a state in which two guide members above the guide portion of the battery assembly device shown in FIG. 26 are positioned at a retracted position.
It is a front view which shows typically the state in which the cross-sectional area of the center space of the wound electrode body became large by the intrusion member of the space expansion part of the battery assembly apparatus shown in FIG.
It is a front view which shows typically the state in which the rotational arm of one invasion expansion part of the space expansion part of the battery assembly apparatus shown in FIG. 28 is located in a retreat position.
It is a front view which shows typically the state in which the clip was joined by the junction part etc. of the battery assembly apparatus shown in FIG.
이하, 본 발명의 일 실시형태를 설명한다. 본 발명의 일 실시형태에 관한 전지 조립 장치는, 가이드부에 권회 전극체의 단자부를 배치하고, 이 가이드부의 표면과 접촉하면서 접속 단자를 단자부에 삽입한다. 이와 같이, 접속 단자를 소정의 위치에 배치할 때, 각각 금속으로 구성된 접속 단자와 각 극의 단자부가 직접 접촉하는 일은 없다. 따라서, 권회 전극체의 각 극의 단자부를 손상시키지 않고, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 부착할 수 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described. The battery assembly apparatus which concerns on one Embodiment of this invention arrange | positions the terminal part of a wound electrode body in a guide part, and inserts a connection terminal into a terminal part, making contact with the surface of this guide part. Thus, when arrange | positioning a connection terminal in a predetermined position, the connection terminal which consists of metal, respectively, and the terminal part of each pole do not directly contact. Therefore, the connecting terminal of a collector member can be easily attached to the said terminal part, without damaging the terminal part of each pole of a wound electrode body.
또한, 가이드부의 두께를 접속 단자의 두께보다 얇게 구성해도 좋다. 이 경우, 가이드부를 접속 단자와 단자부의 사이로부터 빼내려고 할 때, 이 접속 단자와 단자부의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 접속 단자를 단자부의 원하는 위치에 부착할 수 있다.Moreover, you may comprise the thickness of a guide part thinner than the thickness of a connection terminal. In this case, when trying to pull out a guide part between a connection terminal and a terminal part, the position of this connection terminal and a terminal part can be prevented from shifting | deviating. Therefore, the connecting terminal can be attached to a desired position of the terminal section.
또한, 가이드부가, 단자부가 포개지는 대략 평면상의 겹침부(즉, 포개지는 부분), 및 이 겹침부 보다도 전기 접속 단자측에 상기 권회 전극체의 커브를 따른 곡면상의 경사부를 구비하고 있더라도 좋다. 이 경우, 접속 단자를 단자부에 삽입할 때, 이 접속 단자가 가이드부에만 접촉한다. 따라서, 접속 단자는 단자부에 직접 접촉하지 않는다. 그러므로, 권회 전극체의 각 극의 단자부를 손상시키지 않고, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 쉽게 부착할 수 있다.The guide portion may be provided with a substantially planar overlap portion (that is, the overlapped portion) on which the terminal portion is overlapped, and a curved inclined portion along the curve of the wound electrode body on the electrical connection terminal side than the overlap portion. In this case, when inserting a connection terminal into a terminal part, this connection terminal contacts only a guide part. Therefore, the connection terminal does not directly contact the terminal portion. Therefore, the connecting terminal of the collector member can be easily attached to the terminal portion without damaging the terminal portion of each pole of the wound electrode body.
또한, 가이드부가 경사부에 이어지고, 상기 접속 단자의 삽입 방향과 평행하게 연장된 평행 연장부를 구비하고 있더라도 좋다. 부재 삽입부에 접속 단자를 삽입할 때, 상기 접속 단자의 위치가 다소 어긋나더라도 이 평행 연장부에 의해 경사부의 위치에 상기 접속 단자를 안내할 수 있다. 그러므로, 접속 단자를 소정의 단자부에 확실하게 부착할 수 있다.The guide portion may be provided with a parallel extension portion that extends in parallel with the inclined portion and parallel to the insertion direction of the connecting terminal. When inserting the connection terminal into the member insertion portion, even if the position of the connection terminal is slightly shifted, the connection terminal can be guided to the position of the inclined portion by this parallel extension portion. Therefore, the connecting terminal can be reliably attached to the predetermined terminal portion.
가이드부에 포개진 편평하게 변형된 권회 전극체의 중심 공간의 단면적을 공간 확대부에 의해 크게 하더라도 좋다. 이 경우, 서로 포개지는 단자부를 권회 전극체의 외주(外周)측에서 보다 밀착한 상태로 서로 포갤 수 있다. 권회 전극체의 중심 공간의 단면적을 크게 함으로써, 단자부와 접속 단자를 고정하는 작업 공간을 확보할 수 있기 때문에, 인력 등을 필요로 하지 않고도 기계에 의해 자동으로 접속부에 접속 단자를 부착할 수 있다. 그러므로, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 효율적으로 고정할 수 있다.The cross-sectional area of the center space of the wound electrode body deformed flat on the guide portion may be enlarged by the space enlargement portion. In this case, the terminal portions superimposed on each other can be superimposed on the outer circumferential side of the wound electrode body in a state of being in close contact with each other. By increasing the cross-sectional area of the center space of the wound electrode body, a work space for fixing the terminal portion and the connecting terminal can be secured, and thus the connecting terminal can be automatically attached to the connecting portion by the machine without requiring a manpower or the like. Therefore, the connection terminal of a current collector member can be fixed efficiently to the said terminal part.
또한, 결속 부재에 의해 복수개의 권회 전극체를 묶을 수도 있다. 이 경우, 복수개의 권회 전극체에 의해 전지를 구성할 수 있다.Moreover, a some wound electrode body can also be bundled by a binding member. In this case, a battery can be comprised by several winding electrode body.
또한, 공간 확대부가 권회 전극체의 중심 공간내에 삽입된 침입 부재를 해당 권회 전극체의 반경 방향으로 이동시키는 부재 이동 수단을 구비하고 있더라도 좋고, 침입 부재를 회전시키는 회전 수단을 구비하고 있더라도 좋다. 이 부재 이동 수단 또는 회전 수단에 의해, 공간 확대부가 권회 전극체의 중심 공간의 단면적을 확실하게 크게 할 수 있으며, 또한 효율적으로 단자부에 접속 단자를 부착할 수 있다.Moreover, the space expansion part may be provided with the member moving means for moving the penetration member inserted in the center space of the wound electrode body in the radial direction of the wound electrode body, or may be provided with the rotation means for rotating the penetration member. By this member moving means or a rotating means, a space enlargement part can reliably enlarge the cross-sectional area of the center space of the wound electrode body, and can attach a connection terminal to a terminal part efficiently.
접속 단자와 단자부를 끼우는 클립의 위치를 결정하는 클립 위치 결정부를 구비하고 있더라도 좋고, 접속 단자와 단자부와 클립을 접합하는 접합부를 구비하고 있더라도 좋다. 이 경우, 해당 단자부에 집전 부재의 접속 단자를 확실히 고정할 수 있다.It may be provided with the clip positioning part which determines the position of a clip which pinches | connects a connection terminal and a terminal part, and may be provided with the junction part which joins a connection terminal, a terminal part, and a clip. In this case, the connecting terminal of the current collector member can be securely fixed to the terminal portion.
실시예Example
본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 30에 기초하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 관한 전지 조립 장치(1)는 권회 전극체(2)(도 5에 나타냄)에 집전 부재(3)(도 4에 나타냄)를 부착해서, 전지(4)(도 2 및 도 3에 나타냄)를 조립하는 장치이다. 도시한 예에 있어서, 전지(4)는 자동차, 휴대용 컴퓨터, 및 각종 휴대 단말에 이용되는 리튬 이온 전지로 이루어져 있다.An embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 30. In the
전지(4)는, 도 2와 도 3에 나타내는 바와 같이, 2개의 권회 전극체(2), 집전 부재(3) 및 클립(5)을 구비하고 있다. 권회 전극체(2)는 도 6과 도 7에 나타내는 바와 같이, 띠 모양의 양극으로서의 양극 시트(6), 띠 모양의 세퍼레이터(7), 및 띠 모양의 음극으로의 음극 시트(8)가 차례로 포개지고, 이들이 감겨져서 구성되어 있다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
양극 시트(6)는, 띠 모양의 코어체(9), 및 이 코어체(9)의 양쪽 표면에 형성된 양극 활성 물질(10)을 구비하고 있다. 코어체(9)는, 알루미늄 호일 등 양극에 적합한 금속 호일로 구성되어 있다. 양극 활성 물질(10)은 코어체(9)의 폭 방향의 한쪽 가장자리와 중앙부에 걸쳐서 형성되고, 다른 쪽 가장자리에는 형성되어 있지 않다. 즉, 코어체(9)의 폭 방향의 다른 쪽 가장자리에는, 코어체(9)를 일정한 폭으로 노출시키는 양극 활성 물질 비형성 부분(단자부에 상당한다)(9a)이 존재한다.The
음극 시트(8)는, 띠 모양의 코어체(11) 및 이 코어체(11)의 양쪽 표면에 형성된 음극 활성 물질(12)을 구비하고 있다. 코어체(11)는, 동박 등 음극에 적합한 금속 호일로 구성되어 있다. 음극 활성 물질(12)은, 코어체(11)의 폭 방향의 한쪽 가장자리와 중앙부에 걸쳐서 형성되고, 다른 쪽 가장자리에 형성되어 있지 않다. 즉, 코어체(11)의 폭 방향의 다른 쪽의 가장자리에는 코어체(11)를 일정 폭으로 노출시키는 음극 활성 물질 비형성 부분(단자부에 상당한다)(11a)이 존재한다.The
권회 전극체(2)는, 양극 활성 물질 비형성 부분(9a)이 음극 시트(8)와 접촉하지 않도록, 그리고 음극 활성 물질 비형성 부분(11a)이 양극 시트(6)와 접촉하지 않도록, 양극 시트(6), 세퍼레이터(7) 및 음극 시트(8)가 차례로 포개지고, 감겨져서 구성되어 있다. 그리고, 권회 전극체(2)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 편평하게 변형되어 있다(즉, 편평하게 찌그러져 있다). 또한, 편평하게 변형된 복수개의 권회 전극체(2)가 서로 포개지고, 이들 주위에 결속 부재로서의 결속 시트(13)(도 13에 나타냄)가 감겨져서 고정되어 있다.The
집전 부재(3)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 절연성의 부재 본체(14) 및 이 부재 본체(14)에 설치된 단자부(15)를 가지고 있다. 부재 본체(14)는, 절연성의 합성 수지로 구성되고, 권회 전극체(2)의 외주면 상에서 편평하게 변형된 해당 권회 전극체(2)의 폭 방향의 한쪽 가장자리 상에 포개져 있다.The
단자부(15)는, 부재 본체(14)의 양쪽 단부에 간격을 두고 배치된 양극 단자부(16) 및 음극 단자부(17)를 가지고 있다. 양극 단자부(16) 및 음극 단자부(17)는, 전지(4)로서 조립된 경우에, 각각 권회 전극체(2)의 양극 시트(6) 및 음극 시트(8)에 전기적으로 접속된다. 양극 단자부(16) 및 음극 단자부(17)는 각각 전술한 부재 본체(14)의 양쪽 단부에 있는 단자부 본체(18), 및 이 단자부 본체(18)의 한쪽 표면으로부터 세워진 4개의 접속 단자(19), 및 단자부 본체(18)의 다른 쪽 표면으로부터 세워진 1개의 볼트 단자(20)를 구비하고 있다.The
접속 단자(19)는 각각 전도성 금속 등으로 구성되고, 단자부 본체(18)로부터 세워진 막대 형상으로 형성되어 있다. 두 세트의 접속 단자(19)는 전지(4)로서 조립된 경우에, 각각 권회 전극체(2)의 대응하는 시트(6, 8)의 코어체(9, 11)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 전기적으로 접속된다. 두 세트의 접속 단자(19)는, 권회 전극체(2)의 시트(6, 8)의 코어체(9, 11)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 후술하는 클립(5)으로 끼워져서, 해당 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 부착된다.The connecting
볼트 단자(20)는, 전술한 접속 단자(19)와 전기적으로 접속되어 있다. 볼트 단자(20)는 전지(4)의 방전 또는 충전시에 단자로서 사용된다.The
클립(5)은 전도성 금속 등으로 구성되어 있다. 또한, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접속 단자(19)를 이 클립(5)으로 끼워서, 용접함으로써 이러한 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 접속 단자(19)와 전기적으로 접속된다.The
전술한 구성의 전지(4)의 조립 공정은, 후술하는 전지 조립 장치(1)에 의해 2개의 권회 전극체(2)가 편평하게 변형된 후에 결속 시트(13)로 묶는 공정, 이들 권회 전극체(2)에 집전 부재(3)의 접속 단자(19)를 삽입하는 공정, 각 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 부착하는 공정 등을 포함한다.The assembly process of the
전지 조립 장치(1)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 장치 본체(21), 안내부(22), 가압부(23), 공간 확대부(24), 부재 삽입부(25), 결속부(26), 클립 위치 결정부(27) 및 접합부(28)를 가지고 있다.As shown in FIG. 1, the
장치 본체(21)는, 공장 바닥 위에 설치되는 베이스판(29), 이 베이스판(29)으로부터 세워진 지주(支柱)(30), 이 지주(30)의 상단부에 부착되고 베이스판(29)과 간격을 두고 평행하게 배치된 천장판(31), 및 배치부로서의 배치대(32)를 가지고 있다. 배치대(32)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 두꺼운 평판상으로 형성되어, 베이스판(29) 상에 부착되어 있다. 배치대(32)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다. 배치대(32)의 표면에는, 결속 시트(13)의 부압(負壓)에 의해 흡착되어서 밀착한 상태로 포개진다. 또한, 배치대(32)의 앞쪽 및 뒤쪽(즉, 안쪽)에 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 위치시키고, 그리고 1개의 권회 전극체(2)가 결속 시트(13)의 위쪽에 간격을 두고 놓여진다.The apparatus
안내부(22)는, 배치대(32)에 놓여진 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a) 각각에 대응하여 한 쌍이 설치되어 있다. 도시된 예에 따르면, 안내부(22)는, 배치대(32) 보다도 도 1중의 뒤쪽(즉, 안쪽)과 앞쪽에 설치되어 있다. 안내부(22)는, 도 8 및 도 9에 나타내는 것과 같이, 슬라이드 지지부(33) 및 복수개(도시예에서는 3개)의 가이드 부재(80)를 갖추고 있다.The pair of
슬라이드 지지부(33)는, 베이스부(81), 지지주(支持柱)(82) 및 2개의 슬라이더(83)를 갖추고 있다. 베이스부(81)는, 두꺼운 평판상으로 형성되고, 베이스판(29)에 부착된다. 지지주(82)는, 베이스부(81), 즉 베이스판(29)으로부터 세워진 상태로 설치되어 있다. 두 개의 슬라이더(83)는, 지지주(82)의 길이 방향을 따라 정렬되어, 해당 지지주(82)의 길이 방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 한 쪽의 슬라이더(83)는, 지지주(82)의 중앙부 및 하단부에 걸쳐서 이동가능하게 해당 지지주(82)에 지지되어 있다. 다른 쪽의 슬라이더(83)는, 지지주(82)의 상단부 및 한 쪽의 슬라이더(83)의 바로 위에 걸쳐서 이동가능하게 해당 지지주(82)에 지지되어 있다.The
가이드 부재(80)는, 베이스판(29)과 천장판(31)의 사이에 상호 간격을 두어 배치되어 있다. 3개의 가이드 부재(80) 중 하나는 베이스부(81)에 고정되어 있다. 또한, 다른 2개의 가이드 부재(80)는 각각 슬라이드 막대(84)에 의해 수평 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 2개의 가이드 부재(80)는, 도 8 중의 실선으로 표시된 위치, 즉 배치대(32) 상의 권회 전극체(2)로부터 떨어진 후퇴 위치, 및 도 8의 점선 및 도 10에 도시된 위치, 즉 배치대(32) 상의 권회 전극체(2)에 가장 근접한 가이드 위치에 걸쳐서, 이동가능하게 설치되어 있다. 또한, 3개의 가이드 부재(80)가 가이드 위치에 있는 경우는, 도 10에 나타내는 것과 같이, 연직 방향으로 정렬하도록 위치된다. 또한, 각 안내부(22)는 2개의 슬라이드 막대(84)를 그 길이 방향으로 슬라이드시키기 위한 구동원(도시하지 않음)을 구비하고 있다.The
가이드 부재(80)는, 도 11 및 도 12에 나타내는 것과 같이, 각각 상기 슬라이드 막대(84) 또는 베이스부(81)에 부착된 가이드 본체 및 가이드부(86)를 구비하고 있다. 가이드 본체(85)는, 직방체 형상으로 형성되고, 그 길이 방향이 수평 방향으로 배치되어 있다. 가이드부(86)는, 권회 전극체(2)의 평면을 따른 대략 평면상의 부분 및 해당 권회 전극체(2)의 커브를 따른 곡면상의 소부분을 포함한다. 또한, 도시예에 따르면, 가이드부(86)는, 가장 아래쪽의 가이드 부재(80)에서는 가이드 본체(85)의 상면에 설치되고, 중앙의 가이드 부재(80)에서는 가이드 본체(85)의 상면과 하면에 설치되며, 가장 위쪽의 가이드 부재(80)에서는, 가이드 본체(85)의 하면에 설치되어 있다. 또한, 도 9, 도 11 및 도 12에 이중 점선으로 나타내는 것과 같이, 배치대(32) 상의 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 가이드부(86)의 표면상에 놓여진다.As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the
전술한 3개의 가이드 부재(80)의 가이드부(86)는 동일한 구성을 가지므로, 이하에서는, 가장 아래쪽에 위치하는 가이드 부재(80)의 가이드부(86)를 대표해서 설명하고자 한다. 가이드부(86)는, 도 12에 나타내는 것과 같이, 겹침부(87), 이 겹침부(87)에 이어지는 경사부(88), 및 이 경사부(88)에 이어지는 평행 연장부(89)를 구비한 얇은 평판상으로 형성되어 있다. 이 겹침부(87)는, 수평이면서, 배치대(32)상의 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 평행한 대략 평면이다. 겹침부(87)에는, 배치대(32) 상의 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진다.Since the
경사부(88)는, 권회 전극체(2)의 커브를 따른 평면상의 소부분으로, 도 13에 나타내는 것과 같이, 겹침부(87)보다도 접속 단자(19)측에 존재한다. 경사부(88)의 보다 더 접속 단자(19)측에는, 겹침부(87)와 대략 평행한 평행 연장부(89)가 연장되어 있다. 부재 삽입부가 접속 단자(19)를 삽입할 때, 이 평행 연장부(89)와 경사부(88) 및 겹침부(87)는, 해당 접속 단자(19)가 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 포개지는 위치로 안내하는 역할을 한다.The
도 9에 나타내는 바와 같이, 3개의 가이드 부재(80) 사이에 2개의 권회 전극체(2)를 배치할 수도 있다. 가장 아래쪽의 가이드 부재(80)의 가이드부(86)와 중앙의 가이드 부재(80)의 하면에 설치된 가이드부(86)의 사이에 1개의 권회 전극체(2)가 배치되고, 중앙의 가이드 부재(80)의 상면에 설치된 가이드부(86)와 가장 위쪽의 가이드 부재(80)의 가이드부(86)의 사이에 1개의 권회 전극체(2)가 배치된다. 이 상태에서, 도 10 및 도 11에 나타내는 것과 같이, 2개의 가이드 부재(80)가 아래를 향해 이동할 수 있다. 2개의 가이드 부재(80)는 후술하는 가압부(23)의 가압 실린더(34)의 슬라이더(92)의 승강 동작에 연동하여, 구동원(도시하지 않음)에 의한 승강이 이루어진다.As shown in FIG. 9, two wound
가압부(23)는 가압판(90), 가압 실린더(34) 및 가압 부재(35)를 구비하고 있다. 가압판(90)은, 두꺼운 평판상으로 형성되고, 베이스판(29)과 간격을 두어 해당 베이스판(29)과 평행하게 배치되어 있다. 가압판(90)은, 배치대(32) 상의 권회 전극체(2) 및 안내부(22)의 3개의 가이드 부재(80)의 위쪽에 위치된다. 가압판(90)은, 가이드 기둥에 의해 승강 가능하게 설치되어 있다.The
가압 실린더(34)는, 베이스판(29) 상에 세워져 해당 베이스판(29)에 부착된 실린더 본체(36), 및 해당 실린더 본체(36)에 연직 방향을 따라 슬라이드 가능하게 설치된 슬라이더(92)를 구비하고 있다. 슬라이더(92)는 가압판(90)에 부착된다. 가압 실린더(34)는, 슬라이더(92)를 승강시키는 것에 의해, 해당 가압판(90)을 승강시킨다.The pressurizing
가압 부재(35)는, 가압판(90)의 배치대(32)에 대향하는 표면에 부착되고, 두꺼운 평판상으로 형성되어 있다. 가압 부재(35)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때, 배치대(32)를 향해 볼록한 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다. 가압 부재(35)에는, 그 하면에 결속 시트(13)가 부압에 의해 밀착하게 흡착한 상태로 포개진다.The pressing
가압 실린더(34)가 가압 부재(35)를 아래쪽으로 이동시킴으로써, 가이드 부재(80)의 가이드부(86) 사이에 설치된 권회 전극체(2)를 배치대(32)와의 사이에 끼워서 해당 권회 전극체(2)를 편평하게 변형시킨다.As the
공간 확대부(24)는, 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a) 각각에 대응하게, 한 쌍이 설치되어 있다. 도시예에서는, 공간 확대부(24)는, 배치대(32)보다도 도 1 중의 뒤쪽(안쪽)과 앞쪽에 설치되어 있다.The
공간 확대부(24)는, 각각 도 15 및 도 16에 나타내는 것과 같이, 부재 이동 수단으로서의 슬라이드 기구부(37) 및 2개의 침입 확대부(38)를 구비하고 있다. 슬라이드 기구부(37)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때, 배치대(32)의 오른편에 설치되어 있다. 슬라이드 기구부(37)는, 리니어 가이드(39) 및 구동원(도시하지 않음)을 구비하고 있다.As shown in FIG. 15 and FIG. 16, the
리니어 가이드(39)는, 도 1중의 좌우 방향으로 직선상으로 연장되는 레일(41), 및 이 레일(41)에 해당 레일(41)의 길이 방향을 따라 슬라이드 가능하게 설치된 슬라이더(42)를 구비하고 있다. 슬라이더(42)는 구동원에 의해 레일(41)의 길이 방향을 따라 이동한다. 슬라이드 기구부(37)는, 슬라이더(42)를 레일(41)을 따라 권회 전극체(2)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 슬라이더(42)에 부착된 침입 확대부(38)의 후술하는 침입 부재(93)를 권회 전극체(2)의 반경 방향을 따라 해당 권회 전극체(2)의 외주 방향으로 이동시킨다. 슬라이드 기구부(37)에 있어서는, 슬라이더(42)가 레일(41)을 따라 권회 전극체(2)로부터 멀어지는 방향으로 이동함으로써, 후술하는 침입 부재(93)가 권회 전극체(2)의 반경 방향을 따라 해당 권회 전극체(2)의 외주 방향으로 이동한다.The
2개의 침입 확대부(38)는, 도 1 중의 좌우 방향, 즉 리니어 가이드(39)의 레일(41)의 길이 방향에 따라 서로 간격을 두어 배치되어, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때 상호간에 배치대(32)를 끼우는 위치에 배치되어 있다.The two
침입 확대부(38)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 지지주(43), 2개의 슬라이더(44), 2개의 회동(回動) 아암(45), 2개의 로크(lock) 걸림쇠(46)를 구비하고 있다. 지지주(43)는, 연직 방향을 따라 직선으로 연장되고, 베이스판(29)으로부터 세워진 상태로 배치되어 있다. 도 1 중의 오른 쪽 침입 확대부(38)의 지지주(43)는, 리니어 가이드(39)의 슬라이더(42)에 부착되고, 도 1 중 왼쪽 침입 확대부(38)의 지지주(43)의 베이스판(29)에 부착되어 있다.As shown in FIG. 1, the
2개의 슬라이더(44)는, 지지주(43)의 길이 방향을 따라 정렬되어, 해당 지지주(43)의 길이 방향을 따라 이동가능하게 지지되어 있다. 한쪽의 슬라이더(44)는, 지지주(43)의 중앙부 및 하단부에 걸쳐서 이동가능하게 지지되어 있다. 다른 쪽의 슬라이더(44)는, 지지주(43)의 상단부와 한쪽의 슬라이더(44)의 바로 위에 걸쳐서 이동가능하게 지지주(43)에 의해 지지되어 있다.The two
회동 아암(45)은, 전지 조립 장치(1)의 정면에서 보았을 때 수평 방향과 평행한 직선상으로 연장한다. 회동 아암(45)은, 도 15 및 도 16에 나타내는 것과 같이, 그 한쪽 단부가 슬라이더(42)에 회동가능하게 지지되고, 다른 쪽 단부는 권회 전극체(2)에 가까워지도록 연장되어 있다. 또한, 회동 아암(45)은, 도 15 및 도 16 중에 실선으로 도시된 접속 단자(19)의 삽입 방향과 평행한 침입 위치와, 도 15 및 도 16 중에 이중 점선으로 도시된 권회 전극체(2)로부터 멀어지는 후퇴 위치에 걸쳐서 상기 슬라이더(42)에 회전가능하게 지지되어 있다.The
회동 아암(45)의 다른 쪽 단부에는, 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)에 침입하는 침입 부재(93)가 부착되어 있다. 침입 부재(93)는, 회동 아암(45)의 다른 쪽 단부로 향함에 따라 권회 전극체(2)를 향해 돌출하는 형상이다. 침입 부재(93)는, 권회 전극체(2)의 축심 둘레로 회전할 수 있도록 회동 아암(45)의 다른 쪽 단부에 지지되어 있다. 또한, 침입 확대부(38)의 회동 아암(45)의 다른 쪽 단부에는, 침입 부재(93)를 회전시키는 회전 수단으로의 회전 구동원(47)이 부착되어 있다. 또한, 회동 아암(45)은, 압박 수단으로서 스프링 등에 의해, 상기 침입 위치에서 후퇴 위치를 향해, 즉 권회 전극체(2)로부터 멀어지는 방향으로 압박된다. 또한, 회동 아암(45)은, 베이스판(29)에 부착된 구동원(도시하지 않음)에 의해, 후퇴 위치에서 침입 위치를 향해 가압된다.At the other end of the
로크 걸림쇠(46)는, 그 중앙부가 슬라이더(44)에 회동가능하게 지지되어 있다. 로크 걸림쇠(46)는, 권회 전극체(2)에 가까운 쪽의 한쪽 단부에, 상기 회동 아암(45)에 계지(係止)되는 걸림쇠(94)가 돌출되게 마련되어 있다. 또한, 로크 걸림쇠(46)는, 상기 걸림쇠(94)가 회동 아암(45)에 계지되는 방향으로, 압박 수단(도시하지 않음)으로서의 스프링 등에 의해 압박되어 있다. 또한, 베이스판(29)에 부착된 구동원(도시하지 않음)에 의해, 걸림쇠(94)가 회동 아암(45)의 한쪽 단부로부터 멀어지는 방향으로 가압된다.The
걸림쇠(94)가 회동 아암(45)의 한쪽 단부에 계지되면, 해당 회동 아암(45)이 전술한 침입 위치에 유지된다. 또한, 로크 걸림쇠(46)가, 전술한 압박 수단의 압박력에 대항하여 걸림쇠(94)가 회동 아암(45)의 한쪽 단부로부터 멀어지는 방향으로 회동하면, 걸림쇠(94)의 계지가 해제되어서, 회동 아암(45)이 전술한 후퇴 위치를 향해 회전한다.When the
전술한 구성의 공간 확대부(24)에 있어서, 2개의 침입 확대부(38)가 상호 접근하여, 회동 아암(45)이 침입 위치에 위치하게 되면, 침입 부재(93)가 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)내에 삽입된다. 그리고, 공간 확대부(24)는, 슬라이드 기구부(37)에 의해 침입 확대부(38)가 서로 멀어짐으로써, 침입 부재(93)는 중앙 공간(K)의 단면적을 넓힌다. 즉, 공간 확대부(24)는, 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)을 해당 권회 전극체(2)의 반경 방향을 따라 외주측으로 확장한다. 이로써, 서로 포개지는 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을, 해당 권회 전극체(2)의 외주측에 있어서 보다 밀착한 상태로 서로 포갤 수 있다. 그리고, 공간 확대부(24)는 구동원에 의해 회동 아암(45)의 한쪽 단부에의 계지가 해제되는 방향으로 로크 걸림쇠(46)가 가압된다. 해당 로크 걸림쇠(46)의 계지가 해제되어서 회동 아암(45)이 침입 위치로부터 후퇴 위치를 향해 회전되면, 침입 부재(93)가 중심 공간(K) 내에서부터 빠져나오게 된다. 또한, 각 공간 확대부(24)의 각 침입 확대부(38)의 슬라이더(44), 즉 회동 아암(45)은, 가압부(23)의 가압 실린더(34)의 슬라이더(92)의 승강 동작에 연동하여, 구동원(도시하지 않음)에 의한 승강 동작이 이루어진다.In the
부재 삽입부(25)는, 안내부(22)의 도 1 중의 오른 쪽에 배치되어 있다. 부재 삽입부(25)는, 삽입 실린더(48) 및 부재 유지부(49)를 구비하고 있다. 삽입 실린더(48)는, 실린더 본체(50), 및 이 실린더 본체(50)로부터 돌출가능하게 설치된 로드(51)를 구비하고 있다. 삽입 실린더(48)는, 실린더 본체(50)로부터 신장하는 로드(51)가 안내부(22)에 근접한 상태로 베이스판(29) 상에 설치되어 있다.The
부재 유지부(49)는, 집전 부재(3)의 단자부(15)의 볼트 단자(20)를 유지한다. 접속 단자(19)가 권회 전극체(2)에 대향하고 수평하게 되도록 집전 부재(3)가 유지된다.The
그리고, 삽입 실린더(48)의 로드(51)가 신장하여, 부재 유지부(49)에 유지된 집전 부재(3)가 배치대(32) 상 및 가이드 부재(80)의 가이드부(86) 상에 배치된 권회 전극체(2)에 근접한다. 그리고, 접속 단자(19)가 가이드부(86)의 표면을 미끄러지게 함으로써, 집전 부재(3)의 접속 단자(19)를 가이드부(86)에 삽입한다. 이때, 접속 단자(19)는 가이드부(86)와만 접촉한다. 접속 단자(19)는 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접촉하지 않는다.Then, the
결속부(26)는, 도 1에 나타내는 것과 같이, 배치대(32)의 표면으로부터 돌몰(突沒) 가능하게 설치된 제1 돌몰 부재(52), 및 가압 부재(35)의 하면에서 돌몰 가능하게 설치된 제2 돌몰 부재(53)를 구비하고 있다. 제1 돌몰 부재(52)는, 배치대(32)의 도 1 중의 좌우 방향으로 서로 간격을 두어, 또한 도 1 중의 깊이 방향으로(즉, 안쪽 방향으로) 서로 간격을 두어 복수개가 설치되어 있다. 제1 돌몰 부재(52)는 베이스판(29)에 부착된 에어 실린더(도시하지 않음) 등에 의해 배치대(32)의 표면으로부터 돌몰된다. 제2 돌몰 부재(53)는 가압 부재(35)의 도 1 중의 좌우 방향으로 서로 간격을 두어, 또한 도 1의 깊이 방향으로 서로 간격을 두어 복수개가 설치되어 있다. 제2 돌몰 부재(53)는 가압판(90)에 부착된 에어 실린더 (도시하지 않음) 등에 의해 가압 부재(35)의 하면으로부터 돌몰된다.As shown in FIG. 1, the binding
가압 부재(35)와 배치대(32) 사이에 끼워진 권회 전극체(2)가 편평하게 변형되고, 돌몰 부재(52, 53)가 배치대(32)의 표면 및 가압 부재(35)의 하면으로부터 돌출한다. 그리고, 돌몰 부재(52, 53)가 배치대(32)의 표면 및 가압 부재(35)의 하면에 흡착한 결속 시트(13)가, 편평하게 변형된 권회 전극체(2)의 주위에 감겨진다. 또한, 해당 결속 시트(13)의 점착 테이프를 서로 붙여서, 해당 결속 시트(13)에 의해 전술한 2개의 권회 전극체(2)를 결속한다.The
클립 위치 결정부(27)는, 이동부(54)에 의해 배치대(32) 및 안내부(22)에 대해서 이동가능하게 장치 본체(21)에 부착된 로봇 아암(55)을 구비하고 있다. 로봇 아암(55)은 장치 본체(21)에 설치된 클립 수용부(도시하지 않음)의 클립(5)을 그 선단에 흡착한다. 이렇게 흡착된 클립(5)은 접속 단자(19)와 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 끼워서 위치 결정된다.The
접합부(28)는, 이동부(56)에 의해 배치대(32) 및 안내부(22)에 대해서 이동가능하게 장치 본체(21)에 부착된 초음파 용접 장치(57)를 구비하고 있다. 초음파 용접 장치(57)는, 로봇 아암(55)이 위치 결정한 클립(5), 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a), 및 접속 단자(19)를 초음파 용접에 의해 접합한다.The joining
전술한 구성의 클립 위치 결정부(27)와 접합부(28)는 상호 공동으로, 클립(5)을 하나씩 접속 단자(19)에 접합한다.The
전술한 전지 조립 장치(1)에 의해, 전지(4)는 다음과 같이 조립된다. 먼저, 도 17에 나타내는 것과 같이, 가이드 부재(80)가 후퇴 위치에 위치되어 있다. 그리고, 각 공간 확대부(24)의 각 침입 확대부(38)의 회동 아암(45)이 후퇴 위치에 위치되어 있다. 그리고, 배치대(32)의 표면에 결속 시트(13)가 포개져서 흡착되고, 또한 가압 부재(35)의 하면에 결속 시트(13)가 포개져서 흡착된다. 또한, 부재 삽입부(25)의 부재 유지부(49)에 집전 부재(3)가 유지되고, 부재 삽입부(25)의 삽입 실린더(48)의 로드(51)가 축소되어 있다.By the
그리고, 도 18에 나타내는 것과 같이, 각 안내부(22)의 가장 아래쪽에 위치하는 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개지도록 1개의 권회 전극체(2)가 놓여진다. 이상이 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 포개는 겹침 공정이다. 그리고, 도 19에 나타내는 것과 같이, 각 공간 확대부(24)의 침입 확대부(38)의 아래쪽에 위치한 회동 아암(45)을 침입 위치에 위치시켜서, 침입 부재(93)가 전술한 1개의 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)내에 삽입된다. 그리고, 도 20에 나타내는 것과 같이, 각 안내부(22)의 중앙에 위치하는 가이드 부재(80)가 가이드 위치에 위치된다.And as shown in FIG. 18, one wound electrode so that the active material
그 후, 도 21에 나타내는 것과 같이, 각 안내부(22)의 중앙에 위치하는 가이드 부재(80)의 상면에 설치된 가이드부(86) 상에 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개지도록 2번째의 권회 전극체(2)가 놓여진다. 이상이, 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 포개는 두 번째 겹침 공정이다. 그리고, 도 22에 나타내는 것과 같이, 각 공간 확대부(24)의 침입 확대부(38)의 위쪽에 위치하는 회동 아암(45)을 침입 위치에 위치시켜서 침입 부재(93)가 전술한 2번째 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)내에 삽입된다. 그리고, 도 23에 나타내는 것과 같이, 각 안내부(22)의 가장 위쪽에 위치하는 가이드 부재(80)가 가이드 위치에 위치된다.After that, as shown in FIG. 21, the active material
그 후, 도 24에 나타내는 것과 같이, 가압부(23)의 가압 실린더(34)의 슬라이더(92)를 하강시켜서, 가압 부재(35)를 하강시킨다. 그러면, 가압 부재(35)가 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 놓여진 권회 전극체(2)의 배치대(32)를 향해 가압한다. 또한, 구동원(도시하지 않음)이 가압 부재(35)의 하강에 연동해서 각 안내부(22)의 위쪽에 위치하는 2개의 가이드부(86)를 배치대(32)를 향해 하강시키고, 또한, 각 공간 확대부(24)의 2개의 침입 확대부(38)의 슬라이더(44), 즉 회동 아암(45)을 배치대(32)를 향해 하강시킨다. 그리고, 도 24에 나타내는 것과 같이, 권회 전극체(2)는 중심 공간(K) 내에 침입 부재(93)가 침입된 상태로 배치대(32)와 가압 부재(35) 사이에 끼어서 편평하게 변형된다. 이상이 가압 부재(35)와 배치대(32) 사이에서 권회 전극체(2)가 편평하게 변형되는 가압 공정이다.Then, as shown in FIG. 24, the
그 후, 결속부(26)의 제1 돌몰 부재(52)가 배치대(32)의 표면에서 돌출되고, 제2 돌몰 부재(53)가 가압 부재(35)의 표면으로부터 돌출된다. 그러면, 배치대(32) 및 가압 부재(35)에 흡착된 결속 시트(13)가, 도 25에 나타내는 것과 같이, 편평하게 변형된 2개의 권회 전극체(2)의 주위에 감겨져서, 이들 권회 전극체(2)가 결속 시트(13)에 의해 결속된다. 이상이, 2개, 즉 복수개의 권회 전극체(2)의 주위에 결속 시트(13)가 감겨져서, 이들 복수개의 권회 전극체(2)가 결속 시트(13)에 의해 결속되는 결속 공정이다.Thereafter, the
그리고 부재 삽입부(25)의 삽입 실린더(48)의 로드(51)가 신장되어서, 해당 부재 삽입부(25)에 유지된 집전 부재(3)가 편평하게 변형된 권회 전극체(2)에 접근하게 된다. 그러면, 도 13에 나타내는 것과 같이, 집전 부재(3)의 각 접속 단자(19)가, 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 서서히 접근한다. 그리고, 해당 접속 단자(19)가, 가이드부(86)의 경사부(88)에 접촉하여 해당 경사부(88)에 의해 안내된다. 이어서, 도 14 및 도 26에 나타내는 것과 같이, 겹침부(87)가 접속 단자(19)와 접촉하여 해당 접속 단자(19)는 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)의 위치에 포개지도록 안내된다. 이렇게 해서, 가이드부(86)는, 접속 단자(19)를 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 포개지는 위치에 안내한다. 이상이, 접속 단자(19)가 가이드부(86)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 면의 뒤쪽 면 상에 삽입되는 삽입 공정이다.And the
그리고, 각 안내부(22)의 위쪽에 위치하는 가이드 부재(80)는, 구동원(도시하지 않음)에 의해 슬라이드 막대(84)를 따라 이동되어서, 권회 전극체(2)로부터 멀어진다. 그리고, 도 27에 나타내는 것과 같이, 위쪽에 위치하는 2개의 가이드 부재(80)의 가이드부(86)를, 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접속 단자(19)의 사이로부터 빼낸다. 이상이 권회 전극체(2)와 접속 단자(19)의 사이에서 가이드부(86)를 빼내는 공정이다.And the
그 후, 각 공간 확대부(24)의 슬라이드 기구부(37)의 슬라이더(42)를 2개의 침입 확대부(38)가 서로 멀어지는 방향으로 이동시킨다. 그러면, 도 28에 나타내는 것과 같이, 도면 중 오른 쪽의 침입 확대부(38)의 침입 부재(93)와 도면 중 왼쪽의 침입 확대부(38)는 서로 멀어지는 방향으로 이동한다. 침입 부재(93)가 권회 전극체(2)의 장경(長徑) 방향을 따라 외주측으로 이동하면, 서로 포개진 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 권회 전극체(2)의 외주측에서 보다 밀접하게 서로 포개진다. 그 결과, 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)의 단면적을 크게 할 수 있다. 그리고, 회전 구동원(47)에 의해, 도면 중 오른 쪽의 침입 확대부(38)의 침입 부재(93)가 적절히 회전된다. 이상이, 가압부(23)에 의해 편평하게 변형된 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)을 해당 권회 전극체(2)의 반경 방향으로 넓히는 확대 공정이다.Thereafter, the
그 후, 도 29에 나타내는 것과 같이, 각 공간 확대부(24)의 도면 중 오른 쪽의 회동 아암(45)의 한쪽 단부를 계지한 로크 걸림쇠(46)의 걸림쇠(94)의 계지가 해제되어서, 해당 회동 아암(45)이 후퇴 위치에 위치하게 된다. 그리고, 후퇴 위치에 위치된 회동 아암(45)의 다른 쪽 단부에 부착된 침입 부재(93)가 중심 공간(K)으로부터 빠져나온다. 그리고, 클립 위치 결정부(27)의 로봇 아암(55)에 의해, 클립(5)이 하나씩 접속 단자(19)와 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 끼워서 위치 결정되고, 그 후 접합부(28)의 초음파 용접 장치(57)에 의해 위치 결정된 클립(5)이 접속 단자(19) 등에 접합된다. 이상이, 클립(5)이 접속 단자(19)와 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 끼우고 위치 결정되는 클립 위치 결정 공정, 및 접속 단자(19), 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a) 및 클립(5)이 접합되는 접합 공정이다.Then, as shown in FIG. 29, the latch of the
그리고, 모든 접속 단자(19)가 클립(5)에 의하여 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 순차적으로 접합된다. 이상이 전지(4)의 조립 공정이다.And all the
본 실시예에 따르면, 가이드 부재(80)의 가이드부(86)에 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 배치하고, 이 가이드부(86)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 면의 뒤쪽 면 상에 접속 단자(19)를 삽입하기 때문에, 접속 단자(19)를 위치 결정할 때, 가이드부(86)에 의해 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접속 단자(19)가 직접 접촉하지 않는다. 이 때문에, 접속 단자(19)를 소정의 위치에 위치 결정할 때, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)의 표면 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 손상시키지 않고, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 용이하게 부착 또는 설치할 수 있다.According to the present embodiment, the active material
또한, 가이드부(86)의 두께를 접속 단자(19)의 두께보다 얇게 구성함으로써, 가이드부(86)를 접속 단자(19)와 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)의 사이로부터 빼내려고 할 때, 해당 접속 단자(19) 및 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 접속 단자(19)를 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)의 원하는 위치에 부착할 수 있다.In addition, the thickness of the
또한, 가이드부(86)가, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 대략 평면상의 겹침부(87), 및 권회 전극체(2)의 커브를 따른 곡면상의 소부분이자, 해당 겹침부(87)보다도 접속 단자(19)측에 있는 경사부(88)를 구비하고 있다. 이로 인해, 접속 단자(19)를 가이드부(86)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 면의 뒤쪽 면 상에 삽입할 때, 접속 단자(19)가 가이드부(86)의 전술한 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 포개진 면의 뒤쪽(즉, 안쪽) 면과 접촉한다. 따라서, 접속 단자(19)는, 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)과 접촉하지 않는다. 이로써, 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 손상시키는 일 없이, 해당 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 집전 부재(3)의 접속 단자(19)를 용이하게 부착할 수 있다.In addition, the
또한, 가이드부(86)는, 경사부(88)의 보다 더 접속 단자(19)측에 겹침부(87)와 대략 평행하게 연장하는 평행 연장부(89)를 구비하고 있다. 부재 삽입부(25)에 접속 단자(19)를 삽입할 때, 해당 접속 단자(19)의 위치가 다소 어긋나더라도 이 평행 연장부(89)에 의해 경사부(88)의 위치에 해당 접속 단자(19)를 안내할 수 있다. 이 때문에, 권회 전극체(2)를 복수개 포개는 경우에도, 가이드부(86)에 의해 복수개의 권회 전극체(2)의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 구분할 수 있다. 따라서, 접속 단자(19)를 소정의 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 확실하게 부착할 수 있다.The
침입 부재(93)가 권회 전극체(2)의 장경(長徑) 방향을 따라 외주측으로 이동하면, 서로 포개진 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)이 권회 전극체(2)의 외주측에서 보다 밀착한 상태로 서로 포개진다. 그 결과, 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)의 단면적을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 작업 공간을 확보할 수 있어서, 용이하게 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 부착할 수 있다.When the
또한, 결속 시트(13)에 의해 서로 포개진 복수개의 권회 전극체(2)를 결속하므로, 복수개의 권회 전극체(2)로 전지(4)를 구성할 수도 있다.Moreover, since the some winding
그리고, 회전 구동원(47)에 의해, 침입 확대부(38)의 침입 부재(93)가 적절히 회전된다. 이 때문에, 공간 확대부(24)가 권회 전극체(2)의 중심 공간(K)을 확실하게 확대시킬 수 있고, 효율적으로 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 부착할 수 있다.And the
접속 단자(19)와의 사이에 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)을 끼우는 위치에 클립(5)의 위치를 결정하는 클립 위치 결정부(27)를 구비하고 있기 때문에, 보다 확실하게 활성 물질 비형성 부분(9a, 11a)에 접속 단자(19)를 부착할 수 있다.Since the
또한, 전술한 전지 조립 장치(1)는, 2개의 권회 전극체(2)를 갖춘 전지(4)를 조립하는 예를 설명하였으나, 본 발명에서는, 1개의 권회 전극체(2)만을 구비한 전지(4) 또는 권회 전극체를 3개 이상 구비한 전지(4)를 조립할 수도 있다. 이 경우, 물론 가이드 부재(80), 침입 확대부(38), 지지주(70) 등의 개수는, 권회 전극체(2)의 개수에 따라서 적절히 변경가능하다.In addition, although the above-mentioned
또한, 전술한 실시예는 본 발명의 대표적인 형태를 나타내는 것에 지나지 않으며, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 골자를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변형하여 실시할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태에 대한 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 구체적인 구성은 이러한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경 등도 본 발명의 범위에 포함된다. 즉, 전지 조립 장치(1)의 각 부위는 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.In addition, the above-mentioned embodiment is only showing the typical form of this invention, and this invention is not limited to this embodiment. In other words, it can be carried out in a variety of forms without departing from the gross bone of the present invention. In addition, although it demonstrated in detail with reference to drawings about embodiment of this invention, a specific structure is not limited to this embodiment, The design change etc. of the range which do not deviate from the summary of this invention are included in the scope of the present invention. That is, each part of the
1 : 전지 조립 장치
2 : 권회 전극체
3 : 집전 부재
5 : 클립
6 : 양극 시트(양극)
7 : 세퍼레이터
8 : 음극 시트(음극)
9a : 양극 활성 물질 비형성 부분(단자부)
11a : 음극 활성 물질 비형성 부분(단자부)
13 : 결속 시트(결속 부재)
19 : 접속 단자
23 : 가압부
24 : 공간 확대부
25 : 부재 삽입부
26 : 결속부
27 : 클립 위치 결정부
28 : 접합부
32 : 배치대(배치부)
37 : 슬라이드 기구부(부재 이동 수단)
47 : 회전 구동원 (회전 수단)
86 : 가이드부
87 : 겹침부
88 : 경사부
89 : 평행 연장부
93 : 침입 부재
K : 중심 공간1: battery assembly device
2: wound electrode body
3: current collector member
5: Clip
6: anode sheet (anode)
7: separator
8: cathode sheet (cathode)
9a: positive electrode active material non-forming part (terminal part)
11a: negative active material non-forming part (terminal part)
13: binding sheet (binding member)
19: Connection terminal
23: pressurization
24: space enlargement
25: member insertion part
26: binding unit
27: clip positioning unit
28: junction
32: placement table (placement unit)
37: slide mechanism portion (member moving means)
47: rotation drive source (rotation means)
86: guide part
87: overlap
88: inclined portion
89: parallel extension
93: intrusion member
K: center space
Claims (19)
그 표면상에 상기 권회 전극체가 배치되는 배치부;
상기 단자부에 포개져서, 상기 접속 단자를 안내하는 가이드부를 구비한 안내부;
상기 배치부와의 사이에 상기 권회 전극체를 끼워서 상기 권회 전극체를 편평하게 변형하는 가압부; 및
상기 가이드부의 표면과 접촉하면서, 상기 접속 단자를 상기 단자부에 삽입하는 부재 삽입부
를 포함하는 전지 조립 장치.A battery assembly apparatus in which a strip-shaped positive electrode, a separator, and a strip-shaped negative electrode are stacked in turn, and a connection terminal of a current collector member is attached to a terminal portion of each of the positive electrode and the negative electrode of the wound electrode body formed by winding them.
An arrangement unit on which the wound electrode body is disposed;
A guide part superimposed on the terminal part and having a guide part for guiding the connection terminal;
A pressurizing portion for flatly deforming the wound electrode body by sandwiching the wound electrode body with the placement portion; And
A terminal insertion portion for inserting the connection terminal into the terminal portion while being in contact with the surface of the guide portion,
Battery assembly device comprising a.
상기 접속 단자를 안내하는 가이드 부재에 상기 권회 전극체를 배치함으로써, 상기 접속 단자에 상기 가이드 부재를 포개는 겹침 공정;
상기 권회 전극체를 편평하게 변형하는 가압 공정;
상기 가이드 부재의 표면과 접촉하면서 상기 접속 단자를 상기 단자부에 삽입하는 삽입 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 조립 방법.A battery assembly method in which a strip-shaped positive electrode, a separator, and a strip-shaped negative electrode are stacked in turn, and a connection terminal of a current collector member is attached to a terminal portion of each of the positive electrode and the negative electrode of the wound electrode body formed by winding them.
A step of overlapping the guide member on the connection terminal by disposing the wound electrode body on a guide member that guides the connection terminal;
A pressing step of flatly deforming the wound electrode body;
Insertion process of inserting the said connection terminal into the said terminal part, making contact with the surface of the said guide member.
Battery assembly method comprising a.
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