TWI586020B - 二次電池的製造方法及製造裝置 - Google Patents

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Description

二次電池的製造方法及製造裝置
本發明係關於二次電池的製造方法及製造裝置，尤其可適用於鋰離子二次電池的製造。
鋰離子二次電池等之二次電池係具有為了於正負之極板間介入分隔片，而藉由使正極板與負極板交互地疊合所形成之極板群。就此極板群之製造裝置之一而言，有Z字形堆疊方式之製造裝置(例如，參照專利文獻1)，其係Z字形彎折分隔片的連續體，於其各谷溝內插入正極板與負極板，壓擠成扁平。在如此之Z字形堆疊方式之製造裝置中，係使連續狀之分隔片以一對的滾輪包挾，使一對之滾輪朝水平方向往返運動而藉此Z字形彎折分隔片，在每次一對的滾輪進行一往返時，就使正負的極板交互地載置於分隔片上。
本發明人等係為了以專利文獻1之Z字形堆疊方式之製造裝置謀求產距時間更縮短，故已提出過一種可提昇正負之電極及分隔片之位置精度之二次電池的製造方法及製造裝置(參照專利文獻2)。此係使帶狀之分隔片 從上方垂下，形成無張力的狀態後，藉由使複數之導引構件在行(column，縱向)彼此間朝水平方向交錯，藉以Z字形彎折分隔片(或使一電極板以2片分隔片包挾而成之重疊體)，在藉此所形成之各谷溝內插入正極板及負極板(重疊體時係另一電極板)，俾製造正極板及負極板包挾分隔片而被重疊達數層之二次電池的極板群。此處，前述分隔片之上部側收容在配設於Z字形彎折手段上方的收藏殼體內，經由滾輪而垂下於下方，同時其下部側收容在前述Z字形彎折手段的下方所配設之同樣的收藏殼體內。如此地，於上下之收藏殼體收容分隔片之上部側及下部側，藉以確保Z字形彎折分隔片時之緩衝部分(多餘長度部分)。亦即，進行Z字形彎折時，左右之導引構件朝相靠之方向移動而朝同方向拉入分隔片，但必須先確保用以追隨此移動之分隔片長。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開第2004-22449號公報
專利文獻2：PCT/JP2011/059567
在上述參考文獻2之二次電池的製造方法及製造裝置中，係在Z字形彎折手段之Z字形彎折時，在相對向之導引構件之間所垂下的分隔片，係其上部側收容 在Z字形彎折手段上方的收藏殼體內，經由滾輪而垂下於下方，並且其下部側收容在Z字形彎折手段的下方之收藏殼體內的狀態下，寬度方向的位置無任何限制，成為無張力。
此結果，若依參考文獻2，雖可期待正負電極及分隔片的位置精度較記載於參考文獻1者更提高，但藉前述複數之導引構件的移動而Z字形彎折分隔片時，會有分隔片一邊振動一邊被導引構件拉入的可能性。如此之可能性係起因於分隔片之寬度、厚度及表面狀態的參差不齊而變高，引起作為前述極板群之精度未控制在容許值內的情形。是故，雖適用於使用寬度或厚度等尺寸已決定之預定分隔片之情形，但在使用尺寸相異之分隔片時，必須充分注意分隔片的振動所造成之影響。
進一步，在專利文獻2中係為了在Z字形彎折手段的導引構件間所垂下之分隔片的上部側及下部側被收容於收藏殼體的狀態下作出無張力之狀態，故依Z字形彎折步驟的每一次份而一次一次地切斷分隔片來使用。因此，在切斷部附近，必然地會產生要確保用以切斷分隔片之邊緣部分之必要。
本發明係有鑑於上述習知技術之問題點，目的在於提供一種二次電池之製造方法及製造裝置，其係藉由使Z字形彎折之時以導引構件拉入分隔片之動作可順利地進行，而可進一步提昇製品精度，同時可儘可能地提昇分隔片之產出率。
本發明之第1態樣，係為一種二次電池之製造方法，係具有如下步驟：使分隔片在經由垂吊滾輪而垂吊於相對向配設之複數行的導引構件之間的狀態下，藉由前述導引構件的移動進行Z字形彎折之步驟；藉由將正極板與負極板交互地插入於經Z字形彎折之前述分隔片的各谷溝內，而形成前述正極板與前述負極板隔介前述分隔片交互地疊合之積層體的步驟；在從前述分隔片之各谷溝內拔除前述導引構件後，將前述積層體朝積層有前述正極板與前述負極板之方向推壓而製造極板群之步驟；在使至少1個緩衝滾輪一邊與前述分隔片抵接一邊占據於預定之上昇位置或下降位置的狀態下，使前述分隔片經由前述垂吊滾輪而垂吊於前述導引構件間，在由前述導引構件之移動進行Z字形彎折步驟時，前述緩衝滾輪係下降或上昇，其中，前述緩衝滾輪係配設於在前述分隔片之移送方向中將前述垂吊滾輪之上游側的中途於相對性之上游側與下游側予以支撐之至少2個支撐滾輪間，並配置成抵接於前述分隔片之一面而可朝垂直方向昇降。
依據本態樣，藉由可昇降地配置之緩衝滾輪的上昇，可補充被Z字形彎折之分隔片的拉入長度，故不須在事前切斷分隔片即可以連續之狀態進行預定之Z字形彎折。如此一來，Z字形彎折係以實質上的無張力狀態進行。此結果，在以導引構件進行分隔片等之拉入時，可 抑制分隔片朝寬度方向移動之所謂振動之現象而可順利地進行以導引構件進行之分隔片的拉入。
而且，分隔片不須在Z字形彎折更早之前先切斷成預定的長度，而可以連續之狀態進行預定之Z字形彎折，故可儘可能地提昇分隔片之產出率。
本發明之第2態樣，係為一種二次電池之製造方法，係將以2片分隔片挾有正負之電極板的一者的重疊體，在經由垂吊滾輪而垂吊於相對向配設之複數行的導引構件之間的狀態下，藉由前述導引構件的移動進行Z字形彎折之步驟；藉由將前述電極板之另一者插入於經Z字形彎折之前述重疊體的各谷溝內，俾形成正極板與負極板隔介前述分隔片而交互地疊合之積層體的步驟；在進一步從前述重疊體之各谷溝內拔除前述導引構件後，使前述積層體朝積層有前述正極板與前述負極板之方向推壓而製造極板群之步驟；在使至少1個緩衝滾輪一邊與前述重疊體抵接一邊占據於預定之上昇位置或下降位置的狀態下，使前述重疊體經由前述垂吊滾輪而垂吊於前述導引構件間，在由前述導引構件之移動進行Z字形彎折時，前述緩衝滾輪係下降或上昇，其中，前述緩衝滾輪係配設於在前述重疊體之移送方向中將前述垂吊滾輪之上游側的中途於相對性之上游側與下游側予以支撐之至少2個支撐滾輪間，並配置成抵接於前述重疊體之一面而可朝垂直方向昇降。
依據本態樣，由於僅將一方之電極板插入 至重疊體即可，故在製造與第1態樣相同之性能的極板群時，除了與第1態樣相同之作用、效果外，還可使重疊體之谷溝的數目成為一半，且亦可使導引構件等之個數減少至約一半，而可期待裝置之簡單化或產出率之提昇。
本發明之第3態樣，係在第1或第2態樣所述之二次電池之製造方法中，在前述支撐滾輪之中之最下游的支撐滾輪與前述垂吊滾輪之間，係從在其間移動之前述分隔片或重疊體之下面側吹出氣體而支撐前述分隔片或重疊體。
依據本態樣，由於不須進行物理性接觸即可支撐分隔片或重疊體，故可良好地進行分隔片或重疊體之預定移送。
本發明之第4態樣，係在第3態樣所述之二次電池之製造方法中，前述氣體為離子空氣。
依據本態樣，由於藉由離子空氣所進行之除電效果亦可防止或除去分隔片或重疊體之帶電，故可對在Z字形彎折步驟中由鄰接之分隔片或重疊體間的靜電所造成之吸附防範於未然。
本發明之第5態樣，係在第1或第2態樣所述之二次電池之製造方法中，在前述支撐滾輪之中之最下游的支撐滾輪與前述垂吊滾輪之間，係以使前述分隔片或重疊體從前述支撐滾輪朝向前述垂吊滾輪而上昇的方式傾斜而進行移送。
依據本態樣，可將從支撐滾輪朝向垂吊滾輪而移送之分隔片或重疊體的行進所伴隨之動能變換成位能而進行制動。此結果，在Z字形彎折步驟中，即使分隔片被急遽地拉入，亦可使其良好地停止於預定的位置。
本發明之第6態樣，係為一種二次電池之製造裝置，其係具有：Z字形彎折手段，其係具有朝垂直方向呈Z字形狀配列之複數個導引構件，使前述導引構件在行彼此間朝水平方向交錯，而將經由垂吊滾輪而被垂吊於前述導引構件之一方的行與另一方的行之間之分隔片進行Z字形彎折；極板插入手段，其係分別具備載置有預定片數之正極板之正極板用極板移送構件與載置有預定片數之負極板之負極板用極板移送構件，使前述正極板用與前述負極板用之極板移送構件朝前述分隔片的各谷溝內移動，藉以將前述正極板與前述負極板交互地插入至各谷溝內；分隔片供給手段，其係具備：在前述分隔片之移送方向中將前述垂吊滾輪之上游側的中途於相對性之上游側與下游側予以支撐之至少2個支撐滾輪、及配設於該支撐滾輪之間並且配置成抵接於前述分隔片之一面而可朝垂直方向昇降之至少1個緩衝滾輪；在前述緩衝滾輪一邊與前述分隔片抵接而一邊占據於預定之上昇位置或下降位置的狀態時，前述分隔片係經由前述垂吊滾輪而垂吊於前述導引構件間，並且在前述導引構件之移動所伴隨的Z字形彎折時，前述緩衝滾輪係下降 或上昇。
依據本態樣，由於可藉由可昇降地配置之緩衝滾輪的上昇來補充Z字形彎折之分隔片的拉入長度，故不須在事前切斷分隔片即可以連續之狀態進行預定之Z字形彎折。如此一來，Z字形彎折係以實質上的無張力狀態進行。此結果，在以導引構件進行分隔片等之拉入時，可抑制分隔片朝寬度方向移動之所謂振動之現象而可使以導引構件進行之分隔片的拉入順利地進行。
而且，由於分隔片不須在Z字形彎折之前先切斷成預定的長度即可以連續之狀態進行預定之Z字形彎折，故可儘可能地提昇分隔片之產出率。
本發明之第7態樣，係一種二次電池之製造裝置，其係具有：Z字形彎折手段，其係具有朝垂直方向呈Z字形狀配列之複數個導引構件，使前述導引構件在行彼此間朝水平方向交錯，而將經由垂吊滾輪而被垂吊於前述導引構件之一方的行與另一方的行之間且以2片之分隔片挾有正負之電極板之一者之重疊體進行Z字形彎折；極板插入手段，其係具備載置有預定片數之前述電極板之另一者的極板移送構件，使前述極板移送構件在前述重疊體的各谷溝內移動，藉以將前述另一者之電極板插入至各谷溝內；分隔片供給手段，其係具備：在前述重疊體之移送方向中將前述垂吊滾輪之上游側的中途於相對性之上游側與 下游側予以支撐之至少2個支撐滾輪、及配設於該支撐滾輪之間並且配置成抵接於前述重疊體之一面而可朝垂直方向昇降之至少1個緩衝滾輪；在前述緩衝滾輪一邊與前述重疊體抵接而一邊占據於預定之上昇位置或下降位置的狀態時，前述重疊體係經由前述垂吊滾輪而垂吊於前述導引構件間，並且在以前述導引構件之移動進行Z字形彎折時，前述緩衝滾輪係下降或上昇。
依據本態樣，由於僅將一方之電極板插入至重疊體即可，故在製造與第6態樣相同之性能的極板群時，除了與第6態樣相同之作用、效果外，還可使重疊體之谷溝的數目成為一半，且亦可使導引構件等之個數減少為約一半，故可期待裝置之簡單化或產出率之提昇。
本發明之第8態樣，係在第6或第7態樣所述之二次電池之製造裝置中，將從前述分隔片或重疊體之下表面側吹出氣體而支撐前述分隔片或重疊體之氣體吹出手段，配設於前述支撐滾輪之中之最下游的支撐滾輪與前述垂吊滾輪之間。
依據本態樣，由於不須進行物理性接觸即可支撐分隔片或重疊體，故可良好地進行分隔片或重疊體之預定移送。
本發明之第9態樣，係在第8態樣所述之二次電池之製造裝置中，前述氣體為離子空氣。
依據本態樣，由於藉由離子空氣所進行之除電效果亦可防止或除去分隔片或重疊體之帶電，故可對在Z字形彎折步驟中由鄰接之分隔片或重疊體間的靜電所造成之吸附防範於未然。
本發明之第10態樣，係在第6或第7態樣所述之二次電池之製造裝置中，構成為，在前述支撐滾輪之中之最下游的支撐滾輪與前述垂吊滾輪之間，以使前述分隔片或重疊體從前述支撐滾輪朝向前述垂吊滾輪而上昇的方式傾斜而進行移送者。
依據本態樣，可將從支撐滾輪朝向垂吊滾輪而移送之分隔片或重疊體的行進所伴隨之動能變換成位能而進行制動。此結果，在Z字形彎折步驟中，即使分隔片被急遽地拉入，亦可良好地停止於預定的位置。
依據本發明，由於在使分隔片或重疊體(以下，稱為「分隔片等」)連續的狀態下垂吊於Z字形彎折手段的導引構件間，使導引構件以實質上的無張力狀態移動，俾進行Z字形彎折成形，故在以導引構件進行分隔片等之拉入時，可抑制分隔片等朝寬度方向移動之所謂振動之現象而可順利地進行以導引構件所進行之分隔片等之拉入。此結果，即使分隔片等之寬度、厚度、表面狀態些許參差不齊，亦可將極板群之精度充分地控制於容許值之範圍內，可有助於品質之提昇。
此外，由於分隔片等係不須於Z字形彎折之前先切斷成預定之長度，並可以連續之狀態進行預定之Z字形彎折，故可儘可能地提昇分隔片等之產出率。
I‧‧‧極板群製造手段
II‧‧‧分隔片供給手段
1‧‧‧角形電池
2‧‧‧角形殼體
3‧‧‧極板群
4‧‧‧分隔片
4A‧‧‧分隔片
4a‧‧‧谷溝
5‧‧‧正極板
6‧‧‧負極板
6A‧‧‧負極板
5a‧‧‧導線部
6a‧‧‧導線部
20‧‧‧Z字形彎折手段
21‧‧‧導引棒
22A‧‧‧行
22B‧‧‧行
23‧‧‧縱框架
24‧‧‧縱框架
30‧‧‧極板插入手段
31‧‧‧極板移送構件
31A‧‧‧極板移送構件
31B‧‧‧極板移送構件
32‧‧‧極板移送托盤
33‧‧‧支撐框
33A‧‧‧支撐框
33B‧‧‧支撐框
34‧‧‧活塞/作動缸裝置
34a‧‧‧活塞桿
35‧‧‧往復台
36‧‧‧螺桿軸
37‧‧‧螺帽
38‧‧‧推抵構件
40‧‧‧滾輪構件
41‧‧‧垂吊滾輪
42‧‧‧支撐滾輪
43‧‧‧支撐滾輪
44‧‧‧支撐滾輪
45‧‧‧緩衝滾輪
46‧‧‧緩衝滾輪
47‧‧‧空氣吹出手段
47A‧‧‧上游側
47B‧‧‧下游側
48‧‧‧旋轉軸
49‧‧‧可動滾輪
50‧‧‧夾具
50A‧‧‧夾具構件
50B‧‧‧夾具構件
51‧‧‧推壓構件
52‧‧‧推壓構件
53‧‧‧切割刀
100‧‧‧重疊體
100a‧‧‧谷溝
第1圖係表示收藏有本發明實施形態之極板群的角形電池的概略立體圖。
第2圖係表示第1圖所示之極板群的概略構成之立體圖。
第3圖係表示本發明實施形態的二次電池製造裝置之極板群製造手段的圖，(a)係其俯視圖，(b)係其前視圖。
第4圖(a)及(b)係表示使用第3圖所示之製造裝置的分隔片之Z字形彎折步驟中途之態樣的概略圖。
第5圖(a)及(b)係表示使用第3圖所示之製造裝置的分隔片之Z字形彎折步驟中途之其他態樣的概略圖。
第6圖係將本發明實施形態的二次電池製造裝置之分隔片供給手段顯示於與極板群製造手段之關係之概略圖，分別以(a)表示分隔片之Z字形彎折的前步驟，以(b)表示Z字形彎折步驟的態樣。
第7圖係表示使用本發明實施形態的製造裝置之二次電池之製造方法的概略圖。
第8圖係表示使用本發明實施形態的製造裝置之二次電池之製造方法的概略圖。
第9圖係表示使用本發明實施形態的製造裝置之二次 電池之製造方法的概略圖。
第10圖係表示使用本發明實施形態的製造裝置之二次電池之製造方法的概略圖。
第11圖係表示使用本發明實施形態的製造裝置之二次電池之製造方法的概略圖。
第12圖係表示使用本發明實施形態的製造裝置之二次電池之製造方法的概略圖。
第13圖係表示使用本發明實施形態的製造裝置之二次電池之製造方法的概略圖。
第14圖係表示使用本發明實施形態的製造裝置之二次電池之製造方法的概略圖。
第15圖係表示以本發明實施形態的製造裝置所製造的其他極板群之概略圖。
以下，依據圖式，詳細說明本發明之實施形態。
如第1圖及第2圖所示般，屬於鋰離子二次電池的角形電池(二次電池)1係具備角形殼體2，於此角形殼體2內收藏有極板群3。角形殼體2之預定處係設有未圖示之正極端子與負極端子。又，角形殼體2內係填充有於有機溶劑中摻合鋰鹽而成之電解液。
極板群3係具備被Z字形彎折之分隔片4、交互地插入於此分隔片4之各谷溝4a內之一方的極板(例如正極板5)與另一方的極板(例如負極板6)。正極板5與負 極板6係以各者之間介入分隔片4之方式交互疊合，且成為分隔片4扁平折疊之狀態。正極板5與負極板6係具備從分隔片4互相朝相反側突出之導線部5a、6a，各極之導線部5a、6a係分別被束縛。繼而，被束縛之正極板5的導線部5a係連接於上述正極端子，被束縛之負極板6的導線部6a係連接於上述負極端子。
如此之構成的極板群3係以二次電池之製造裝置所製造。本實施形態之製造裝置係Z字形彎折分隔片4而製造極板群3，故具備具有Z字形彎折手段與極板插入手段而構成之極板群製造手段I與供給Z字形彎折用之分隔片4之分隔片供給手段II。第3圖係表示極板群製造手段I的圖，(a)係其俯視圖，(b)係其前視圖。如同圖所示般，Z字形彎折手段20係具有朝垂直方向呈Z字形狀配列之複數個導引棒(導引構件)21，詳細內容係後述，但在此導引棒21之一方的行22A與另一方的行22B之間配置分隔片4，使導引棒21在行22A、22B彼此間朝水平方向交錯，而使分隔片4進行Z字形彎折。
導引棒21係設置有與對於分隔片4所供給之正極板5及負極板6之片數相同的根數，或其以上之根數。此等複數根之導引棒21係在未圖示之基台上朝垂直方向以二行22A、22B分別呈水平配列。又，各導引棒21係在行22A、22B間配列成為Z字形，亦即，在垂直方向配列成為Z字形。此等之導引棒21係分別單端固定狀被支撐於依各行22A、22B設置之縱框架23、24。
又，Z字形彎折手段20係具備：藉由使導引棒21朝水平方向移動而使分隔片4在行22A、22B間交錯而予以Z字形彎折用之驅動部。此驅動部係藉由例如滾珠螺桿與使滾珠螺桿旋轉之馬達等所構成。又，如此地，以滾珠螺桿、馬達等所構成之驅動部係一般之進給手段，故省略圖示。
極板插入手段30係具備：在構成Z字形彎折20之導引棒21的各行22A、22B的後方所配置的一對極板移送構件31(31A、31B)。各極板移送構件31係具有載置有預定片數之正極板5或負極板6的複數個極板移送托盤32。在第3圖中，配置於較分隔片4更左側之極板移送構件31A的極板移送托盤32係載置有正極板5，配置於較分隔片4更右側之極板移送構件31B的極板移送托盤32係載置有負極板6。繼而，極板插入手段30係使此等之極板移送托盤32與導引棒21朝水平方向之移動同步而朝形成於分隔片4之谷溝4a(參照第2圖)內移動，使正極板5與負極板6交互地插入至各谷溝4a內。
在本形態中，極板插入手段30係具備：移送一方的極板(例如正極板5)之第1極板移送構件(例如正極板用極板移送構件)31A與移送另一方的極板(例如負極板6)之第2極板移送構件(例如負極板用極板移送構件)31B。第1極板移送構件31A係具備與極板群3所需之一方的極板(例如正極板5)的片數相同個數之極板移送托盤32。第1極板移送構件31A的各極板移送托盤32係在 構成一行22A的導引棒21後方，以極板移送托盤32之電極板載置面呈水平的方式配置，其後端藉支撐框33A連結。同樣地，第2極板移送構件31B亦具備與極板群3所需之另一方的極板(例如負極板6)的片數相同個數之極板移送托盤32。第2極板移送構件31B的各極板移送托盤32係在構成另一行22B的導引棒21後方，以極板移送托盤32之電極載置面呈水平的方式配置，其後端藉支撐框33B連結。
各支撐框33A、33B係分別與可朝作為一方的極板之正極板5或作為另一方的極板之負極板6的移送方向伸縮之活塞/作動缸(piston/cylinder)裝置34的活塞桿34a連結。又，各活塞/作動缸裝置34係分別設置於可朝正極板5或負極板6之移送方向往復移動之往復台35。
各往復台35係構成為可藉由包含滾珠螺桿等之驅動部而朝水平方向移動。具體上，各往復台35係連結於螺帽37，該螺帽37係螺合於可旋轉地配置於未圖示之基台上且作為輸送螺桿之螺桿軸36。螺桿軸36係形成為可藉由未圖示之馬達而旋轉。若螺絲軸36旋轉，依照旋轉方向而使第1及第2之極板移送構件31A、31B分別朝向分隔片4，或朝遠離分隔片4之方向移動。
又，在第1及第2極板移送構件31A、31B各自之極板移送托盤32之左右兩側(在與電極載置面水平之方向中，於與極板移送托盤32之移動方向正交的方向之兩側)，係設有抵接於極板移送托盤32上所載置的極板之 緣部的一對推抵構件38。具體而言，推抵構件38係構成為與從各極板移送托盤32之左右兩側所突出的正極板5及負極板6之緣部抵接之一對縱棒，並安裝於各往復台35。
分隔片4係在Z字形彎折手段20之導引棒21的相對向之行22A、22B間，經由分隔片供給手段II之垂吊滾輪41而垂下。
此處，說明使用如上述之極板群製造手段I而製造極板群3時之態樣。第4圖及第5圖係分別表示使用第3圖所示之極板群製造手段I的分隔片之Z字形彎折步驟中途之態樣的概略圖。如第4圖所示般，在配列成Z字形狀之導引棒21的行22A、22B間垂吊分隔片4之狀態，使導引棒21的行22A、22B分別朝向分隔片4側而水平地移動，如第5圖所示般，使導引棒21在行22A、22B間交錯。雖未圖示，但此時分隔片供給手段II之緩衝滾輪係同步而朝上方移動，並供給被導引棒21拉入之長度份的分隔片4。因此，該由分隔片4的導引棒21所進行之拉入，係分隔片4在實質上無張力之狀態下順利地進行。又，關於該分隔片供給手段II的動作係於後詳述。
同步於導引棒21朝水平方向的移動而往復台35藉螺絲軸36之旋轉移動。藉此，使第1及第2之極板移送構件31A、31B以及推抵構件38朝向分隔片4而移動。往復台35之移動的開始係與導引棒21之移動開始同時，在導引棒21之移動開始後的導引棒21之移動中，或與導引棒21之移動終止同時或預定時間後之任一者均 可。若考量產距時間，宜為與導引棒21之移動開始同時或在從移動開始相隔短時間後之導引棒21之移動中，只要檢測此時序而進行同步之移動即可。此結果，以使導引棒21在行22A、22B間交錯之方式朝水平方向移動，且使第1及第2極板移送構件31A、31B，以及推抵構件38朝水平方向而朝向形成於分隔片4之谷溝4a內移動。如此一來，被預先搭載於第1極板移送構件31A的各極板移送托盤32之正極板5、及被預先搭載於第2極板移送構件31B的各極板移送托盤32之負極板6，係交互地插入至已Z字形彎折之分隔片4的各谷溝4a內。此結果，形成正極板5與負極板6隔介分隔片4而交互疊合之積層體。其後，從分隔片4之各谷溝4a內拔除導引棒21，殘留推抵構件38而使第1及第2極板移送構件31A、31B朝遠離分隔片4之方向移動，藉此使正極板5與正極板6殘留於分隔片4之各谷溝4a內，形成正極板5與負極板6隔介分隔片4而交互地積層之積層體。該積層體係在正極板5與負極板6之積層方向藉預定之沖壓手段(未圖示)進行推壓(沖壓，Press)而一體化，形成極板群3。
第6圖係將在本形態的二次電池製造裝置中之分隔片供給手段II顯示於與極板群製造手段I之關係中之概略圖，分別以(a)表示分隔片4之Z字形彎折的前步驟，以(b)表示Z字形彎折步驟的態樣。如第6圖(a)所示般，在此狀態中，係導引棒21之行22A、22B分離，而在其間使分隔片4經由垂吊滾輪41而垂吊。此處，分隔片4係形 成捲繞成滾輪狀之滾輪構件40而可旋轉地支撐於旋轉軸48。在滾輪構件40與垂吊滾輪41之間係具有支撐滾輪42、43、44及中心軸之位置形成可朝上下方向移動之緩衝滾輪45、46。緩衝滾輪45、46係配置於支撐滾輪42、43、44之間，如第6圖所示般，在圖之水平方向中，支撐滾輪42、43、44與緩衝滾輪45、46交互地配置。又，朝垂吊滾輪41側移動而藉以與垂吊滾輪41挾持分隔片4之可動滾輪49亦表示於圖中。可動滾輪49之動作、作用係後述。
另外，第6圖(b)係表示，導引棒21之行22A、22B朝相靠之方向移動而使分隔片4被Z字形彎折，同時在已被Z字形彎折之分隔片4間交互地插入正極板5及負極板6之狀態。此時，緩衝滾輪45、46係與導引棒21之行22A、22B的移動同步而從第6圖(a)所示之最下降位置上昇至最上昇位置。藉如此之緩衝滾輪45、46的上昇，對從支撐滾輪44經由垂吊滾輪41而達到前端之分隔片4的長度供給多餘長度份。亦即，使緩衝滾輪45、46降下到最下降位置時之藉由支撐滾輪42、43、44與緩衝滾輪45、46所保持之分隔片4的多餘長度份，係於分隔片4之Z字形彎折時，相當於被導引棒21水平地拉入之分隔片4的量。此結果，Z字形彎折時之分隔片4的拉入量只要不超過緩衝滾輪45、46之從第6圖(a)所示的狀態至第6圖(b)所示的狀態之上昇距離的2倍，則在分隔片4之拉入時，分隔片4係實質上以無張力狀態順利地被拉入而Z字形彎折。此處，本形態係形成具有2個緩衝滾輪45、46 者，但其數目係無特別限制。只要成為各緩衝滾輪之上下移動的衝程與緩衝滾輪之數目的乘積在分隔片4之Z字形彎折時可確保被導引棒21水平地拉入之分隔片4的尺寸之構成即可。
如此地，在本形態中，係於支撐滾輪42、43之間配設形成為可朝上下方向移動之緩衝滾輪45，並且，同樣地於支撐滾輪43、44之間配設形成為可朝上下方向移動之緩衝滾輪46，藉以形成可確保在Z字形彎折步驟中之分隔片4的拉入量之緩衝部。
又，在本形態中，在支撐滾輪44與垂吊滾輪41之間的分隔片4之下表面側係配設空氣吹出手段47，以此空氣吹出手段47朝分隔片4之下表面吹出空氣而從下方藉以非接觸支撐分隔片4。所吹出之空氣係設為可發揮防止或除去被移送之分隔片4的帶電之效果之離子空氣。進一步，本形態之支撐滾輪44係其垂直方向的位置配設於較垂吊滾輪41之垂直方向的位置更下方。與其配合，空氣吹出手段47係以其空氣吹出面與分隔片4之下表面成為平行的方式，而配設為使作為分隔片4之排出側之下游側47B較作為分隔片4之供給側的上游側47A位於更上方而朝圖中右上方傾斜。
如此之空氣吹出手段47係未必需要，但藉由採用如此之非接觸構造，如以滾輪支撐分隔片4時，可排除例如以滾輪支撐分隔片4時與分隔片4之物理性接觸部分。附帶說明，分隔片4係從滾輪構件40被拉出且一邊 接觸於滾輪等而一邊被移送至極板群製造手段I，因此，分隔片4會受到與拉出或與滾輪之接觸所伴隨的摩擦而帶電。如此地，在維持帶電之狀態下，會因為靜電而使分隔片4之移送時接觸於用以規定移送方向之導引部(未圖示)而未朝正確方向移送，或鄰接之分隔片4彼此間吸附，而無法使由導引棒21之移動所進行分隔片4之拉入順利地進行。因此，藉由吹出如離子空氣之防止帶電、進行除電之氣體作為吹出氣體，以防止分隔片4帶電同時可將帶電之分隔片4進行除電。源自空氣吹出手段47之空氣的吹出係可設為經常進行者，亦可設為在分隔片4被移送時及其前後吹出，亦可設為在例如暫時不移送時停止吹出等依需求而控制吹出。若設為經常吹出，則因為可確實地進行對於所移送之分隔片4全體的除電，故可期待更確實地抑制鄰接之分隔片4彼此間的吸附，若設為依移送狀況而控制吹出，則可減少無用之離子空氣的吹出動作，且亦可抑制因為對於同一處長時間持續吹出離子空氣所造成之分隔片4變形等的不良情形之可能性。
又，在本形態中，雖如上述般，使分隔片4之位置從支撐滾輪44朝向垂吊滾輪41而上昇般傾斜，但該構成之採用亦可任意為之。惟，藉由如此地傾斜，可對經由垂吊滾輪41而被極板群製造手段I拉入時之分隔片4進行制動。亦即，當分隔片4在Z字形彎折步驟中隨著導引棒21之水平方向移動而被拉入時，如此之拉入係分隔片4在實質上的無張力狀態下進行，故在拉入動作被加速之 分隔片4係即使在拉入動作已終止亦無法停止，而會有行進超出預定之停止位置的情形。為防止如此之行進超出之情形，在本形態中，係形成如下之構造：藉由構成為將分隔片4從支撐滾輪44朝向垂吊滾輪41而朝圖中右上方向移送，俾經由垂吊滾輪41而被拉入之分隔片4的動能變換成依據支撐滾輪44與垂吊滾輪41之垂直方向高度的差之位能而施予制動。
此處，依據第7圖至第14圖，說明使用本形態之二次電池的製造裝置之二次電池的製造方法。第7圖係表示使用本形態之二次電池的製造裝置之極板群的製造方法的概略圖。該圖係表示在前步驟中極板群3之製造結束後的初期狀態。在如此之初期狀態中，在前步驟所切斷之分隔片4的前端部係從垂吊滾輪41垂吊。此時，可動滾輪49係朝垂吊滾輪41之方向移動，在以垂吊滾輪41與可動滾輪49挾持分隔片4之狀態下，分隔片供給手段II係使滾輪構件40隨著緩衝滾輪45、46(參照第6圖；以下相同)之下降一起旋轉而拉出分隔片4，成為第6圖(a)所示之狀態。又，此時，極板群製造手段I的相對向之行22A、22B係分離。
從如此之狀態而如第8圖所示般，使可動滾輪49從垂吊滾輪41朝分離的方向移動，以包含隔著分隔片4而分別配設於分隔片4之兩面側之夾具構件50A、50B之夾具50挾持分隔片4之前端部。推壓構件51係使用於，藉由與第11圖之推壓構件52對於在被Z字形彎折之谷溝 部插入有電極板的分隔片4之積層體施予推壓處理而形成極板群3者。
其後，在第6圖(a)之狀態下，滾輪構件40進行旋轉而拉出分隔片4，同時如第9圖所示般，維持在夾住分隔片4之前端部的狀態下，使夾具50(在第9圖未圖示)朝下方移動而將分隔片4以被配置於行22A、22B間之方式向下拉。其後，使夾具構件50A、50B從分隔片4分離而使分隔片4從夾住狀態放開。又，雖未圖示，惟此後夾具50係朝第9圖之前面側或背面側移動而上昇動作，以備於下個處理。
從此狀態而如第10圖所示般，使各導引棒21朝水平方向移動，在導引棒21之行22A、22B彼此間交錯。此時，同步而使分隔片供給手段II的緩衝滾輪45、46朝上方移動。藉該移動，可使緩衝滾輪45、46各自的上昇量之加算值之2倍長度的分隔片4拉出而作為多餘長度份，故可供給與被導引棒21拉入之長度相當份的分隔片4。因此，以如此之導引棒21所進行之分隔片4的拉入、以及Z字形彎折，係分隔片4在實質上無張力的狀態順利地進行。尤其，在本形態中係分隔片4未從分隔片供給手段II切斷，而在連續之狀態下進行Z字形彎折成形，故在由導引棒21進行分隔片4之拉入時，分隔片4係朝寬度方向移動而可儘可能地抑制之振動現象。
在分隔片4之Z字形彎折成形結束後，以與依據第5圖之說明同樣之態樣，在被Z字形彎折之分隔 片4之間交互地插入正極板5與負極板6而形成挾住分隔片4之正極板5與負極板6之積層體。同時地，使推壓構件51從積層體之上方降下，抵接於積層體之上表面，藉此成為第11圖所示之狀態。
在第11圖所示之狀態中，使同樣之推壓構件52從下方上昇而抵接於積層體之下表面。
如此一來，如第12圖所示，以推壓構件51、52從上下挾持積層體。從如此之狀態，使導引棒21退避，同時使第1及第2之極板移送構件31A、31B退避。其後，使積層體在以推壓構件51、52挾持之狀態上昇，使可動滾輪49朝垂吊滾輪41之方向移動而以垂吊滾輪41與可動滾輪49挾持分隔片4，且如第13圖所示，在上方的預定位置藉切割刀53切開分隔片4之終端部。所切開之積層體係成形為極板群3而成為製品。
積層體切開的結果，如第14圖所示般，夾具構件50A、50B朝可挾持分隔片4之前端部的位置進行移動，極板群製造手段I係成為與第7圖所示之情形相同之初期狀態。另一方面，雖未圖示，惟分隔片供給手段II之緩衝滾輪45、46係位於上昇位置。因此，從如此之狀態使緩衝滾輪45、46降下，同時使滾輪構件40旋轉而拉出分隔片4以成為初期狀態(第7圖之狀態)。
第15圖係表示本發明之另一實施形態的極板群之概略圖。如該圖所示般，本形態之極板群3A係構成為，具備Z字形彎折之連續狀的重疊體100、及插入於 此重疊體100之各谷溝100a內之正極板5的積層體。重疊體100係以2片分隔片4A挾住負極板6A所形成之積層體。因此，插入於重疊體100之各谷溝100a內之正極板5係隔介分隔片4A而與負極板6A對峙。
即使在如此之本形態構成中，亦與依據第3圖至第14圖所說明之前述實施形態時相同地，在正極板5與負極板6A設有互相逆向地從分隔片4A突出之導線部5a、6a，(參照第2圖)。繼而，各極之導線部5a、6a係分別被束縛而分別連接於角形殼體2(參照第1圖)的未圖示之正極端子及負極端子。
製造如此之極板群3A的製造裝置係基本上成為與第3圖所示之前述實施形態同樣的構成，但從分隔片供給手段II係供給重疊體100來取代分隔片4，而配置於Z字形彎折手段20之導引棒21的行22A、22B間。又，同時地，第1及第2極板移送構件31A、31B分別將正極板5移送至重疊體100之谷溝100a內。
若依如此之本形態，只要於重疊體100形成僅插入正極板5之谷溝100a即可。因此，在製造與前述實施形態之極板群3同樣的性能之極板群3A時，重疊體100之谷溝100a的數目相較於前述實施形態之情況只要半數即足夠。因此，導引棒21或極板移送托盤32之個數亦可減少至約半數，甚至可發揮可進一步縮短產距時間的效果。
又，在本形態之重疊體100係以2片分隔片4A挾住負極板6A所形成之積層體，但亦可取代負極板6A 而挾住正極板所形成者。此時，第1及第2極板移送構件31A、31B分別將負極板6移送至重疊體100之谷溝100a內。
(產業上之利用可能性)
本發明係可有效地利用於製造利用二次電池作為電子機器等緊急用電源裝置之緊急用電源系統的產業領域，或製造利用二次電池作為能源之電動車的產業領域。
理由：須用整個圖式[第6圖(a)及(b)]才能顯示完整技術特徵。
I‧‧‧極板群製造手段
II‧‧‧分隔片供給手段
4‧‧‧分隔片
5‧‧‧正極板
6‧‧‧負極板
21‧‧‧導引棒
22A‧‧‧行
22B‧‧‧行
31A‧‧‧極板移送構件
31B‧‧‧極板移送構件
32‧‧‧極板移送托盤
38‧‧‧推抵構件
40‧‧‧滾輪構件
41‧‧‧垂吊滾輪
42‧‧‧支撐滾輪
43‧‧‧支撐滾輪
44‧‧‧支撐滾輪
45‧‧‧緩衝滾輪
46‧‧‧緩衝滾輪
47‧‧‧空氣吹出手段
47A‧‧‧上游側
47B‧‧‧下游側
48‧‧‧旋轉軸
49‧‧‧可動滾輪

Claims (10)

  1. 一種二次電池之製造方法，係具有如下步驟：使分隔片在經由垂吊滾輪而垂吊於相對向配設之複數行的導引構件之間的狀態下，藉由前述導引構件的移動進行Z字形彎折之步驟；藉由將正極板與負極板交互地插入於經Z字形彎折之前述分隔片的各谷溝內，俾形成前述正極板與前述負極板隔介前述分隔片而交互地疊合之積層體的步驟；以及，在從前述分隔片之各谷溝內拔除前述導引構件後，將前述積層體朝積層有前述正極板與前述負極板之方向推壓而製造極板群之步驟；在使至少1個緩衝滾輪一邊與前述分隔片抵接一邊占據於預定之上昇位置或下降位置的狀態下，使前述分隔片經由前述垂吊滾輪而垂吊於前述導引構件間，在由前述導引構件之移動進行Z字形彎折步驟時，前述緩衝滾輪係下降或上昇，其中，前述緩衝滾輪係配設於在前述分隔片之移送方向中將前述垂吊滾輪之上游側的中途於相對性之上游側與下游側予以支撐之至少2個支撐滾輪間，並配置成抵接於前述分隔片之一面而可朝垂直方向昇降。
  2. 一種二次電池之製造方法，係具有：將以2片分隔片挾有正負之電極板的一者的重疊體，在經由垂吊滾輪而垂吊於相對向配設之複數行的導引構件之間的狀態下，藉由前述導引構件的移動進行Z字形彎折之步驟；藉由將前述電極板之另一者插入於經Z字形彎折之前 述重疊體的各谷溝內，俾形成正極板與負極板隔介前述分隔片而交互地疊合之積層體的步驟；在進一步從前述重疊體之各谷溝內拔除前述導引構件後，使前述積層體朝積層有前述正極板與前述負極板之方向推壓而製造極板群之步驟；在使至少1個緩衝滾輪一邊與前述重疊體抵接一邊占據於預定之上昇位置或下降位置的狀態下，使前述重疊體經由前述垂吊滾輪而垂吊於前述導引構件間，在由前述導引構件之移動進行Z字形彎折步驟時，前述緩衝滾輪係下降或上昇，其中，前述緩衝滾輪係配設於在前述重疊體之移送方向中將前述垂吊滾輪之上游側的中途於相對性之上游側與下游側予以支撐之至少2個支撐滾輪間，並配置成抵接於前述重疊體之一面而可朝垂直方向昇降。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之二次電池之製造方法，其中，在前述支撐滾輪之中之最下游的支撐滾輪與前述垂吊滾輪之間，係從在其間移動之前述分隔片或重疊體之下表面側吹出氣體而支撐前述分隔片或重疊體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之二次電池之製造方法，其中，前述氣體為離子空氣。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之二次電池之製造方法，其中，在前述支撐滾輪之中之最下游的支撐滾輪與前述垂吊滾輪之間，係以使前述分隔片或重疊 體從前述支撐滾輪朝向前述垂吊滾輪而上昇的方式傾斜而進行移送。
  6. 一種二次電池之製造裝置，其係具有：Z字形彎折手段，其係具有朝垂直方向呈Z字形狀配列之複數個導引構件，使前述導引構件在行彼此間朝水平方向交錯，而將經由垂吊滾輪而被垂吊於前述導引構件之一方的行與另一的行之間之分隔片進行Z字形彎折；極板插入手段，其係分別具備載置有預定片數之正極板之正極板用極板移送構件與載置有預定片數之負極板之負極板用極板移送構件，使前述正極板用與前述負極板用之極板移送構件朝前述分隔片的各谷溝內移動，藉以將前述正極板與前述負極板交互地插入至各谷溝內；分隔片供給手段，其係具備：在前述分隔片之移送方向中將前述垂吊滾輪之上游側的中途於相對性之上游側與下游側予以支撐之至少2個支撐滾輪、及配設於該支撐滾輪之間並且配置成抵接於前述分隔片之一面而可朝垂直方向昇降之至少1個緩衝滾輪；在前述緩衝滾輪一邊與前述分隔片抵接而一邊占據於預定之上昇位置或下降位置的狀態時，前述分隔片係經由前述垂吊滾輪而垂吊於前述導引構件間，並且在由前述導引構件之移動進行Z字形彎折時，前述緩衝滾輪係下降或上昇。
  7. 一種二次電池之製造裝置，其係具有：Z字形彎折手段，其係具有朝垂直方向呈Z字形狀配列之複數個導引構件，使前述導引構件在行彼此間朝水平方向交錯，而將經由垂吊滾輪而被垂吊於前述導引構件之一方的行與另一方的行之間且以2片之分隔片挾有正負之電極板之一者之重疊體進行Z字形彎折；極板插入手段，其係具備載置有預定片數之前述電極板之另一者的極板移送構件，使前述極板移送構件朝前述重疊體的各谷溝內移動，藉以將前述另一者之電極板插入至各谷溝內；分隔片供給手段，其係具備：在前述重疊體之移送方向中將前述垂吊滾輪之上游側的中途於相對性之上游側與下游側予以支撐之至少2個支撐滾輪、及配設於該支撐滾輪之間並且配置成抵接於前述重疊體之一面而可朝垂直方向昇降之至少1個緩衝滾輪；在前述緩衝滾輪一邊與前述重疊體抵接而一邊占據於預定之上昇位置或下降位置的狀態時，前述重疊體係經由前述垂吊滾輪而垂吊於前述導引構件間，並且在由前述導引構件之移動進行Z字形彎折時，前述緩衝滾輪係下降或上昇。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之二次電池之製造裝置，其中，將從前述分隔片或重疊體之下表面側吹出氣體而支撐前述分隔片或重疊體之氣體吹出手 段，配設於前述支撐滾輪之中之最下游的支撐滾輪與前述垂吊滾輪之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之二次電池之製造裝置，其中，前述氣體為離子空氣。
  10. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之二次電池之製造裝置，其係構成為，在前述支撐滾輪之中之最下游的支撐滾輪與前述垂吊滾輪之間，以使前述分隔片或重疊體從前述支撐滾輪朝向前述垂吊滾輪上昇的方式傾斜而進行移送。
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