KR20160075743A - 전지용 세퍼레이터 권회체의 스톡 방법, 전지용 세퍼레이터 권회체의 제조 방법, 전지용 세퍼레이터 권회체의 운반 방법 및 운반구 - Google Patents

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Abstract

대차(90b)는 수평을 이루는 복수의 지지 막대(91f)를 구비한다. 세퍼레이터 권회체(12b)는, 세퍼레이터가 감긴 코어에 수평을 이루는 지지 막대가 삽입된 상태에서 스톡된다. 이에 의해, 스톡된 세퍼레이터 권회체의 변형 및 권취 어긋남이 억제된다.

Description

전지용 세퍼레이터 권회체의 스톡 방법, 전지용 세퍼레이터 권회체의 제조 방법, 전지용 세퍼레이터 권회체의 운반 방법 및 운반구{METHOD FOR STOCKING SEPARATOR WOUND BODY FOR BATTERY, METHOD FOR MANUFACTURING SEPARATOR WOUND BODY FOR BATTERY, AND METHOD AND TOOL FOR CARRYING SEPARATOR WOUND BODY FOR BATTERY}
본 발명은 전지용 세퍼레이터 권회체의 스톡 방법, 전지용 세퍼레이터 권회체의 제조 방법, 전지용 세퍼레이터 권회체의 운반 방법 등에 관한 것이다.
리튬 이온 이차 전지의 내부에 있어서, 정극 및 부극은 전지용 세퍼레이터에 의해 분리된다. 이차 전지의 제조에는 필름상의 세퍼레이터를 감은 것인 세퍼레이터 권회체가 사용된다. 이차 전지의 형상 및 크기는 다양하다. 그로 인해, 제조된 폭 넓은 세퍼레이터 원단은 이차 전지에 맞춘 폭으로 슬릿됨으로써, 복수의 세퍼레이터 권회체로 가공된다. 세퍼레이터 권회체를 필름상의 정극 및 부극 사이에 두도록 권취함으로써, 전극과 세퍼레이터를 적층시킨다.
특허문헌 1에는 세퍼레이터 권회물의 외경을 측정함으로써, 세퍼레이터의 두께를 관리하는 기술이 기재되어 있다.
국제 공개 공보 WO2008/013114(2008년 1월 31일 공개)
세퍼레이터의 제조 공정에 있어서, 전지용 세퍼레이터 권회체를 스톡할 필요가 발생하는 경우가 있다. 종래의 기술에서는, 전지용 세퍼레이터 권회체의 적절한 스톡 방법에 대하여, 고려되어 있지 않다.
본 발명의 목적은, 전지용 세퍼레이터 권회체의 변형 및 권취 어긋남을 억제하는 전지용 세퍼레이터 권회체의 스톡 방법을 제안하는 것에 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 전지용 세퍼레이터 권회체의 스톡 방법에서는, 수평을 이루는 지지 막대를 세퍼레이터가 감긴 코어에 삽입한 상태에서, 전지용 세퍼레이터 권회체를 스톡한다.
본 발명의 일 형태에 관한 전지용 세퍼레이터 권회체의 운반 방법에서는, 수평을 이루는 지지 막대를 세퍼레이터가 감긴 코어에 삽입한 상태에서, 전지용 세퍼레이터 권회체를 운반한다.
본 발명의 일 형태에 관한 운반구는 이동 가능한 운반구이며, 전지용 세퍼레이터 권회체를 지지하는 수평을 이루는 지지 막대를 구비한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 스톡된 전지용 세퍼레이터 권회체의 변형 및 권취 어긋남을 억제할 수 있다.
도 1은 리튬 이온 이차 전지의 단면 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 리튬 이온 이차 전지의 상세 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 도 1에 도시되는 리튬 이온 이차 전지의 다른 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 세퍼레이터를 슬릿하는 슬릿 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 5는 도 4에 도시되는 슬릿 장치의 절단 장치의 구성을 도시하는 측면도·정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 접속 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 7은 상기 접속 장치에 있어서 세퍼레이터를 커팅하는 방법을 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 스톡 장치의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.
도 9는 상기 스톡 장치의 기능 블록을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서 서로 연결되는 세퍼레이터를 선택하는 플로우를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서 서로 연결되는 세퍼레이터를 선택하는 다른 플로우를 도시하는 도면이다.
도 12는 결함을 제거하는 공정의 개략을 도시하는 도면이다.
도 13은 스톡부의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 14는 스톡부의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 15는 스톡부의 변형예를 도시하는 도면이다.
이차 전지의 제조에 있어서, 세퍼레이터와 전극은 함께 권취되기 때문에, 세퍼레이터 권회체와 시트상의 전극 권회체의 길이 방향(감는 방향)의 길이는, 제조 효율의 관점에서 정렬되어 있는 것이 바람직하다. 세퍼레이터 원단은, 유공(有孔) 필름이며, 제조 공정에 있어서 연신되기 때문에, 도중에 파단되는 경우가 있다. 파단되는 위치에 따라, 세퍼레이터 권회체의 길이 방향의 길이는 상이하게 된다. 종래의 기술에서는, 세퍼레이터 권회체의 제조에 있어서 파단이 고려되어 있지 않다.
〔공통 구성〕
후술하는 실시 형태에 있어서 공통되는 리튬 이온 이차 전지, 세퍼레이터, 내열 세퍼레이터, 내열 세퍼레이터의 제조 방법, 슬릿 장치, 절단 장치에 대하여 순서대로 설명한다.
(리튬 이온 이차 전지)
리튬 이온 이차 전지로 대표되는 비수 전해액 이차 전지는, 에너지 밀도가 높고, 그로 인해 현재 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대 정보 단말기 등의 기기, 자동차, 항공기 등의 이동체에 사용하는 전지로서, 또한 전력의 안정 공급에 이바지하는 정치용 전지로서 널리 사용되고 있다.
도 1은 리튬 이온 이차 전지(1)의 단면 구성을 도시하는 모식도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(1)는 캐소드(11)와, 세퍼레이터(12)와, 애노드(13)를 구비한다. 리튬 이온 이차 전지(1)의 외부에 있어서, 캐소드(11)와 애노드(13) 사이에, 외부 기기(2)가 접속된다. 그리고, 리튬 이온 이차 전지(1)의 충전 시에는 방향 A로, 방전 시에는 방향 B로 전자가 이동한다.
(세퍼레이터)
세퍼레이터(12)는, 리튬 이온 이차 전지(1)의 정극인 캐소드(11)와 그의 부극인 애노드(13) 사이에, 이들에 협지(挾持)되도록 배치된다. 세퍼레이터(12)는 캐소드(11)와 애노드(13) 사이를 분리하면서, 이들 사이에 있어서의 리튬 이온의 이동을 가능하게 한다. 세퍼레이터(12)는, 그의 재료로서, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 포함한다.
도 2는, 도 1에 도시되는 리튬 이온 이차 전지(1)의 상세 구성을 도시하는 모식도이며, (a)는 통상의 구성을 나타내고, (b)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 승온했을 때의 모습을 나타내고, (c)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온했을 때의 모습을 나타낸다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(12)에는 다수의 구멍(P)이 형성되어 있다. 통상 리튬 이온 이차 전지(1)의 리튬 이온(3)은 구멍(P)을 통하여 왕래할 수 있다.
여기서, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지(1)의 과충전 또는 외부 기기의 단락에 기인하는 대전류 등에 의해, 리튬 이온 이차 전지(1)는 승온하는 경우가 있다. 이 경우, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(12)가 융해 또는 유연화되어, 구멍(P)이 폐색된다. 그리고, 세퍼레이터(12)는 수축된다. 이에 의해, 리튬 이온(3)의 왕래가 정지되기 때문에, 상술한 승온도 정지된다.
그러나, 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온하는 경우, 세퍼레이터(12)는 급격하게 수축된다. 이 경우, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(12)는 파괴되는 경우가 있다. 그리고, 리튬 이온(3)이 파괴된 세퍼레이터(12)로부터 누출되기 때문에, 리튬 이온(3)의 왕래는 정지되지 않는다. 따라서, 승온은 계속된다.
(내열 세퍼레이터)
도 3은, 도 1에 도시되는 리튬 이온 이차 전지(1)의 다른 구성을 도시하는 모식도이며, (a)는 통상의 구성을 나타내고, (b)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온했을 때의 모습을 나타낸다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(1)는 내열층(4)을 더 구비할 수도 있다. 내열층(4)과 세퍼레이터(12)는 내열 세퍼레이터(12a)를 형성하고 있다. 내열층(4)은, 세퍼레이터(12)의 캐소드(11)측의 한쪽면에 적층되어 있다. 또한, 내열층(4)은, 세퍼레이터(12)의 애노드(13)측의 한쪽면에 적층될 수도 있고, 세퍼레이터(12)의 양면에 적층될 수도 있다. 그리고, 내열층(4)에도 구멍(P)과 마찬가지의 구멍이 형성되어 있다. 통상 리튬 이온(3)은, 구멍(P)과 내열층(4)의 구멍을 통하여 왕래한다. 내열층(4)은, 그의 재료로서 예를 들어 전체 방향족 폴리아미드(아라미드 수지)를 포함한다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온하여, 세퍼레이터(12)가 융해 또는 유연화되어도, 내열층(4)이 세퍼레이터(12)를 보조하고 있기 때문에, 세퍼레이터(12)의 형상은 유지된다. 따라서, 세퍼레이터(12)가 융해 또는 유연화되어, 구멍(P)이 폐색되는 것에 그친다. 이에 의해, 리튬 이온(3)의 왕래가 정지되기 때문에, 상술한 과방전 또는 과충전도 정지된다. 이와 같이, 세퍼레이터(12)의 파괴가 억제된다.
(내열 세퍼레이터의 제조 공정)
리튬 이온 이차 전지(1)의 내열 세퍼레이터(12a)의 제조는 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지의 방법을 이용하여 행할 수 있다. 이하에서는, 세퍼레이터(12)가 그의 재료로서 주로 폴리에틸렌을 포함하는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 세퍼레이터(12)가 다른 재료를 포함하는 경우에도 마찬가지의 제조 공정에 의해 세퍼레이터(12)를 제조할 수 있다.
예를 들어, 열가소성 수지에 가소제를 첨가하여 필름 성형한 후, 해당 가소제를 적당한 용매로 제거하는 방법을 들 수 있다. 예를 들어, 세퍼레이터(12)가 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌 수지로 형성되어 이루어지는 경우에는, 이하에 기재한 바와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다.
이 방법은, (1) 초고분자량 폴리에틸렌과, 탄산칼슘 등의 무기 충전제를 혼련하여 폴리에틸렌 수지 조성물을 얻는 혼련 공정, (2) 폴리에틸렌 수지 조성물을 사용하여 필름을 성형하는 압연 공정, (3) 공정 (2)에서 얻어진 필름 중에서 무기 충전제를 제거하는 제거 공정 및 (4) 공정 (3)에서 얻어진 필름을 연신하여 세퍼레이터(12)를 얻는 연신 공정을 포함한다.
제거 공정에 의해, 필름 중에 다수의 미세 구멍이 형성된다. 연신 공정에 의해 연신된 필름의 미세 구멍은, 상술한 구멍(P)으로 된다. 이에 의해, 소정의 두께와 투기도를 갖는 폴리에틸렌 미다공막인 세퍼레이터(12)가 형성된다.
또한, 혼련 공정에 있어서, 초고분자량 폴리에틸렌 100중량부와, 중량 평균 분자량 1만 이하의 저분자량 폴리올레핀 5 내지 200중량부와, 무기 충전제 100 내지 400중량부를 혼련할 수도 있다.
그 후, 도공 공정에 있어서, 세퍼레이터(12)의 표면에 내열층(4)을 형성한다. 예를 들어, 세퍼레이터(12)에, 아라미드/NMP(N-메틸-피롤리돈) 용액(도공액)을 도포하여, 아라미드 내열층인 내열층(4)을 형성한다. 내열층(4)은, 세퍼레이터(12)의 한쪽면에만 형성될 수도, 양면에 형성될 수도 있다. 또한, 내열층(4)으로서, 알루미나/카르복시메틸셀룰로오스를 도공할 수도 있다.
도공액을 세퍼레이터(12)에 도공하는 방법은, 균일하게 웨트 코팅할 수 있는 방법이면 특별히 제한은 없고, 종래 공지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 캐필러리 코팅법, 스핀 코팅법, 슬릿 다이 코팅법, 스프레이 코팅법, 딥 코팅법, 롤 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 바 코터법, 그라비아 코터법, 다이 코터법 등을 채용할 수 있다. 내열층(4)의 두께는 도공 웨트막의 두께, 도공액 중의 결합제 농도와 필러 농도의 합으로 나타나는 고형분 농도, 필러의 결합제에 대한 비를 조절함으로써 제어할 수 있다.
또한, 도공할 때에 세퍼레이터(12)를 고정 또는 반송하는 지지체로서는, 수지제의 필름, 금속제의 벨트, 드럼 등을 사용할 수 있다.
이상과 같이, 내열층(4)이 적층된 세퍼레이터(12)인 내열 세퍼레이터(12a)를 제조할 수 있다. 제조된 내열 세퍼레이터(12a)는 원통 형상의 코어에 권취된다. 또한, 이상의 제조 방법으로 제조되는 대상은, 내열 세퍼레이터(12a)에 한정되지 않는다. 이 제조 방법은, 도공 공정을 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제조되는 대상은 세퍼레이터(12)이다.
(슬릿 장치)
내열 세퍼레이터(12a) 또는 세퍼레이터(12)(이하 「세퍼레이터」)는, 리튬 이온 이차 전지(1) 등의 응용 제품에 적합한 폭(이하 「제품 폭」)인 것이 바람직하다. 그러나, 생산성을 높이기 위하여, 세퍼레이터는, 그 폭이 제품 폭 이상으로 되도록 제조된다. 그리고, 일단 제조된 후에, 세퍼레이터는 제품 폭으로 절단(슬릿)된다. 또한, 「세퍼레이터의 폭」이란, 세퍼레이터가 연장되는 평면에 대하여 평행하면서, 또한 세퍼레이터의 길이 방향에 대하여 수직인 방향의, 세퍼레이터의 길이를 의미한다. 이하에서는, 슬릿되기 전의 폭 넓은 세퍼레이터를 「원단」이라고 칭하고, 슬릿된 세퍼레이터를 특히 「슬릿 세퍼레이터」라고 칭한다.
도 4는 세퍼레이터를 슬릿하는 슬릿 장치(6)의 구성을 도시하는 모식도이며, (a)는 전체의 구성을 나타내고, (b)는 원단을 슬릿하기 전후의 구성을 나타낸다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 슬릿 장치(6)는 회전 가능하게 지지된 원주 형상의 권출 롤러(61)와, 롤러(62 내지 65)와, 복수의 권취 롤러(69U·69L)를 구비한다. 슬릿 장치(6)에는 후술하는 절단 장치(7)가 더 설치되어 있다.
(슬릿 전)
슬릿 장치(6)에서는, 원단을 둘러 감은 원통 형상의 코어(c)가, 권출 롤러(61)에 끼워져 있다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 원단은 코어(c)로부터 경로(U 또는 L)로 권출된다. 권출된 원단은 롤러(63)를 경유하여, 롤러(64)로 반송된다. 반송되는 공정에 있어서 원단은 복수의 세퍼레이터로 슬릿된다.
(슬릿 후)
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수의 슬릿 세퍼레이터의 일부는 각각 복수의 권취 롤러(69U)에 끼워진 각 코어(u)에 권취된다. 또한, 복수의 슬릿 세퍼레이터의 다른 일부는, 각각 복수의 권취 롤러(69L)에 끼워진 각 코어(l)에 권취된다. 또한, 롤상으로 권취된 세퍼레이터를 「세퍼레이터 권회체」라고 칭한다.
(절단 장치)
도 5는, 도 4의 (a)에 도시된 슬릿 장치(6)의 절단 장치(7)의 구성을 도시하는 도면이며, (a)는 절단 장치(7)의 측면도이고, (b)는 절단 장치(7)의 정면도이다.
도 5의 (a)(b)에 도시된 바와 같이, 절단 장치(7)는 홀더(71)와, 날(72)을 구비한다. 홀더(71)는 슬릿 장치(6)에 구비되어 있는 하우징 등에 고정되어 있다. 그리고, 홀더(71)는 날(72)과 반송되는 세퍼레이터 원단의 위치 관계가 고정되도록, 날(72)을 보유 지지하고 있다. 날(72)은, 날카롭게 연마된 엣지에 의해 세퍼레이터의 원단을 슬릿한다.
〔실시 형태 1〕
이하에서는 단층의 세퍼레이터(12) 및 내열 세퍼레이터(12a)를 구별하지 않고, 「세퍼레이터」라고 기재한다. 본 실시 형태는, 내열층을 갖지 않는 단층의 세퍼레이터에도, 내열층을 갖는 내열 세퍼레이터에도 적용 가능하다. 세퍼레이터의 원단의 제조 공정에 있어서, 세퍼레이터는 롤러에 현가되어 인장되기 때문에, 또한 연신된 구멍을 갖는 필름이기 때문에, 파단되는 경우가 있다. 그로 인해, 소정 길이(예를 들어 길이 방향(흐름 방향, MD: Machine direction)이 1500m)의 세퍼레이터를 제조하려고 해도, 그것보다 짧은 다양한 길이의 세퍼레이터가 발생해 버린다. 이차 전지의 제조에 있어서, 세퍼레이터와 시트상의 전극은 함께 권취된다. 이때, 세퍼레이터 권회체와 전극의 권회체의 길이 방향의 길이가 상이하면, 한쪽에 낭비가 발생하거나, 또는 길이에 따라 한쪽의 권회체의 교환이 필요하게 된다. 그로 인해, 제조되는 세퍼레이터 권회체의 길이 방향의 길이는 소정 길이로 정렬되어 있는(일정한) 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 제조 공정에 있어서 발생한 길이가 상이한 복수의 세퍼레이터를 길이 방향으로 서로 연결함으로써, 소정 길이의 세퍼레이터 권회체를 제조한다. 여기에서는, 연신 공정 및 도공 공정 후, 슬릿 공정 전에 세퍼레이터 원단의 서로 연결(접속 공정)을 행한다. 단, 이에 한정하지 않고, 슬릿 공정 후에, 슬릿 세퍼레이터끼리를 서로 연결할 수도 있다.
(접속 공정)
도 6은 세퍼레이터(전지용 세퍼레이터)를 접속하는 접속 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 6의 (a)에 있어서의 일점쇄선으로 테두리 표시된 개소의 확대도를 도 6의 (b)에 도시한다. 도 6의 (c)는, 도 6의 (b)에 대응하는 개소의 상면도이다. 접속 장치(8)는 제1 롤러(81b), 제2 롤러(81c), 복수의 롤러(84·85) 및 접속 테이블(83)을 구비한다. 제1 롤러(81b)에는, 한쪽의 세퍼레이터(12b)의 권회체가 세팅된다. 제2 롤러(81c)에는, 다른 쪽의 세퍼레이터(12c)의 권회체가 세팅된다. 세퍼레이터(12b·12c)는, 각각 원통 형상의 코어(82b·82c)에 감겨 있다. 코어(82b·82c)는, 각각 제1 롤러(81b), 제2 롤러(81c)에 착탈 가능하게 보유 지지된다. 예를 들어, 제1 롤러(81b), 제2 롤러(81c)는, 그의 외경을 변화시킴으로써, 코어(82b·82c)의 보유 지지와 해방을 행한다. 세퍼레이터(12b·12c)는, 모두 길이 방향에 있어서의 길이가 소정값(제품 상의 사양) 미만의 것이다. 또한, 여기에서는, 세퍼레이터(12b·12c)는 서로 길이 방향에 있어서의 길이가 상이하지만, 실질적으로 동일한 길이인 것끼리 서로 연결할 수도 있다.
권회체로부터 인출된 세퍼레이터(12b·12c)의 선단은, 롤러(84)를 경유하여, 접속 테이블(83) 위에 배치된다. 접속 테이블(83)에 있어서, 세퍼레이터(12b·12c)는, 그의 선단이 맞대어진 상태에서, 각각 롤러(85)에 의해 고정된다. 롤러(85)는, 세퍼레이터(12b·12c)를 접속 테이블(83)에 가압함으로써, 세퍼레이터(12b·12c)의 위치를 고정한다. 롤러(85) 대신에 가압 평면을 갖는 임의의 가압 부재를 설치할 수도 있다. 롤러(85)는, 세퍼레이터(12b·12c)를 접속 테이블(83) 위에 도입할 때에는, 회전하여 도입을 지원할 수 있다. 또한, 2개의 세퍼레이터(12b·12c)의 권회체에 있어서의 외측면끼리 동일한 측으로 되도록, 세퍼레이터(12b·12c)는 배치된다. 이것은, 내열층(4)의 측면이 동일한 측으로 되도록 세퍼레이터(12b·12c)를 접속하기 때문이다. 양면에 내열층(4)이 형성되어 있는 경우에도, 양측면의 품질에 차이가 있을 가능성을 고려하여, 세퍼레이터 제조 상의 동일한 측면끼리를 접속하는 것이 바람직하다.
선단이 맞대어진 세퍼레이터(12b·12c)는, 접착 테이프(86)에 의해 서로 연결된다. 여기에서는, 접착 테이프(86)의 횡단 방향(TD: transverse direction)에 있어서의 폭은, 세퍼레이터(12b·12c)의 폭보다 작지만, 동일할 수도 있다. 이 후, 슬릿 공정에 있어서, 접속된 세퍼레이터의 양단(횡단 방향의 단부)을 잘라 떨어뜨림으로써, 접착 테이프와 세퍼레이터의 폭을 고정밀도로 일치시킬 수 있다. 또한, 접착 테이프(86)의 접착 면적의 약 절반은 한쪽의 세퍼레이터(12b)에 접착되고, 나머지 절반은 다른 쪽의 세퍼레이터(12c)에 접착된다. 또한, 본 명세서에 있어서의 횡단 방향이란, 세퍼레이터가 연장되는 평면에 대하여 평행하면서, 또한 세퍼레이터의 길이 방향에 대하여 대략 수직인 방향을 의미한다.
서로 연결된 세퍼레이터(12b·12c)는, 롤러(81b·81c)에 의해, 1개의 세퍼레이터 권회체로서 한쪽의 코어(82b 또는 82c)에 권취된다. 이와 같이 하여, 길이 방향으로 서로 연결된 길이 방향의 길이가 소정 길이의 세퍼레이터 권회체를 얻을 수 있다. 서로 연결된 세퍼레이터 권회체의 접착 테이프(86)로 접착된 부분은, 전지의 세퍼레이터로서는 사용할 수 없다. 그러나, 전지 제조 공정에 있어서, 시트상의 전극과 세퍼레이터를 중첩한 후에, 접착 테이프의 부분을 잘라 떨어뜨려 사용하면 된다. 잘라 떨어뜨리는 수고가 증가된다고 해도, 전극과 세퍼레이터의 길이 방향의 길이가 동일하면, 예를 들어 1000m 이상이나 되는 전극과 세퍼레이터를 중첩하는 작업이 용이해진다.
또한, 서로 연결된 길이 방향에 있어서의 길이가 소정 길이로 되도록, 미리 세퍼레이터(12b·12c)는 길이 방향의 치수가 커팅될 수도 있다. 또는, 서로 연결된 후에 세퍼레이터의 길이 방향의 나머지 부분을 커팅함으로써, 길이 방향에 있어서의 길이를 소정 길이로 할 수도 있다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이 접속 테이블(83)에서 세퍼레이터(12b·12c)의 선단을 서로 겹쳐 고정한 상태로, 겹쳐 있는 위치에서 2개의 세퍼레이터(12b·12c)를 커팅할 수도 있다. 세퍼레이터(12b·12c)의 서로의 자투리(12d)를 제거하면, 세퍼레이터(12b)의 선단과, 세퍼레이터(12c)의 선단이 일치한 상태로 된다. 이 상태에서 세퍼레이터(12b·12c)에 접착 테이프(86)를 부착함으로써, 세퍼레이터(12b·12c)끼리를 간극없이 서로 연결할 수 있다. 2개의 세퍼레이터(12b·12c)의 간극을 작게 함으로써, 접착 테이프(86)의 접착제가 세퍼레이터(12b·12c)의 다른 부분 또는 제조 장치의 롤러 등에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
(슬릿 공정)
접속 공정 후, 서로 연결된 세퍼레이터 원단은, 소정의 폭의 복수의 슬릿 세퍼레이터로 잘라 나뉜다. 예를 들어, 1800㎜의 폭의 세퍼레이터 원단이 100㎜ 폭으로 슬릿된다. 이 경우, 세퍼레이터 원단으로부터 100㎜ 폭의 17개의 슬릿 세퍼레이터가 제작된다. 나머지 100㎜는 양단의 잘라 떨어뜨린 부분이다. 슬릿 세퍼레이터의 폭은, 전지 등의 응용 제품의 제조에 적합한 세퍼레이터의 폭이라고 하게 된다. 슬릿 세퍼레이터는, 접착 테이프(86)로 접속된 소정 길이(예를 들어 1500m) 그대로 권취되어, 권회체로 된다. 슬릿된 후의 각 슬릿 세퍼레이터에 있어서의 접착 테이프(86)의 폭은 슬릿 세퍼레이터의 폭과 동일해진다.
슬릿 공정 후에 접속 공정을 행할 수도 있다. 단 이 경우, 서로 연결될 때의 횡단 방향(TD)의 오차로, 세퍼레이터 권회체의 측면에 단차가 발생하는 경우가 있다. 한편, 접속 공정 후에 슬릿 공정을 행하면, 슬릿에 의해, 서로 연결된 각 세퍼레이터의 횡단 방향에 있어서의 위치를 고정밀도로 정렬시킬 수 있다. 또한, 서로 연결된 각 세퍼레이터의 길이 방향도 평행하게 정렬시킬 수 있다.
(접착 테이프)
세퍼레이터(원단 또는 슬릿 세퍼레이터)는, 제조 공정(예를 들어 슬릿 공정 또는 전지 제조 공정)에 있어서, 롤러 등에 현가되어 반송되기 때문에, 길이 방향(MD)으로 인장력이 가해진다. 제조 공정에 있어서 세퍼레이터에 가해지는 인장력의 상한은, 높더라도, 세퍼레이터가 파단 또는 항복(소성 변형)하는 힘(인장 강도 또는 항복 강도)보다 작게 된다. 접착 테이프(86)의 접착력 또는 접착 테이프(86) 자체의 강도도, 제조 공정에 있어서 세퍼레이터에 가해지는 인장력을 견딜 필요가 있다. 제조 장치는, 접착 테이프(86)를 고려하지 않고 세퍼레이터의 강도만을 고려하여 설계되어 있는 경우가 있기 때문이다.
그로 인해, 접착 테이프(86) 자체가 파단되지 않도록, MD에 있어서의 접착 테이프(86)의 인장 강도 또는 항복 강도는, MD에 있어서의 세퍼레이터의 인장 강도 또는 항복 강도보다 큰 것이 바람직하다. 접착 테이프(86)의 기재를 구성하는 재료로서는, 예를 들어 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등)를 사용할 수 있다. 접착 테이프(86)의 기재를 구성하는 재료와 세퍼레이터가 포함하는 재료가 동일한 경우, 접착 테이프(86)의 두께는 세퍼레이터의 두께(예를 들어 30㎛) 이상인 것이 바람직하다.
한편, 접착 테이프(86)의 두께가 지나치게 크면, 다른 문제를 발생시킬 수 있다. 슬릿 세퍼레이터는, 권취되어 권회체가 되기 때문에, 접착 테이프(86)도 권취된다. 접착 테이프(86)의 두께는 단을 발생시킨다. 권회체에 있어서의 접착 테이프(86)의 내측 또는 외측의 슬릿 세퍼레이터 자체에 단의 자국이 남지 않도록, 접착 테이프(86)의 두께는 어느 정도 얇은 것이 바람직하다. 예를 들어, 접착 테이프(86)의 두께는 140㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가 90㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 접착 테이프(86)가 박리되지 않도록, 접착 테이프(86)의 접착력은, MD에 있어서 세퍼레이터가 파단 또는 항복하는 인장력보다 큰 것이 바람직하다. 접착 테이프(86)는 접착제로서 예를 들어 아크릴계 접착제를 포함할 수 있다. 접착 면적을 넓게 함으로써, 즉 MD에 있어서의 각 세퍼레이터와 접착 테이프(86)의 접착 길이를 길게 함으로써, 접착력을 증가시킬 수 있다.
한편, 접착 테이프(86)의 길이 방향에 있어서의 길이가 지나치게 긴 것은, 접착 테이프(86)의 두께에 의한 단의 관점에서 바람직하지 않다. 예를 들어, 접착 테이프(86)가 아크릴계 접착제를 포함하고, 접착 테이프(86)와 서로 연결된 한쪽의 세퍼레이터의 접착 길이를 25㎜ 이하로 할 수도 있다. 슬릿 세퍼레이터의 폭을 100㎜로 하면, 접착 테이프(86)의 사이즈를, 길이 50㎜×폭 100㎜로 할 수도 있다. 이 중 절반의 면적 25㎜×100㎜가 한쪽의 세퍼레이터의 접착 면적으로 된다.
또한, 접착 테이프(86)는 색을 갖고, 접착 테이프(86)의 색은 세퍼레이터의 색과는 상이할 수도 있다. 이에 의해, 접착 테이프(86)의 접착 개소를 시인하기 쉬워진다. 그로 인해, 예를 들어 전지 제조 공정에 있어서, 잘라 떨어뜨려야 할 개소를 특정하기 쉽다.
또한, 다른 접속 방법을 사용할 수도 있다. 2개의 세퍼레이터의 일부를 중첩시키고, 겹친 개소를 접착제 등에 의해 접착할 수도 있다. 또한, 예를 들어 2개의 세퍼레이터의 일부를 중첩시키고, 겹친 개소를 용착시킴으로써, 2개의 세퍼레이터를 서로 연결할 수도 있다. 용착은 열 또는 초음파 등에 의해 행할 수 있다. 또한, 세퍼레이터가 내열층을 구비하는 경우, 용착보다도 접착 테이프 또는 접착제에 의한 접착이 적합하다. 또한, 비스듬히 커팅된 2개의 세퍼레이터의 단부끼리 서로 연결할 수도 있다.
(서로 연결되는 세퍼레이터의 선택)
파단에 의해 제조 공정에서 우연히 생긴 소정 길이 미만의 세퍼레이터(원단 또는 슬릿 세퍼레이터)를, 생긴 순서로 서로 연결할 수도 있다. 그러나, 파단에 의해 발생하는 세퍼레이터의 길이는 다양하다. 비교적 긴 세퍼레이터끼리를 서로 연결하면, 소정 길이를 크게 초과하여 낭비가 발생하는 경우가 있다. 또한, 비교적 짧은 세퍼레이터끼리를 서로 연결하면, 소정 길이에 미치지 않아, 재차 별도의 세퍼레이터를 서로 연결할 필요가 생기는 경우가 있다.
접속 공정 전에 있어서 소정 길이 미만의 세퍼레이터를 몇 가지 스톡해 두면, 적절한 길이의 조합의 세퍼레이터를 선택함으로써, 효율적으로 소정 길이의 세퍼레이터를 제조할 수 있다.
슬릿 공정 전의 제조 공정(예를 들어 도공 공정)에 있어서의 파단에 의해 MD 길이가 소정 길이 미만으로 된 세퍼레이터 원단은 스톡 장치(9)에 스톡된다.
도 8은 스톡 장치(9)의 개략 구성을 도시하는 정면도이다. 스톡 장치(9)(제조 장치)는, 복수의 지지 막대(91a 내지 91e)(스톡부) 및 제어 장치(92)(스톡부)를 구비한다. 제어 장치(92)는, 표시 패널(93) 및 조작 패널(94)을 구비한다. 표시 패널(93)은, 액정 등의 표시 장치이다. 조작 패널(94)은, 유저 입력을 위한 복수의 키를 갖는 입력 장치이다. 표시 패널(93) 및 조작 패널(94)은 일체로 된 터치 패널일 수도 있다.
지지 막대(91a 내지 91e)는 도면 전방측으로 돌출된 막대이다. 지지 막대(91a 내지 91e)를 세퍼레이터 권회체(12b 내지 12e)의 코어(82b 내지 82e)에 통과시킴으로써, 스톡 장치(9)의 전방측으로부터 세퍼레이터 권회체(12b 내지 12e)를 걸쳐 둘 수 있다. 소정 길이 미만으로 된 세퍼레이터 원단의 권회체는, 복수의 지지 막대(91a 내지 91e)에 스톡된다. 세퍼레이터 권회체를 배치(스톡)하는 작업은, 유저(작업원)의 손에 의해 행해질 수도 있다.
스톡 장치(9)는 스톡된 세퍼레이터 권회체(12b 내지 12e)의 길이를 측정하는 측정부(도시하지 않음)를 구비할 수도 있다. 예를 들어, 측정부는, 세퍼레이터 권회체의 직경을 측정함으로써, 세퍼레이터의 MD 길이를 산출할 수 있다. 세퍼레이터의 MD 길이를 산출하기 위하여, 측정부는, 미리 설정된 코어의 외경 및 세퍼레이터 1매의 두께의 정보를 기억하고 있다. 또는, 측정부는, 미리 설정된 세퍼레이터 권회체의 외경을 MD 길이로 변환하는 테이블에 따라, MD 길이를 특정할 수도 있다. 또한, 측정부는, 지지 막대(91a 내지 91e)에 걸쳐진 세퍼레이터 권회체의 무게를 측정하여, 무게로부터 세퍼레이터 권회체의 MD 길이를 특정할 수도 있다. 이 경우, 코어의 질량 및 세퍼레이터의 길이당 질량의 정보, 또는 세퍼레이터 권회체의 무게를 MD 길이로 변환하는 테이블이 미리 측정부에 설정되어 있다. 이와 같이, 측정부는 광학 측정기 또는 중량계를 구비할 수도 있다.
각 세퍼레이터 권회체(12b 내지 12e)는, 그의 MD 길이의 정보와 대응되어 스톡된다. 또한, 예를 들어 세퍼레이터 권회체(12b)의 MD 길이를 유저가 측정하여, 유저가 지지 막대(91a)에 스톡되어 있는 세퍼레이터 권회체(12b)의 MD 길이로서 제어 장치(92)에 입력할 수도 있다. 지지 막대(91a 내지 91e)에는 식별을 위한 번호 등이 부여되어 있다.
도 9는 스톡 장치(9)의 기능 블록을 도시하는 도면이다. 제어 장치(92)는, 표시 패널(93) 및 조작 패널(94) 이외에, 입력부(96), 기억부(97), 선택부(98) 및 제시부(99)를 구비한다. 스톡 장치(9)가 구비하는 측정부(95)는 스톡된 세퍼레이터 권회체의 길이를, 지지 막대에 부여된 번호에 대응시켜 기억부(97)에 기입한다.
입력부(96)는 조작 패널(94)을 통하여 입력된 유저의 지시 입력을 수취한다. 유저는, 측정부(95) 대신에 스톡된 세퍼레이터 권회체의 길이를 측정하여, 측정값을 지지 막대에 부여된 번호에 대응시켜 조작 패널(94)로부터 입력할 수도 있다. 입력부(96)는 스톡된 세퍼레이터 권회체의 길이를, 지지 막대에 부여된 번호에 대응시켜 기억부(97)에 기입한다. 또한, 입력부(96)는 서로 연결되는 세퍼레이터를 선택하는 지시 입력을 유저로부터 받은 경우, 해당 선택하는 지시 입력을 선택부(98)로 전달한다. 또한, 유저는, 스톡된 세퍼레이터 권회체의 로트 정보를 조작 패널(94)로부터 입력할 수도 있다.
기억부(97)는 스톡된 세퍼레이터 권회체의 길이를, 지지 막대에 부여된 번호에 대응시켜 기억한다. 또한, 스톡된 세퍼레이터 권회체의 로트 정보를, 지지 막대에 부여된 번호에 대응시켜 기억할 수도 있다. 기억부(97)로서, 예를 들어 RAM(임의 접근 기억장치; Random Access Memory), 테이프, 디스크, 카드, 반도체 메모리, 또는 프로그래머블한 논리 회로 등의 기억 장치를 사용할 수 있다.
선택부(98)는 서로 연결되는 세퍼레이터를 선택하는 지시 입력에 따라, 스톡되어 있는 복수의 세퍼레이터 중에서 서로 연결되는 세퍼레이터의 조합을 선택한다. 선택부(98)는 선택된 세퍼레이터의 조합을 제시부(99)에 출력한다.
제시부(99)는 표시 패널(93)의 표시를 제어한다. 제시부(99)는 선택된 세퍼레이터의 조합을 표시 패널(93)에 표시시킨다. 예를 들어, 제시부(99)는 선택된 세퍼레이터가 스톡되어 있는 지지 막대의 번호를 유저에게 제시한다. 또한, 제시부(99)는 스피커 등을 사용하여, 음성에 의해 선택된 세퍼레이터의 조합을 유저에게 제시할 수도 있다.
제어 장치(92)의 제어 블록(특히 입력부(96), 선택부(98) 및 제시부(99))은 집적 회로(IC 칩) 등에 형성된 논리 회로(하드웨어)에 의해 실현할 수도 있고, CPU(중앙 처리 장치; Central Processing Unit)를 사용하여 소프트웨어에 의해 실현할 수도 있다.
후자의 경우, 제어 장치(92)는, 각 기능을 실현하는 소프트웨어인 프로그램의 명령을 실행하는 CPU, 상기 프로그램 및 각종 데이터가 컴퓨터(또는 CPU)로 판독 가능하게 기록된 ROM(읽기 전용 기억장치; Read Only Memory) 또는 기억 장치(이들을 「기록 매체」라고 칭함), 상기 프로그램을 전개하는 RAM(임의 접근 기억장치) 등을 구비하고 있다. 그리고, 컴퓨터(또는 CPU)가 상기 프로그램을 상기 기록 매체로부터 판독하여 실행함으로써, 본 발명의 목적이 달성된다. 상기 기록 매체로서는, 「일시적이 아닌 유형의 매체」, 예를 들어 테이프, 디스크, 카드, 반도체 메모리, 프로그래머블한 논리 회로 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 프로그램은, 해당 프로그램을 전송 가능한 임의의 전송 매체(통신 네트워크나 방송파 등)를 통하여 상기 컴퓨터에 공급될 수도 있다.
또한, 세퍼레이터 권회체를 스톡해 두는 스톡부는, 도 8에 도시하는 지지 막대에 한정되지 않고, 복수의 세퍼레이터 권회체를 축적해 둘 수 있는 소정의 장소일 수도 있다. 도 13, 도 14, 도 15는, 스톡부의 변형예를 도시하는 도면이다. 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 스톡부(90)는 복수의 세퍼레이터 권회체(12b)를 배치할 수 있는 스페이스일 수도 있다. 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 스톡부(90)는 복수의 세퍼레이터 권회체(12b)를 벽으로 구획하여 배치할 수 있는, 구획된 스페이스일 수도 있다. 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이, 스톡부(90)는 복수의 세퍼레이터 권회체(12b)를 개별로 배치할 수 있는 종횡으로 구획된 선반일 수도 있다. 도 13의 (d)에 도시한 바와 같이, 스톡부(90)는 복수의 세퍼레이터 권회체(12b)의 코어에 삽입되는 막대(90a)를 개개의 스페이스에 구비하는 구성일 수도 있다. 막대(90a)는 연직 방향을 따르고 있다. 도 14의 (a)에 도시한 바와 같이, 스톡부(90)는 복수의 세퍼레이터 권회체(12b)의 코어에 삽입되는 막대(90a)를 복수 구비하는 구성일 수도 있다. 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 스톡부(90)는 유저에 의해 이동 가능한 대차(台車)(90b)를 포함할 수도 있다. 대차(90b)의 소정의 개소에 세퍼레이터 권회체(12b)를 배치할 수 있도록, 대차(90b)에는 연직 방향에 따른 복수의 막대(12a)가 설치되어 있다. 도 14의 (c)에 도시한 바와 같이, 대차(90b)는 수평을 이루는 복수의 지지 막대(91f)를 구비할 수도 있다. 지지 막대(91f)는, 대차(90b)에 설치된 측벽에 고정되어 있다. 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이, 스톡부(90)는 위로부터 매단 복수의 훅(90c)을 구비할 수도 있다. 훅(90c)은 체인 또는 파이프 등으로 빔 또는 천장 등에 매단다. 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 스톡부(90)는 벨트 컨베이어일 수도 있다. 예를 들어 벨트 컨베이어에 의해 제조 로트순으로 세퍼레이터 권회체(12b)를 반송할 수 있다. 이들의 경우, 예를 들어 유저가, 소정의 개소에 스톡되어 있는 세퍼레이터 권회체(12b)의 MD 길이를 제어 장치(92)에 입력할 수도 있다. 또한, 유저는, 스톡된 세퍼레이터 권회체의 로트 정보를 제어 장치(92)에 입력할 수도 있다.
또한, 세퍼레이터는 다공막이기 때문에, 다공막이 아닌 일반 플라스틱 필름에 비해 유연하다. 세퍼레이터 권회체의 외주가 받침에 얹히도록 세퍼레이터 권회체를 배치하면, 세퍼레이터 권회체에 변형이 발생할 가능성이 있다. 그로 인해, 세퍼레이터 자체가 받침 등에 접촉하지 않도록, 도 8, 도 14의 (c) 또는 도 15의 (a)와 같이 코어를 지지하면, 세퍼레이터 권회체의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 복수의 세퍼레이터 권회체의 외주끼리가 접촉하지 않도록(외주에 압력이 가해지지 않도록), 세퍼레이터 권회체끼리를 이격시켜 스톡하는 것이 바람직하다.
또한, 다공막은 유연하고 신장되기 쉽기 때문에, 세퍼레이터에 강한 장력을 가한 상태에서 세퍼레이터를 코어에 권회할 수 없다. 그러나, 약한 장력을 가한 상태에서 권회된 세퍼레이터 권회체를 도 14의 (b)와 같이 횡방향으로 배치하여 장시간 경과하면, 중력에 의해 세퍼레이터 권회체의 축방향으로 권취 어긋남이 발생할 가능성이 있다. 여기서의 권취 어긋남이란, 원뿔 형상으로, 세퍼레이터 권회체의 외주 부분이 내주 부분보다 내려간 위치로 어긋나는 것을 말한다. 한편, 도 14의 (c) 또는 도 15의 (a)와 같이, 수평을 이루는 지지 막대에 세퍼레이터 권회체의 코어를 걸고 있는 경우, 권취 어긋남이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
세퍼레이터 권회체의 운반 시에 충격 또는 진동이 반복하여 세퍼레이터 권회체에 가해지면, 상기한 권취 어긋남 및 변형은 보다 현저해진다. 이에 대해, 도 14의 (c)와 같은 운반구에서는, 세퍼레이터 권회체의 운반 시의 권취 어긋남 및 변형을 억제할 수 있다. 또한, 도 14의 (c)와 같이 수평을 이루는 지지 막대를 세퍼레이터 권회체의 코어에 삽입하여 세퍼레이터 권회체를 스톡해 두면, 다음 공정에 있어서 스톡된 세퍼레이터 권회체로부터 그대로 세퍼레이터를 인출하여 사용할 수 있다. 이 경우, 세퍼레이터 권회체의 교체 조작을 생략할 수 있기 때문에, 세퍼레이터에의 손상을 적게 할 수 있다.
(선택 플로우 1)
도 10은 서로 연결되는 세퍼레이터를 선택하는 플로우를 도시하는 도면이다. 유저는, MD 길이가 소정 길이에 미치지 않는 세퍼레이터 권회체를, 스톡 장치(9)의 비어 있는 지지 막대(91a 내지 91e)에 배치한다(S1).
유저 또는 측정부(95)는, 스톡된 세퍼레이터 권회체의 MD 길이를 측정한다(S2). 유저 또는 측정부(95)는, 스톡된 세퍼레이터 권회체의 MD 길이를, 해당 세퍼레이터 권회체를 나타내는 번호(그것이 스톡되어 있는 지지 막대의 번호)와 대응시켜, 제어 장치(92)에 입력한다. 제어 장치(92)의 기억부(97)는 스톡된 세퍼레이터 권회체의 MD 길이와 해당 세퍼레이터 권회체를 나타내는 번호를 대응시켜 기억한다.
원하는 타이밍에, 유저는 서로 연결하기 위하여 사용하는 세퍼레이터를 선택(표시)시키는 지시를, 제어 장치(92)에 입력한다(S3). 제어 장치(92)의 선택부(98)는 스톡되어 있는 복수의 세퍼레이터 중에서 길이 방향으로 서로 연결하면 소정 길이 이상으로 되면서, 또한 상기 소정 길이에 보다 가까워지는 세퍼레이터의 조합을 선택한다. 예를 들어, 서로 연결하면 상기 소정 길이 이상이 되는 조합 중, 가장 상기 소정 길이에 가까운 세퍼레이터의 조합을 선택한다. 이와 같이, 선택부(98)는 세퍼레이터의 MD 길이에 기초하여, 세퍼레이터의 조합을 선택한다(S4). 이렇게 선택함으로써, 세퍼레이터의 접속 개소가 최소한(1개소)으로 되면서, 또한 소정 길이를 초과하는 분의 낭비를 억제할 수 있다.
예를 들어, MD 길이가 480m, 500m, 600m, 700m인 4개의 세퍼레이터 권회체가 스톡되어 있었다고 하자. 소정의 MD 길이가 1000m일 때, 서로 연결하면 1000m 이상으로 되고, 게다가 낭비가 가장 작아지는 480m와 600m의 세퍼레이터 권회체의 조가 선택된다. 또한, 어느 2개의 세퍼레이터를 서로 연결해도 소정의 MD 길이에 미치지 않는 경우, 선택부(98)는 3개의 세퍼레이터의 조합을 선택할 수도 있다.
제시부(99)는 선택된 세퍼레이터를 나타내는 번호 및 합계의 MD 길이를, 표시 패널(93)에 표시시킨다(S5). 유저는, 제시된 조합의 세퍼레이터를 스톡 장치(9)로부터 취출하고, 상술한 접속 장치를 사용하여 복수의 세퍼레이터를 서로 연결한다. 유저는, 어느 지지 막대의 세퍼레이터를 취출했는지를, 조작 패널(94)을 통하여 제어 장치(92)에 입력한다. 또한, 측정부(95)가 지지 막대로부터 세퍼레이터 권회체가 취출된 것을 검출하여, 취출된 것을 제어 장치(92)에 통지할 수도 있다. 기억부(97)는 취출된 세퍼레이터의 정보를 소거한다.
(선택 플로우 2)
상기 플로우에서는, 스톡된 세퍼레이터의 MD 길이에 기초하여 조합의 선택이 행해지지만, 예를 들어 MD 길이와 로트에 기초하여 조합이 선택될 수도 있다.
도 11은 서로 연결되는 세퍼레이터를 선택하는 다른 플로우를 도시하는 도면이다. 도 10의 플로우와 동일한 처리에는 동일한 번호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다. 유저는, MD 길이가 소정 길이에 미치지 않는 세퍼레이터 권회체를, 스톡 장치(9)의 비어 있는 지지 막대(91a 내지 91e)에 배치한다(S1).
유저 또는 측정부(95)는, 스톡된 세퍼레이터 권회체의 MD 길이를 측정한다(S2). 유저 또는 측정부(95)는, 스톡된 세퍼레이터 권회체의 MD 길이를, 해당 세퍼레이터 권회체를 나타내는 번호(그것이 스톡되어 있는 지지 막대의 번호)와 대응시켜, 제어 장치(92)에 입력한다. 이때, 유저는, 세퍼레이터 권회체의 로트 정보도 함께 제어 장치(92)에 입력한다. 제어 장치(92)의 기억부(97)는 스톡된 세퍼레이터 권회체의 MD 길이와, 해당 세퍼레이터 권회체를 나타내는 번호와, 입력된 로트 정보를 대응시켜 기억(관리)한다(S11).
로트 정보란, 제조 로트를 나타내는 로트 번호·기호 등의 정보이다. 로트 번호는 제조순에 따라, 세퍼레이터의 원단에 부여된다. 예를 들어, 세퍼레이터의 원단이 제조된 일시를 나타내는 번호를 로트 번호로 할 수도 있다. 로트 정보는, 스톡 장치(9)에 스톡된 순서대로 제어 장치(92)가 부여하는 번호일 수도 있다.
또는, 로트 번호는 일체(하나로 이어진 원단)로서 제조된 원단마다 부여될 수도 있다. 이 경우, 1개의 원단을 커팅하여 발생한 복수의 세퍼레이터 권회체에는 동일한 로트 번호가 부여되고, 상이한 원단으로부터 발생한 복수의 세퍼레이터 권회체에는 상이한 로트 번호가 부여된다. 상이한 원단으로부터 발생한 복수의 세퍼레이터 권회체를 선택하여 서로 연결함으로써, 보다 유연한 세퍼레이터의 조합을 가능하게 한다. 그로 인해, 소정 길이의 세퍼레이터 권회체를 제조하기 위한 세퍼레이터의 접속 개소를 저감시키고, 또한 소정 길이를 초과하는 분의 낭비를 억제할 수 있다.
원하는 타이밍에, 유저는 서로 연결하기 위하여 사용하는 세퍼레이터를 선택(표시)시키는 지시를 제어 장치(92)에 입력한다(S3). 제어 장치(92)의 선택부(98)는 스톡되어 있는 복수의 세퍼레이터 중에서 길이 방향으로 서로 연결하면 소정 길이 이상으로 되면서, 또한 제조 로트가 보다 가까워지는 세퍼레이터의 조합을 선택한다. 예를 들어, 서로 연결하면 상기 소정 길이 이상이 되는 조합 중 가장 제조 로트가 가까운 세퍼레이터의 조합을 선택한다. 이렇게 선택부(98)는 세퍼레이터의 MD 길이와 로트 정보에 기초하여, 세퍼레이터의 조합을 선택한다(S12).
로트 번호가 가까우면, 제조 로트는 가까워진다. 제조 로트가 가까우면, 제조에 있어서의 품질의 편차도 작다고 추측된다. 즉, 제조 로트가 보다 가까운 세퍼레이터의 조합을 선택함으로써, 품질(물성)이 가까운 세퍼레이터끼리를 서로 연결할 수 있다. 그로 인해, 서로 연결된 세퍼레이터의 품질을 보다 균일하게 할 수 있다.
예를 들어, 제조순으로 부여된 로트 번호가 #01(MD 길이가 480m), #02(700m), #03(200m), #04(600m)인 4개의 세퍼레이터 권회체가 스톡되어 있었다고 하자. 소정의 MD 길이가 1000m일 때, 서로 연결하면 1000m 이상이 되고, 게다가 로트 번호가 보다 가까운 #01(480m)과 #02(700m)의 세퍼레이터 권회체의 조가 선택된다. 또한, 어느 2개의 세퍼레이터를 서로 연결해도 소정의 MD 길이에 미치지 않는 경우, 선택부(98)는 3개의 세퍼레이터의 조합을 선택할 수도 있다.
제시부(99)는 선택된 세퍼레이터를 나타내는 번호 및 합계의 MD 길이를, 표시 패널(93)에 표시시킨다(S5).
또한, 상기 플로우의 어느 경우에서도, 유저 자신이, 서로 연결되는 세퍼레이터의 조합을 상기 조건에 따라 선택할 수도 있다.
〔실시 형태 2〕
본 발명의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 설명의 편의상, 상술한 실시 형태에서 설명한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일 부호를 부기하고, 그의 설명을 생략한다. 상술한 실시 형태에서는, 주로 파단에 의해 발생한 세퍼레이터를 서로 연결하는 것에 대하여 설명했다. 한편, 유저가 의도적으로 세퍼레이터를 커팅(절단)하는 것도 생각할 수 있다.
세퍼레이터의 제조 공정에 있어서, 세퍼레이터의 일부에 결함이 발생하는 경우가 있다. 예를 들어, 제조된 세퍼레이터(원단 또는 슬릿 세퍼레이터)에 있어서, 소정의 크기 이상의 구멍(시인할 수 있는 구멍) 및 이물이 포함되는 개소는 결함으로 된다. 결함이 있으면, 리튬 이온의 흐름이 불균일해져, 전지 특성의 저하를 야기할 우려가 있다. 또한, 큰 구멍이 존재하는 경우, 장력이 가해진 경우에 그 구멍이 파단의 기점이 될 수 있다. 또한, 세퍼레이터는 절연성이기 때문에, 도전성의 이물이 포함되는 경우에는 전지의 제조 공정에 영향을 미칠 가능성이 있다. 그로 인해, 본 실시 형태에서는 제조된 세퍼레이터에 있어서의 결함을 제거한다.
도 12는 결함을 제거하는 공정의 개략을 도시하는 도면이다. 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 원단인 세퍼레이터(12f)가 절단 장치(7)에 의해 복수(여기서는 5개)의 슬릿 세퍼레이터(12g)로 슬릿된다. 화살표는 세퍼레이터의 흐름 방향(MD)을 나타낸다. 도 12에 있어서 결함(D)은 ×로 표시된다. 이때, 원단인 세퍼레이터(12f)에 포함되어 있던 결함(D)은, 어느 한 쪽의 슬릿 세퍼레이터(12g)에 포함되게 된다. 결함(D)을 포함하지 않는 슬릿 세퍼레이터(12g)는, 예를 들어 폭 150㎜의 소정 길이의 제품으로서 사용된다.
한편, 결함(D)을 포함하는 슬릿 세퍼레이터(12g)는, 결함(D)이 존재하는 개소의 길이 방향의 전후에서 횡단 방향(TD)으로 커팅된다(도 12의 (b)). 이에 의해, 결함(D)이 존재하는 개소가 절제된다.
커팅된 슬릿 세퍼레이터(12g)는, 비도전성의 접착 테이프(86)에 의해 서로 연결된다(도 12의 (c)). 커팅 및 접속의 처리는, 기계로 자동으로 행할 수도 있고, 유저가 행할 수도 있다.
서로 연결된 슬릿 세퍼레이터(12g)는 다시 절단 장치(7)에 의해 더 가늘게 슬릿된다(도 12의 (d)). 이에 의해, 슬릿 세퍼레이터(12g)의 양단이 잘려 떨어 뜨려진 슬릿 세퍼레이터(12h)가 얻어진다. 결함(D)이 절제되어 서로 연결된 슬릿 세퍼레이터(12h)는, 예를 들어 보다 가는 폭 100㎜의 소정 길이의 제품(다른 제품)으로서 사용된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 일체로서 제조된 슬릿 세퍼레이터(12g)가 커팅된 것끼리 서로 연결된다. 그로 인해, 품질이 가까운 세퍼레이터끼리를 서로 연결할 수 있다.
상기 결함(D)의 절제는, 예를 들어 원단인 세퍼레이터(12f)를 횡단 방향(TD)으로 커팅함으로써 행할 수도 있다. 그 후, 커팅된 세퍼레이터(12f)를 길이 방향으로 서로 연결할 수도 있다.
그러나, 결함이 포함되는 것은 일부의 슬릿 세퍼레이터(12g)이므로, 일부의 슬릿 세퍼레이터(12g)에 있어서 결함(D)을 절제한 편이 낭비가 적다. 또한, 서로 연결된 슬릿 세퍼레이터(12g)를 재차 슬릿함으로써, 접속 개소의 전후에서 폭을 고정밀도로 맞출 수 있다.
또한, 서로 연결된 슬릿 세퍼레이터(12g)를, 더 가는 복수의 슬릿 세퍼레이터(12h)로 슬릿할 수도 있다. 또한, 재차 슬릿하지 않고, 서로 연결된 슬릿 세퍼레이터(12g)를 제품으로서 사용할 수도 있다.
〔정리〕
본 발명의 일 형태에 관한 전지용 세퍼레이터 권회체의 제조 방법은, 복수의 전지용 세퍼레이터를 길이 방향으로 서로 연결함으로써, 전지용 세퍼레이터 권회체를 제조하는 접속 공정을 포함한다.
상기한 구성에 의하면, 예를 들어 제조 공정에 있어서의 파단에 의해 생긴 짧은 전지용 세퍼레이터를 이용하여, 보다 긴 전지용 세퍼레이터 권회체를 얻을 수 있다. 그로 인해, 응용 제품의 제조에 적합한 길이의 전지용 세퍼레이터 권회체를 얻을 수 있다.
상기 복수의 전지용 세퍼레이터는, 서로 길이 방향의 길이가 상이한 구성일 수도 있다.
파단된 전지용 세퍼레이터는 길이가 불일치하게 된다. 그들의 서로 길이 방향의 길이가 상이한 복수의 전지용 세퍼레이터를 서로 연결함으로써, 보다 긴 전지용 세퍼레이터 권회체를 얻을 수 있다. 또한, 물론 실질적으로 길이 방향의 길이가 동일한 복수의 전지용 세퍼레이터를 서로 연결할 수도 있다.
상기 제조 방법은, 서로 연결된 상기 전지용 세퍼레이터를, 소정의 폭으로 슬릿하는 공정을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 슬릿된 복수의 전지용 세퍼레이터를 길이 방향으로 서로 연결하는 경우, 각각의 길이 방향이 평행해지도록, 또한 횡단 방향의 위치가 정렬되도록 서로 연결되는 것은 어렵다. 길이 방향의 평행도 또는 횡단 방향의 위치가 어긋나면, 권회체에 있어서의 주름 또는 측면의 단차가 발생한다.
한편, 상기한 구성에 의하면, 복수의 전지용 세퍼레이터를 서로 연결한 후에, 소정의 폭으로 슬릿함으로써, 접속 개소의 전후에서 복수의 전지용 세퍼레이터의 횡단 방향의 위치를 용이하게 정렬시킬 수 있다. 또한, 각각의 길이 방향도 정렬되므로, 전지용 세퍼레이터 권회체에 있어서의 주름 또는 단차의 발생을 용이하게 억제할 수 있다.
상기 제조 방법은, 상기 전지용 세퍼레이터를 소정의 폭으로 슬릿하는 공정을 포함하고, 접속 공정에서는, 슬릿된 상기 복수의 전지용 세퍼레이터를 서로 연결하는 구성일 수도 있다.
상기 접속 공정에 있어서는, 소정 길이 미만의 상기 복수의 전지용 세퍼레이터를 길이 방향으로 서로 연결함으로써, 상기 소정 길이의 전지용 세퍼레이터 권회체를 제조하는 구성일 수도 있다.
상기한 구성에 의하면, 예를 들어 제조 공정에 있어서의 파단에 의해 생긴 소정 길이 미만의 전지용 세퍼레이터를 이용하여, 소정 길이의 전지용 세퍼레이터 권회체를 얻을 수 있다.
상기 제조 방법은, 전지용 세퍼레이터를 횡단 방향으로 커팅함으로써, 해당 전지용 세퍼레이터에 포함되는 결함을 절제하는 절단 공정을 포함하고, 상기 접속 공정에서는, 상기 절단 공정에서 생긴 상기 복수의 전지용 세퍼레이터를 길이 방향으로 서로 연결하는 구성일 수도 있다.
상기 제조 방법은, 소정 길이 미만의 복수의 전지용 세퍼레이터를 스톡하는 공정과, 스톡된 상기 복수의 전지용 세퍼레이터 중에서 서로 연결하면 상기 소정 길이 이상으로 되면서, 또한 상기 소정 길이에 보다 가까워지는 전지용 세퍼레이터의 조합을 선택하는 공정을 포함하고, 상기 접속 공정에 있어서는, 선택된 복수의 상기 전지용 세퍼레이터를 길이 방향으로 서로 연결하는 구성일 수도 있다.
상기한 구성에 의하면, 소정 길이를 초과하는 분의 낭비를 저감시킬 수 있다. 그로 인해, 종래 폐기되어 있던 전지용 세퍼레이터를 낭비없이 효율적으로 이용할 수 있다.
상기 제조 방법은, 소정 길이 미만의 복수의 전지용 세퍼레이터를, 로트 정보와 대응시켜 스톡하는 공정과, 스톡된 상기 복수의 전지용 세퍼레이터 중에서 서로 연결하면 상기 소정 길이 이상으로 되면서, 또한 제조 로트가 보다 가까운 전지용 세퍼레이터의 조합을 선택하는 공정을 포함하고, 상기 접속 공정에 있어서는, 선택된 복수의 상기 전지용 세퍼레이터를 길이 방향으로 서로 연결하는 구성일 수도 있다.
상기한 구성에 의하면, 서로 연결되는 전지용 세퍼레이터는 로트가 가까우므로, 균일한 품질의 전지용 세퍼레이터 권회체를 얻을 수 있다.
상기 접속 공정에 있어서는, 상기 복수의 전지용 세퍼레이터를 접착 테이프에 의해 길이 방향으로 서로 연결하는 구성일 수도 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 전지용 세퍼레이터 권회체는, 복수의 전지용 세퍼레이터를 포함하고, 상기 복수의 전지용 세퍼레이터는 길이 방향으로 서로 연결되어 있다.
상기 복수의 전지용 세퍼레이터는, 접착 테이프에 의해 서로 연결되어 있는 구성일 수도 있다.
상기 복수의 전지용 세퍼레이터는, 서로 길이 방향의 길이가 상이한 구성일 수도 있다.
상기 복수의 전지용 세퍼레이터는, 실질적으로 길이 방향의 길이가 동일한 구성일 수도 있다.
상기 복수의 전지용 세퍼레이터 및 상기 접착 테이프는, 서로 연결된 후에 슬릿됨으로써, 그들의 폭이 맞춰져 있는 구성일 수도 있다.
상기 복수의 전지용 세퍼레이터는, 일체로서 제조된 전지용 세퍼레이터가 횡단 방향으로 커팅된 것일 수도 있다.
상기 길이 방향에 있어서, 상기 접착 테이프의 인장 강도 또는 항복 강도는, 상기 전지용 세퍼레이터의 인장 강도 또는 항복 강도보다 큰 구성일 수도 있다.
상기한 구성에 의하면, 그 후의 제조 공정에 있어서 전지용 세퍼레이터에 가해지는 장력을 접착 테이프가 견딜 수 있다. 그로 인해, 접착 테이프의 유무에 따라 후의 제조 공정에 있어서의 장력을 변경할 필요가 없다.
상기 접착 테이프의 기재를 구성하는 재료는, 상기 전지용 세퍼레이터가 포함하는 재료와 동일하고, 상기 접착 테이프의 두께는 상기 전지용 세퍼레이터의 두께 이상일 수도 있다.
상기한 구성에 의하면, 접착 테이프가 전지용 세퍼레이터보다 두꺼우므로, 그들의 폭이 동일하면, 접착 테이프의 강도는 전지용 세퍼레이터의 강도보다도 커진다. 그로 인해, 그 후의 제조 공정에 있어서 전지용 세퍼레이터에 가해지는 장력을 접착 테이프가 견딜 수 있다.
상기 접착 테이프의 두께는 140㎛ 이하일 수도 있다.
상기한 구성에 의하면, 전지용 세퍼레이터 권회체의 접착 개소 이외의 부분에 접착 테이프의 단의 자국이 남는 것을 억제할 수 있다.
상기 길이 방향에 있어서, 상기 접착 테이프에 의한 접착력은, 상기 전지용 세퍼레이터가 파단 또는 항복하는 인장력보다 큰 것일 수도 있다.
상기한 구성에 의하면, 그 후의 제조 공정에 있어서 전지용 세퍼레이터에 가해지는 장력을 접착 테이프의 접착이 견딜 수 있다. 그로 인해, 접착 테이프의 박리를 방지하기 위하여 후의 제조 공정에 있어서의 장력을 변경할 필요가 없다.
상기 접착 테이프는, 아크릴계 접착제를 포함하는 구성일 수도 있다.
상기 길이 방향에 있어서의, 한쪽의 상기 전지용 세퍼레이터에 대한 상기 접착 테이프의 접착 길이는 25㎜ 이하인 구성일 수도 있다.
상기 접착 테이프의 색은, 상기 전지용 세퍼레이터의 색과는 상이한 구성일 수도 있다.
상기한 구성에 의하면, 접속 개소를 특정하기 쉬워지기 때문에, 후의 제조 공정에 있어서 접속 개소를 절제하기 쉬워진다.
상기 접착 테이프에 의해 서로 연결된 개소는 1개소뿐일 수도 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 전지용 세퍼레이터 권회체의 제조 장치는, 소정 길이 미만의 복수의 전지용 세퍼레이터를 스톡하는 스톡부와, 스톡된 상기 복수의 전지용 세퍼레이터 중에서 길이 방향으로 서로 연결하면 상기 소정 길이 이상으로 되면서, 또한 상기 소정 길이에 보다 가까워지는 전지용 세퍼레이터의 조합을 선택하는 선택부와, 선택된 상기 전지용 세퍼레이터의 조합을 유저에게 제시하는 제시부를 구비한다.
본 발명의 일 형태에 관한 전지용 세퍼레이터 권회체의 제조 장치는, 소정 길이 미만의 복수의 전지용 세퍼레이터를, 로트 정보와 대응시켜 스톡하는 스톡부와, 스톡된 상기 복수의 전지용 세퍼레이터 중에서 길이 방향으로 서로 연결하면 상기 소정 길이 이상으로 되면서, 또한 제조 로트가 보다 가까운 전지용 세퍼레이터의 조합을 선택하는 선택부와, 선택된 상기 전지용 세퍼레이터의 조합을 유저에게 제시하는 제시부를 구비한다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 기재한 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 상이한 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명은 전지용 세퍼레이터 권회체, 그의 제조 방법 및 그의 제조 장치에 이용할 수 있다.
1 리튬 이온 이차 전지
4 내열층
6 슬릿 장치
7 절단 장치
8 접속 장치
9 스톡 장치(제조 장치)
11 캐소드
12, 12b 내지 12h 세퍼레이터(전지용 세퍼레이터)
12a 내열 세퍼레이터(전지용 세퍼레이터)
13 애노드
82b 내지 82e 코어
83 접속 테이블
86 접착 테이프
90 스톡부
91a 내지 91e 지지 막대(스톡부)
92 제어 장치(스톡부)
93 표시 패널
94 조작 패널
95 측정부
96 입력부
97 기억부
98 선택부
99 제시부

Claims (4)

  1. 수평을 이루는 지지 막대를 세퍼레이터가 감긴 코어에 삽입한 상태에서, 전지용 세퍼레이터 권회체를 스톡하는 것을 특징으로 하는 전지용 세퍼레이터 권회체의 스톡 방법.
  2. 제1항에 기재된 스톡 방법에 의해 스톡된 상기 전지용 세퍼레이터 권회체를 취출하여, 해당 전지용 세퍼레이터 권회체를 슬릿하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지용 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  3. 수평을 이루는 지지 막대를 세퍼레이터가 감긴 코어에 삽입한 상태에서, 전지용 세퍼레이터 권회체를 운반하는 것을 특징으로 하는 전지용 세퍼레이터 권회체의 운반 방법.
  4. 이동 가능한 운반구로서, 전지용 세퍼레이터 권회체를 지지하는 수평을 이루는 지지 막대를 구비하는 것을 특징으로 하는 운반구.
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