1225319 Π) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於收谷載體物質於熱熔接性薄片製袋狀電 池容器內,並將電解液注入此載體物質收容室的注液裝置 ’以及使用此注液裝置製造電池的製造方法。 【先前技術】 近來,隨著所謂IT(資訊技術)的擴大,符合IT的幾乎 大部份機器要求小型而輕量化。因此,作爲機器電源的蓄 電池亦當然須輕、薄而且小。 幾經電池製造的種種嘗試錯誤,終於考慮到是否可將 以例如大多使用於食品加工業等的薄膜真空包裝食品的技 術轉用於電池製造。 於此情形下,以熱熔接性薄片作爲電池容器的外封裝 ,例如,使用鋁層疊膜很妥當。將上述薄膜形成爲橫長短 形,於寬度方向中央部,涵蓋上下形成二條折線,於左右 任一方,並在下半部份,藉由衝壓加工形成突部。 收容扁平狀的多孔狀電極線圈的載體物質於上述突部 ,並沿上述折線折曲,形成相向面,加熱熔接一側邊部與 下邊部,形成袋狀電池容器。 上邊部形成電池容器的開口部,接著注入電解液,浸 漬於載體物質收容室內的載體物質’此後,藉由密封上述 開口部,結束電池製造的預定步驟。 (2) (2)1225319 [發明欲解決之問題] 爲了確保生產量及可靠性,須於短時間內確實將預定 量電解液注入電池容器內,並將注入的電解液浸漬於載體 物質。 曰本特開平200 1 - 1 5 099號使用電池容器的外裝膜體的 前端側開口部加工成漏斗狀,俾容易插入注液噴嘴的技術 。亦即,無需另外進行注入用漏斗的裝卸。 或者,就其他先前技術而言,以吸附墊自兩側抵接電 池容器開口部附近的密封面,並且,一面吸附,一面後退 ’藉此,擴大電池容器開口部的開口量。因此,容易將注 液噴嘴插入開口部。 不過由於電池容器在其一面側突出突部即載體物質收 容室’另一面側形成平坦狀,故沿載體物質收容室端緣的 密封面相互密貼,幾乎沒有間隙。 當然會因爲載體物質收容室的上端緣亦幾乎無間隙, 故注入的電解液不容易通過。一緊急注入電解液,即有注 液超過收容室上端緣的通過量,電解液自開口部溢出,或 飛濺出電池容器外之虞,會變得液量不足。 即使將電解液注入電解物質收容室,多孔材製載體物 質所含空氣或氣體等的氣泡仍難以逸出,電解液浸漬費時 甚長,生產性不良。若在殘留氣泡狀態下密封開口部,當 然會對電池性能有不良影響。 本發明是爲了解決上述問題而提出的技術,其目的在 於提供一種於電解液注入電池容器時,不會溢出電解液, -6 - (3) (3)1225319 可短時間高效率注入,並確實脫除空氣等,浸漬電解液於 載體物質,獲得穩定品質,可靠性高的電池性能的注液裝 置以及電池製造方法。 【發明內容】 [用以解決問題之手段] 爲了滿足上述目的,本發明注液裝置是將電解液注入 由熱熔接性薄片製成,具備收容載體物質的載體物質收容 室,並具有開口部的袋狀電池容器內的注液裝置,具備: 強行擴大電池容器的開口部的開口部擴大機構;經由此開 口部擴大機構所擴大的電池容器開口部,插入至載體收容 室的端緣附近部位,將周面形狀轉塑於電池容器薄片面, 進一步強行撑開薄片面的成型機構;以及插入此成型機構 所擴大的電池容器內部,將電解液注入載體物質收容室的 注入機構。 進一步,上述成型機構由插入電池容器開口部兩側端 的一對成型噴嘴構成。 進一步,上述成型機構連接自成型機構前端噴出高壓 空氣,將薄片面彼此間隔更加擴大的高壓空氣供給機構。 進一步,上述成型機構是具備導引供自高壓空氣供給 機構的高壓空氣,自前端將其噴出的桿狀噴嘴本體,以及 嵌裝於此噴嘴本體周面,將周面形狀轉塑於電池容器薄片 面而撑開的附加部的成型噴嘴,上述附加部準備周面形狀 不同的複數種配件,按照規格更換自如。 (4) (4)1225319 進一步,上述電池容器於寬度方向中央部折曲橫長矩 形薄片,將一側邊部與下邊部貼合,作成袋狀,具備設有 對藉上述注入機構注液的電池容器抓持貼合的側邊部的抓 持機構,以及卡合貼合的下邊部的卡合機構的搬送機構, 此搬送機構移動抓持機構,使電池容器和卡合機構同時隨 其移動而搬送電池容器。 爲了滿足上述目的,本發明電池之製造方法具備:供 給具備收容載體物質的載體物質收容室並具有開口部的袋 狀熱熔接性薄片製電池容器的供給步驟;藉由於此供給步 驟所供給電池容器的薄片面開口部附近部位以及載體物質 收容室的端緣部位吸附、後退,強行擴大電池容器的開口 部與載體物質收容室端緣部位之薄片面彼此間隔的第1擴 大步驟;將成型噴嘴插入於此第1擴大步驟所擴大的電池 容器開口部,轉塑此成型噴嘴的周面形狀於電池容器薄片 面,並強行撑開,進一步擴大薄片面彼此間隔的第2擴大 步驟;將注液噴嘴插入於第1擴大步驟及第2擴大步驟擴大 的電池容器內部,自注液噴嘴注入電解液的電解液注入步 驟;以及接受於此電解液注入步驟注入電解液的電池容器 ,暴露於預定壓力條件下,浸漬電解液於載體物質的浸漬 步驟。 池 電 入 ΡΠΜ 插 時 同 其 將 嘴 噴 型 成 述 上 對1 ο 備端 準側 , 兩 步部 1 □ 進開 器 容 載的 的漬 器浸 容的 池質 電物 放體 釋載 並於 迫液 壓解 覆電 反進 驟促 步理 漬處 浸時 述同 上, , 室 步容 一 收 進質 物 I豆 -8- (5) (5)1225319 壓迫、釋放步驟。 【實施方式】 [發明之實施形態] 以下根據圖面說明本發明的實施形態。 第1圖是具備注液裝置的電池製造裝置的槪略俯視圖 〇 I件是於一端開口的袋狀熱熔接性薄片內收納電極即 載體物質的電池容器。 於裝置本體1的圖面中,在電池容器5供至設於左側端 部的供給部2狀態下,電池容器5 —個個分離,並且,以電 池容器5的開口部變成上部側的站立姿勢被支持。 與上述供給部2並排設置具備托架搬送機構a的轉載部 3。此轉載部3以專用托架支持托架搬送機構a,隔預定間 隔搬送。並且,匯總專用托架一列份的電池容器S,保持 其直立狀態,轉載至別的托架。 對向上述載載3的搬送方向端部,並且,經由隔開大 氣的間隔壁配置注液裝置E。此注液裝置E由成型部5、隣 接此成形部5配置的複數注液部6 A、6B,設於此注液部6 A 、6B下部的釋量檢查部7,鄰一注液部6B而設的劣品退出 部8以及浸漬部9構成。 後面將另外說明上述成型部5、注液部6A、6B以及浸 漬部9的構造的詳細及作用。 上述注液部6A、6B的開始注液部6A分成二次進行對 (6) (6)1225319 支持於專用托架的電池容器s中的一半電池容器S的注液, 後續注液部6 B分成二次進行對剩下的一半電池容器s的注 液。 於上述注液部6A、6B附近配置貯存電解液的槽1 〇 ’ 經由配管與構成上述注液部6 A、6 B的具備注液機構的泵 以及注液口連通。 上述秤量檢查部7計量注液中的電池容器s ’將其檢測 信號回饋至注液部6 A、6B的控制機構。因此’實際上秤 量檢查部7計量結果是收容載體物質的電池容器3與所注入 電解液的總量。 上述劣品退出部8退出秤量檢查部8所檢出規定外的注 液不良的電池容器。 上述浸漬部9由第1浸漬用室9A以及配置在與此第1浸 漬用室9A隔預定間隔的位置的第2浸漬用室9B構成。 於各浸漬用室9A、9B之間配置搬送機器人1 1 ’將自 後續注液部6B搬送出來的專用托架轉載至各浸漬用室9 A 、9B的騰出空間。並且,於後述浸漬步驟結束時刻取出各 電池容器。 鄰接此注液裝置E配置封口密封部1 2。此封口密封部 1 2由收容密封電池容器S的開口部的密封機構(圖略)的室 1 3以及連設於此室1 3的搬送兩側端的入口側壓力替換室1 4 和出口側壓力替換室15構成。 各壓力替換室1 4、1 5藉由啓閉對向替換室外部啓閉的 外部擋門以及設於其與室1 3之間的內部擋門’將各個替換 -10- (7)1225319 室內部設定於與室1 3相同的壓力條件(低壓力條件)下 者可向大氣壓力開放。 在室1 3內部成處於預定低壓壓力條件的狀態下, 機構作用,加熱熔解電池容器S上端部,發揮密封開 的封口密封作用。一旦收容於室1 3內的所有電池容君 開口部封口,室內部即對大氣壓力開放。 對向出口側壓力替換室7 5設置卸除部1 6。此卸除 所具備機器人於出口側壓力替換室1 5的外部擋門敞開 下,伸入其內部,取出內部專用托架,搬出裝置外。 接著就構成注液裝置E的成型部5、注液部6 A、 及浸漬部9的構造和其作用詳述。 第2(A)圖是顯示處於供給步驟的狀態的電池容| 開口部放大機構的位置關係的立體圖,第2(B)圖是其 圖。 電池容器S由熱熔接性薄片,例如由鋁層疊膜成 於電池容器S的下部側,並且於一面側設置收容載體來 而突出的載體物質收容室20。 電池容器S將熱熔接性薄片裁成橫長矩形,沿寬 向中央部形成拆線,於左右折彎後,將一側邊部m與 部η貼合,形成於上端具有開口部b的袋狀。 於供給此種電池容器S狀態下,成自上端緣即開 至上述載體物質收容室20上端緣,薄片兩面大致密貼 ,其間幾乎無間隙形成。 有上述電池容器S自供給部2供至成型部5的供給 ,或 密封 口部 § S的 部16 狀態 6B以 蒙S與 剖視 型。 g質T 度方 下邊 口部 狀態 步驟 -11 - (8) (8)1225319 。並且,於上述成形部5中,首先,構成開口部擴大機構 的複數(於此爲3個)吸附墊PI、P2、P3。 各吸附墊P1至P3於其前端具備例如橡膠材料等彈性構 件構成的吸盤,經由圖略局壓軟管連接於真空栗。又,各 吸附墊P1至P 3往復運動自如地支持於圖略的支持機構。 設定這些吸附墊P 1至P3面對電池容器S的位置。第1吸 附墊P1對向電池容器S—面側的載體物質收容室20的上方 部位的寬度方向中央部。亦即,此吸附墊P 1對向上端開口 部b的中央部份。 第2吸附墊P2處於中間夾著電池容器S與第1吸附墊pi 相向的部位,對向電池容器S另一面側上端開口部b的中央 部份。第3吸附墊P3處於第2吸附墊P2的下方部位,並且對 向載體物質收容室20上端緣的裏面部位。 第3(A)圖是顯示第1擴大步驟進行狀態下電池容器s與 開口部擴大機構的關係的立體圖,第3(B)圖是電池容器裏 面側的立體圖,第3(C)圖是其剖視圖。 一輸入指示信號,各吸附墊P1至P3即一齊被驅動往前 ,接觸構成電池容器S的薄片面。同時,驅動真空泵,使 各吸附墊P1至P3真空吸附構成電池容器S的薄片面。 保持於預定定時,各吸附墊P1至P3僅後退預定距離。 因此,在第1、第2吸附墊PI、P2作用下,於電池容器S的 開口部b擴大寬度方向中央部的薄片面相互間隔。 亦即,強行擴大開口部b的開口量。進一步在第3吸附 墊P3的作用下,進行強行擴大載體物質收容室20上端緣部 -12- 1225319 Ο) 位的薄片面彼此間隔的第1擴大步驟° 第4(A)圖是顯示第1擴大步驟結束’第2擴大步驟進行 以前的狀態的電池容器S與成型機構的關係的立體圖。第 4 ( B )圖是其剖視圖。 於保持第1擴大步驟的各吸附墊P 1至P 3的位置姿勢狀 態下,在電池容器S的開口部b上方部位’並且在開口部b 的兩側端,構成成型機構的成型噴嘴N 1、N2相向。
亦即,上述成型噴嘴N 1、N 2具備一對(2組),使各軸 心朝向上下方向,支持於圖略的昇降機構’沿垂直方向昇 降自如。 第8(H)、(B)圖顯示形態互異的成型噴嘴Na、Nb的剖 視圖。 第8(A)圖所示成型Na由不同種類的合成樹脂材料製噴 嘴本體25以及附加部26構成。上述注口本體25形成直徑 10mm(毫米)程度的桿狀,前端(下端)形成尖銳狀。
上述附加部26裝卸自如地嵌裝於噴嘴本體25周部,只 有其下端部形成錐狀。並且,準備複數種附加部26的直徑 自2 0mm至3 0mm程度的不同配件,按照規格更換自如。 第8(B)圖所示成型噴嘴Nb亦由合成樹脂材料構成,自 前端形成錐狀。準備複數種基端直徑不同的配件,按照規 格使用任一直徑的配件。 即使於任一類型的成型噴嘴Na、Nb中,仍沿自基端 至前端的軸心貫通設置高壓空氣供給孔2 7,並且於基端連 接高壓軟管28。上述高壓軟管28連通圖略的空壓機,由其 -13- (10) (10)1225319 構成高壓空氣供給機構。 第5(A)圖是進行第2擴大步驟狀態下的電池容器s的立 體圖,第5(B)圖是其剖視圖。 繼續進行利用吸附墊P 1至P3所作擴大開口處理,遵照 指示信號,同時下降驅動成型噴嘴Nl、N2。各成型噴嘴 Nl、N2同時插入電池容器S的開口部b兩側端。 由於各個成型噴嘴Nl、N2的前端形成尖銳狀,故即 使只有電池容器S的薄片面間隔,仍可平穩插入。並且由 於成型噴嘴N 1、N2全體成錐狀,故毫不勉強地撑開薄片 面間隔。 各成型噴嘴Nl、N2同時插入至極接近上述載體物質 收容室20的位置(距離載體物質收容室上端緣約10mm程度 )。於此狀態下,成型噴嘴N 1、N2的周面形狀轉塑於經過 上述第1擴大步驟擴大的電池容器S的薄片面。 由於在經過利用各吸附墊P 1至P3所作第1擴大步驟之 後,插入各成型噴嘴Nl、N2,故進行自電池容器S的載體 物質收容室至上方部位的薄片面相互確定撑開的第2擴大 步驟。 於上述成型噴嘴Nl、N2的插入位置確定之後,供給 高壓空氣,自成型噴嘴Nl、N2前端瞬間噴出。高壓空氣 例如爲0.3mPa毫帕),並且於〇.3sec(秒)間噴出,藉此進一 步擴大薄片面的彼此間隔, 接著,自電池容器S內拔出各成型噴嘴Nl、N2,並且 ,解除吸附墊P 1至P3的吸附力。於電池容器S擴大變形最 -14- (11) (11)1225319 大程度狀態下,藉後述搬送機構,自成型部5轉送至注液 部 6A、6B 〇 需要最低限度的轉送時間,於此期間內’在第1、第2 擴大步驟中擴大成型的電池容器S的開口部b不得不作狹窄 到某種程度的變形。換言之,於次一步驟’在達到全無障 礙的程度下擴大開口部b。 第6(A)圖是表示進行電解液注入步驟狀態下電池容器 S與注液機構K的關係的立體圖,第6(B)圖是其剖視圖。 作爲注液機構K的注液噴嘴插入電池容器S內’將電 解液注入電池容器S內,進行電解液注入步驟。於圖中固 然顯示以一個注液噴嘴K進行注液,不過,亦可將二個注 液噴嘴插入電池容器S的兩側端進行注液。 無論如何,將電解液供至在藉上述吸附墊P1至P3擴大 開口量之後,進一步構成型噴嘴N 1、N2擴大開口量而成 型的電池容器S內。特別是由於載體物質收容室20上端緣 的薄片面彼此間存在充份間隔,故電解液的滲透平穩。 第9(A)、(B)圖是形態互異的注液噴嘴Ka、Kb的立體 圖。 有如第9(A)圖所示,噴嘴部d爲一個的注液噴嘴Ka, 以及如第9(B)圖所示,噴嘴部d爲複數個的注液噴嘴Kb。 任一種注液噴嘴Ka、Kb中各噴嘴部d的口徑亦彼此相同, 按照規定注入量,選擇注液噴嘴Ka、Kb中的任一個。 亦即,噴嘴部d的e徑若在必要的最小限度以上,即會 取代每單位時間的注入量增加,容易於注液結束後,在前 -15- (12) (12)1225319 端發生積液(滴),最後成液滴狀態。 因此,將噴嘴部d的口徑抑至必要最小限度,可在供 液量少情形下,使用具備一個噴嘴部d的注液噴嘴Ka,於 供液量增大情形下,使用噴嘴部d個數等的注液噴嘴Kb。 其他搬送機構將如此完成注液步驟的電池容器S轉載 入專用托架內,並且,上述搬送機器人n將每一專用托架 搬送至浸漬部9。 第10A圖是說明對注液的電池容器S搬送的搬送機構30 的構造的立體圖,第10(B)圖是說明利用搬送機構30搬送 電池容器S的狀態的立體圖。 上述搬送機構30具備對注液的電池容器S,抓持貼合 的側邊部m的抓持機構3 1,以及與貼合的下邊部η卡合的卡 口機構3 2。 上述抓持機構3 1由一對爪部構成,於爪部前端互呈開 口狀態下,對向電池容器S,並且,爪部前端經由側邊部 m抵接,成抓持狀態。 上述卡合機構32與上述抓持機構31—起自對向電池容 器的位置移動。成大致平板狀,自前端至中途部設有切槽 33,電池容器S的下邊部η夾插入其中。 抓持機構3 1抓持電池容器S的貼合側邊部,卡合機構 3 2的切槽3 3卡合於電池容器S的貼合下邊部η。接著,抓持 機構31自成型部6朝注液部6Α、6Β,或自注液部6Α、6Β朝 專用托架移動。 卡合機構3 2貼緊電池容器S的側端緣移動,隨著抓持 -16- (13) (13)1225319 機構3 1移動。由於抓持機構3 1抓持電池容器S的貼δ側邊 部m,故電池容器S不會變形,注入的電解液的狀態不會 變化。 亦即,即使在電解液注入電池容器s內部狀態下移動 ,亦不會對內部的電解液有任何影響。由於卡合機構3 2卡 合於電池容器S的下邊部η,故可進行保持電池容器S姿勢 的狀態的搬送。 第7(A)、(Β)、(C)圖是顯示於浸漬步驟中構成預定浸 漬部9的浸漬用室9Α、9Β以及收容於此浸漬用室內的電池 容器S的狀態的槪略剖視圖。 如第7(A)圖所示,電池容器S於浸漬部9內暴露在預定 壓力條件下。亦即,注入載體物質收容室2〇內的電解液在 存在於載體物質Τ內的氣泡影響下不易浸漬,其大部份於 積在載體物質收容室20內狀態下搬入浸漬部9。 由於暴露在浸漬部9內預定低壓條件下的環境中,故 存在於載體物質Τ內及電解液內的氣泡脫氣。不過,積在 載體物質收容室20內的電解液卻滲入並浸漬於載體物質Τ 本身。 壓迫機構40收容於此浸漬部9內。上述壓迫機構40由 往復驅動的一對板體構成,電池容器S,特別是載體物質 收容室2 0夾入定位於此板體彼此之間。 在保持浸漬部9於預定低壓條件下的期間內,構成壓 , 3Μ3 驅 2 復室 往容 向收 方質 的物 離體 分載 及放 以釋 近並 接迫 互壓 相側 朝兩 體自 板此 對如 一40 的構 40機 構迫 機壓 迫 。 -17- (14) (14)1225319 同時進行壓迫、釋放步驟。 持繪進彳了以上步驟預定時間(約2 0分鐘),藉此,使存 在於載體物質T內以及電解液內的氣泡完全脫氣,電解液 浸漬於載體物質T內。因此,如第7(C)圖所示,使浸漬部9 向大氣開放,恢復大氣壓力。 [發明效果] 如以上說明’根據本發明,奏得可短時間高效率地將 將電解液注入電池容器內,並且自載體物質確實脫除空氣 等’完成電解液的浸漬,獲得穩定品質,可靠性高的電池 性能的效果。 【圖式簡單說明】 第1匱I是顯示本發明一實施形態的具備注液裝置的電 池製造裝置的槪略俯視圖。 第2圖是顯示相同實施形態,說明注液裝置的第1擴大 步驟開始狀態的圖面。 第3圖是顯示相同實施形態,說明注液裝置的第1擴大 步驟的圖面。 第4圖是顯示相同實施形態,說明注液裝置的第2擴大 步驟開始狀態的圖面。 第5圖是顯τκ相同實施形態,說明注液裝置的第2擴大 步驟的圖面。 第6圖是顯τκ相同實施形態,說明注液裝置的注液步 -18- (15)1225319 驟的圖面。 第7圖是顯示相同實施形態,說明注液裝置的浸漬步 驟的圖面。 第8圖是顯示相同實施形態的用於注液裝置的不同種 類成型噴嘴的剖視圖。 第9圖是顯示相同實施形態的用於注液裝置的不同種 類注液噴嘴的剖視圖。
第1 0圖是顯示相同實施形態,說明用於注液裝置的搬 送機構的圖面。 [圖號說明] T :載體物質 S :電池容器 P1至P3 :吸附墊(開口部擴大機構) Nl、N2 :成型噴嘴(成型機構)
K :注液噴嘴(注液機構) 2 7 :高壓空氣供給孔(高壓空氣供給機構) 3 〇 :搬送機構 3 1 :抓持機構 32 :卡合機構 40 :壓迫、釋放機構 -19-