WO2002080300A1 - Batterie auxiliaire, procede de production pour batterie auxiliaire et dispositif de production pour batterie auxiliaire - Google Patents

Batterie auxiliaire, procede de production pour batterie auxiliaire et dispositif de production pour batterie auxiliaire Download PDF

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negative electrode
positive electrode
electrolyte
secondary battery
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Yasuo Kurimoto
Ryoichi Furuichi
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Toray Engineering Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery, a secondary battery manufacturing method, and a secondary battery manufacturing apparatus.
  • the present invention relates to a secondary battery, a secondary battery manufacturing method for manufacturing the battery, and a secondary battery manufacturing apparatus.
  • the electrode of the lithium ion polymer battery is first formed by a process as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 11-3397985. And a negative electrode, and then, in a state where a plurality of the positive electrode and the negative electrode are stacked, an electrolytic material in a solution state is injected into the current collector, and then heated by a drying furnace to cure the electrolytic material. It is manufactured by.
  • the above-mentioned electrode is a film-forming process in which a positive electrode material, a negative electrode material, and a separator are applied to a carrier material, respectively, to form a wound roll-shaped positive electrode material film, a negative electrode material film, and a separator film.
  • Forming a roll-shaped positive electrode material film, a negative electrode material film, and a separator film by cutting the material film, the negative electrode material film, and the separator film into predetermined widths, respectively; and a predetermined width across the current collector.
  • the positive electrode material film and the negative electrode material film in the form of a roll cut into two pieces are laminated on both sides of each of the above-mentioned current collectors and laminated to form a positive electrode film and a negative electrode film.
  • a positive electrode and a negative electrode current collector lamination process for individually forming a separator, a separator electrode film with a separator film attached to both sides of the laminated negative electrode film, and a positive electrode.
  • a punching process in which the current collectors on both sides of each of the electrode film and the negative electrode film with separator are punched into a predetermined shape with a mold, and a positive electrode in which only the positive electrode film on the carrier material is half-cut with a die.
  • a film half-cutting process a transfer process of transferring the positive electrode film half-pressed on both sides of the negative electrode film with separator to a predetermined position at regular intervals, and a transferred positive electrode film and a negative electrode with separator.
  • electrodes are manufactured in nine steps. Next, a plurality of the electrodes are stacked, a solution-type electrolyte is injected into the current collector, and then heat treatment is performed in a drying furnace to perform the electrolysis.
  • the number of manufacturing steps is large and equipment corresponding to each step must be installed, so that the entire manufacturing equipment is large and control of each equipment is complicated. There is a problem that production efficiency is poor due to the presence of many processes.
  • the present invention can prevent the occurrence of defective products without the occurrence of electrolyte injection spots, air bubbles, and the like, and can significantly reduce the number of processing steps and greatly improve production efficiency.
  • Rechargeable batteries and rechargeable batteries It is an object to provide a manufacturing method and a secondary battery manufacturing apparatus. Disclosure of the invention
  • the electrolyte-containing solution or the electrolyte gel is intermittently applied to both surfaces of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, respectively. After heating the electrolyte-containing solution or the electrolyte gel applied to the electrolyte to fix the electrolyte, the positive electrode sheet to which the electrolyte is fixed and the negative electrode sheet to which the electrolyte is fixed According to the secondary battery of the present invention, the electrolyte-containing solution is formed by winding into a predetermined shape with a separator interposed therebetween so that the battery and the battery are insulated from each other.
  • an electrolyte gel is intermittently applied to both surfaces of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, respectively, and the electrolyte-containing solution applied to the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is applied.
  • the positive electrode sheet with the electrolyte fixed and the negative electrode sheet with the electrolyte fixed are insulated. Since the secondary battery is formed by winding it into a predetermined shape with a separator interposed therebetween, it is possible to provide a product that is efficient and hardly generates unevenness in injection of electrolytes, bubbles, etc. .
  • current collecting tabs are attached to predetermined positions of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
  • the positive or negative electrode sheet material may be In the case of a positive electrode sheet, it is formed of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder. In the case of a negative electrode sheet, it is formed of a negative electrode active material, a conductive material, and a binder.
  • the positive electrode active material is lithium oxide
  • the negative electrode active material is a carbon material
  • the conductive material is natural graphite or carbon black or acetylene black
  • the binder is polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • the carbon material forming the negative electrode active material is more preferably coke-based carbon or graphite-based carbon.
  • the method for producing a secondary battery according to the present invention includes: a step of sending out a positive electrode sheet; and a first coating step of intermittently applying an electrolyte-containing solution or an electrolyte gel to both surfaces of the positive electrode sheet.
  • a second coating step of intermittently applying the solution or electrolyte gel on both surfaces of the negative electrode sheet, and heating the solution or electrolyte gel applied on both surfaces of the negative electrode sheet A second heating step, and a separator interposed so that the positive electrode sheet with the electrolyte fixed and the negative electrode sheet with the electrolyte fixed are insulated. Place It is characterized in that the encompasses a winding step of winding a shape.
  • the secondary battery is manufactured by the above-described steps, generation of defective products can be prevented without generating spots of injection of an electrolyte, bubbles, and the like. Also, the number of processing steps can be greatly reduced, and the production efficiency can be greatly improved.
  • the positive electrode sheet is fed.
  • the step of attaching the current collecting tab to the positive electrode sheet is performed between the discharging step and the first coating step or between the first heating step and the winding step. It is preferable to provide a step of attaching a current collecting tab to the negative electrode sheet between the feeding step and the second coating step or between the second heating step and the winding step.
  • the step of attaching the current collecting tab to the positive electrode sheet and the step of attaching the current collecting tab to the negative electrode sheet are provided between the above-described steps, respectively. The generation of defective products can be prevented without generating spots, bubbles, etc., and the number of processing steps can be greatly reduced, so that production efficiency can be greatly improved.
  • the positive electrode sheet or the negative electrode sheet required in a forming operation of the secondary battery.
  • the positive electrode sheet-like material can be continuously transported in a process on the downstream side.
  • the positive electrode or the negative electrode is wound while being wound in the winding process.
  • the positive or negative electrode sheet material can be stored in a process on the upstream side of the winding process by an amount corresponding to the transport of the electrode sheet material.
  • the winding step includes two winding cores rotatably mounted on the evening retlet member rotatably supported and rotated by the device base.
  • One of the shafts is located at the winding position, and the other is located at the take-out position.
  • the core shaft located at the winding position is formed of the positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the separator.
  • the laminate is sequentially wound into a predetermined shape, and when the laminate has a predetermined shape, a turret is formed.
  • the core shaft located at the winding position moves to the take-out position, and the core shaft located at the take-out position moves to the winding position, and the core moves from the winding position to the take-out position. It is preferable to take out the wound laminate from the shaft, and rewind the laminate from the core shaft moved from the take-out position to the winding position.
  • the secondary battery manufacturing apparatus of the present invention includes a positive electrode sheet material delivery mechanism for delivering a positive electrode sheet material, and a second step of applying an electrolyte-containing solution or an electrolyte gel to both surfaces of the positive electrode sheet material.
  • a positive electrode sheet material delivery mechanism for delivering a positive electrode sheet material
  • a second step of applying an electrolyte-containing solution or an electrolyte gel to both surfaces of the positive electrode sheet material includes a positive electrode sheet material delivery mechanism for delivering a positive electrode sheet material, and a second step of applying an electrolyte-containing solution or an electrolyte gel to both surfaces of the positive electrode sheet material.
  • the secondary battery manufacturing apparatus of the present invention since the above-described mechanism is provided, it is possible to efficiently and reliably manufacture a product free from unevenness of injection of an electrolyte and generation of air bubbles during curing. In addition, the entire manufacturing equipment can be made compact by reducing the number of processing steps.
  • a tab mounting mechanism is provided between the negative electrode sheet material delivery mechanism and the second coating mechanism or between the second heating mechanism and the winding mechanism.
  • a tab mounting mechanism be installed upstream of the second heating mechanism and upstream of the winding mechanism, respectively, on the upstream of the negative electrode sheet-like material conveyance path.
  • tabs can be formed at predetermined positions on the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
  • the secondary battery manufacturing apparatus further includes an accumulator roller for storing a predetermined amount of the positive or negative electrode sheet, and the accumulator roller is configured to be movable with respect to the apparatus base. By configuring the accumulator roller to be movable with respect to the apparatus base, a predetermined amount of the positive or negative electrode sheet can be stored.
  • At least one of the first heating mechanism and the second heating mechanism heats the electrolyte-containing solution or the electrolyte gel applied to the positive or negative electrode sheet.
  • gas A heating box body consisting of a heating chamber heated by hot air and two sealing chambers separated from the heating chamber by respective partition plates, a hot air supply means for supplying hot air into the heating chamber, and respective seals Equipped with two exhaust means for exhausting hot air from the chamber respectively, providing an inlet and an outlet in the heating box main body in the direction of the entrance and exit of the sheet, and providing openings in each partition plate in the same direction Is preferred.
  • the first heating mechanism or the second heating mechanism By configuring the first heating mechanism or the second heating mechanism in this way, when the two exhaust means operate, the outside air is sucked in from the entrance and exit of the heating box body, and the hot air in the heating chamber is sucked in from the opening of the partition plate. And is discharged. Therefore, it is possible to prevent the hot air in the heating chamber from flowing out of the entrance and exit of the heating box.
  • the winding mechanism includes a turret member rotatably supported on the device base and rotating, and a core shaft rotatably attached to the evening let member.
  • the turret member is rotated at the time of switching between winding and unloading, so that the winding shaft located at the winding position is positioned at the unwinding position.
  • the core shaft located at the take-out position moves to the winding position, so that the operation of switching between take-up and take-out and the winding operation can be performed continuously.
  • the core shaft can be installed at one place in the secondary battery manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 shows a lithium ion polymer which is one of the secondary battery devices of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a configuration of a battery manufacturing apparatus
  • FIG. 2 is a schematic front view showing the configuration of the lithium ion polymer battery of the present embodiment
  • FIG. 3 is a schematic side view of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a configuration of a lithium ion polymer battery manufacturing apparatus which is one of the secondary battery manufacturing apparatuses of the present invention.
  • the lithium-ion polymer battery manufacturing apparatus includes a positive electrode sheet delivery mechanism 1 and an electrolyte-containing solution 150 such as an electrolyte gel or an electrolyte-containing solution.
  • First coating mechanism 2 that applies intermittently to both surfaces, and when the applied electrolyte-containing solution 150 is gel-like, it is heated and melted by hot air to form positive electrode sheet 101
  • the electrolyte-containing solution 150 is a solution containing an electrolyte in a solvent
  • the solution is heated by hot air to evaporate the solvent, and the electrolyte is made into a positive electrode sheet.
  • Negative electrode sheet 1 1 1 2nd coating applied intermittently to both sides
  • the structure 5 is heated by hot air to form a solution, which is then permeated into the negative electrode sheet-like material 11 and fixed by being fixed.
  • a second heating mechanism 6 is used to heat by hot air to evaporate the solvent and fix the electrolyte to the negative electrode sheet 11 1.
  • Positive electrode sheet 1 0 2 to which decomposed material 1 5 1 is fixed and electrolytic material 1 6 1 The first and second separator delivery mechanisms 7 and 8 that supply the separators 121 and 131 for superposing the negative electrode sheet 1 1 and 2 with the adhesive stuck thereon in an insulated state. And the negative electrode sheet 1 1 2 with the electrolyte material 1 1 2 and the separator 1 1 2 and the electrolytic material 1 6 1 fixed to the positive electrode sheet 1 102 and the separator 1 2 And a winding mechanism 9 for winding them into a predetermined shape (having a rectangular shape, a circular shape, or the like in cross section) in a state where the layers 13 and 13 are stacked.
  • a predetermined shape having a rectangular shape, a circular shape, or the like in cross section
  • the gel electrolyte can be applied in a liquid state by heating.
  • a first tab mounting mechanism 10 is provided in the above-described positive electrode sheet material delivery mechanism 1, and a second tab mounting mechanism 11 is provided in the negative electrode sheet material delivery mechanism 4.
  • the first tab mounting mechanism 10 can be installed between the first heating mechanism 3 and the winding mechanism 9, and the second tab mounting mechanism 11 can be installed between the second heating mechanism 6 and the winding mechanism 9. .
  • the first tab mounting mechanism 10 is transported from the positive electrode electrode sheet feeding mechanism 1 to the winding mechanism 9 via the first coating mechanism 2 and the first heating mechanism 3.
  • the second tab mounting mechanism 11 is provided with a negative electrode sheet material.
  • the negative electrode sheet material transported from the delivery mechanism 4 to the winding mechanism 9 via the second coating mechanism 5 and the second heating mechanism 6 and downstream of the negative electrode sheet delivery mechanism 4 It can be installed more upstream than the second coating mechanism 5.
  • the first tab mounting mechanism 10 is between the positive electrode sheet feeding mechanism 1 and the first coating mechanism 2, and the second tab mounting mechanism 11 is the negative sheet feeding mechanism 4 and the second coating mechanism 5. Can also be installed between them.
  • the above-described positive electrode sheet material feeding mechanism 1 includes a positive electrode sheet material supply means 15 and a positive electrode sheet material 100 pulled out from the raw material roll 100.
  • a positioning roller 22 that moves to the application position in the mechanism 2.
  • the supply means 15 for the sheet material of the positive electrode is a single chuck shaft 23 (for example, an air chuck mechanism that presses a movable member such as a claw against the inner peripheral surface of the core by supplying compressed air to support the core).
  • a single chuck shaft 23 for example, an air chuck mechanism that presses a movable member such as a claw against the inner peripheral surface of the core by supplying compressed air to support the core.
  • the raw material roll 100 which is also a take-up roll for the positive electrode sheet, is horizontally rotated with the chuck shaft 23 passing through it. It has become to support.
  • the chuck shaft 23 is rotated by a motor to feed the positive electrode sheet material 101 at a predetermined speed.
  • the supply means 15 includes a material roll 1 which is rotatably mounted on a frame while at least one of the core chucks moves in the longitudinal direction of the axis, and which is also a take-up opening for the positive electrode sheet. What supports the core 0 horizontally from both sides by this core chuck can be used.
  • the first accumulator roller 18 is a slider whose roller can be moved in a substantially vertical direction along a rotating arm or a guide provided on the machine frame 12 that is rotatably mounted on the machine frame 12 by a bearing.
  • the positive electrode sheet material 101 is fed from the supply means 15 when the first mounting mechanism 10 is operated. When the discharge is stopped, a sufficient amount of the positive electrode sheet material 101 so that the positive electrode sheet material 101 located downstream from the first tab mounting mechanism 10 can be continuously conveyed. It is designed to store 101.
  • the first feed means 19 is rotated by a motor which is a drive means, and a drive port attached to a common machine frame 12 or a single frame by a bearing, and a drive port 12, and a machine frame 12 or a single frame.
  • a support (not shown) attached so as to move along the guide formed on the support, and a driving roller attached rotatably to the support by pressing means such as a cylinder, a spring, and a screw shaft. 20 and an Ep roller 21 pressed by a predetermined force.
  • the first coating mechanism 2 is provided with slit dies 24 and 25 so that the discharge ports 24a and 25a face each other with the positive electrode sheet material 101 conveyed vertically. Equipped with a tank for storing the electrolyte-containing solution 150, a pump for sending liquid, a filter for removing impurities, a solenoid valve for switching pipes, a pipe for circulation, a pipe for sending liquid, etc.
  • the coating liquid supply means 26 and 27 are connected.
  • the first heating mechanism 3 is heated by hot air when the electrolyte-containing solution 150 applied while the positive electrode sheet material 101 is running vertically from below to above is a gel material.
  • the electrolyte material is made into a solution, and is allowed to penetrate and adhere to the cathode electrode sheet material 101. If the electrolyte material-containing solution material 150 is a solution containing the electrolyte material in a solvent, it is heated by hot air.
  • Heating box body 28 in which seal chambers 32 and 33 are formed to prevent it from flowing out from inlet 28a and outlet 28b, which are the entrances and exits of article 101, and a fan and heating fan Gas such as air and gas for
  • the hot air supply means 34 which consists of a heater and a duct that supplies heated gas into the heating chamber 31, is connected to an exhaust fan (not shown) and sealing chambers 32, 33. And exhaust means 35 and 36 made of ducts.
  • a nozzle for blowing hot air toward both surfaces of the positive electrode sheet material 101 can be appropriately installed in the heating chamber 31.
  • the negative electrode sheet supply means 37 and the negative electrode sheet 1 1 1 1 drawn from the raw material roll 1 110 (the negative electrodes are intermittently spaced at predetermined intervals on both sides)
  • Eighth guide roller 38, ninth guide member for guiding either a sheet-shaped material formed in a continuous manner or a sheet-shaped material having a negative electrode continuously formed on both sides.
  • To the second coating mechanism 5 It is constituted by a positioning roller 4 2 for running the kicking coating position.
  • the supply means 37 for the sheet material of the negative electrode has the same configuration as the supply means 15, and the chuck shaft 43 is rotatably attached to the frame by bearings. Then, the roll 110 supported in a horizontal state is rotated to send out the negative electrode sheet material 11 at a predetermined speed.
  • the supply means 15 of the positive electrode sheet delivery mechanism 1 and the supply means 37 of the negative electrode sheet delivery mechanism 4 are of a multi-axis switching type, and an automatic splice mechanism is provided to install the positive electrode sheet.
  • the first guide roller 16, the second guide roller 17, and the positioning port can be configured such that the tabular material 101 and the negative electrode sheet material 111 are sequentially connected and sent.
  • the bearing 22 is rotatably mounted on a common frame 12 or a single frame by bearings (not shown).
  • the third accumulator roller 40 has the same configuration as the first accumulator roller 18, and sends out the negative electrode sheet material 11 from the supply means 37 when the second tab mounting mechanism 11 operates. When the second tab mounting mechanism 11 is stopped, a sufficient amount of the negative electrode sheet material 1 1 to allow the negative electrode sheet material 1 1 It is designed to store 1 1.
  • the second feeding means 41 has the same configuration as the first feeding means 19, and sends out the negative electrode sheet material 11 toward the second coating mechanism 5.
  • the second coating mechanism 5 has the same configuration as the first coating mechanism 2 described above, and is connected to a pair of slit die rollers 44, 45 and the respective slit die rollers 44, 5. It comprises coating liquid supply means 46 and 47 for intermittently supplying an electrolyte-containing solution 160 to each slit die 44 and 45.
  • the second heating mechanism 6 is the same as the first heating mechanism 3, and the electrolyte applied while the negative electrode sheet 1 1 1 1 travels vertically downward from above.
  • the electrolyte-containing solution 160 is a gel-like material, it is heated by hot air to convert the electrolyte into a solution, so that it permeates and adheres to the positive electrode sheet-like material 101, and the electrolyte-containing solution 160 Is a solution containing an electrolytic substance in a solvent
  • the heating chamber is heated by hot air to evaporate the solvent, and the electrolytic substance is fixed on both sides of the negative electrode sheet 1 1 1 and a partition plate 4
  • the heating box main body 48 formed with seal chambers 52, 53 for preventing hot air from flowing out of the inlet 48a and the outlet 48b by being separated from the heating chamber 51 by 9, 50.
  • a hot air supply means 54 comprising a fan for blowing air, a heater for heating gas such as air and gas for heating to a predetermined temperature, and a duct for supplying heated gas into the heating chamber 51; Fan (not shown) and exhaust means 55, 56 consisting of ducts connecting the seal chambers 52, 53 are provided.
  • the first separation tray sending mechanism 7 described above has a reel support means 57, and guide rollers 58, 59 for guiding the separation tray 121 sent from the reel 120. It consists of.
  • the reel supporting means 57 is such that a chuck shaft (air-chuck) rotated by a motor (not shown) as a driving means is rotatably attached to a frame mounted on the machine frame 12 by bearings.
  • the separation reel take-up reel 120 is horizontally supported with the chuck shaft penetrating therethrough.
  • the second separation evening sending mechanism 8 is installed in the machine frame 12 and, similarly to the first separation evening sending mechanism 7, is a guide for guiding the reel support means 60 and the separators 131 sent from the reel 130. And rollers 6 1 and 6 2.
  • the reel support means 60 has the same configuration as the reel support means 57, and the reel 130 is horizontally supported by the chuck shaft.
  • the first and second separation mechanism 7 and the second separation mechanism 8 are In addition to the switching type, an automatic splice mechanism can be installed to connect and send out the separators 1 2 1 and 1 3 sequentially.
  • the winding mechanism 9 integrates the positive electrode sheet material 102, the separator electrode 121, the negative electrode sheet material 112, and the separator 131, onto which the electrolyte material 15 1 is fixed, in an integrated manner.
  • winding means 64 for winding the wire for winding the wire.
  • the nip means 63 is rotatably supported by the machine frame 12 by bearings (not shown) and is driven at a predetermined speed by a motor (not shown) as a driving means.
  • a motor (not shown) as a driving means.
  • a driving means for driving the nip roller 66 and the ep roller 66, which are rotatably attached to a movable member that moves along the guide formed on the frame 12 or the guide formed on the bracket attached to the machine frame 12. It is constituted by a fluid cylinder for moving the movable member so as to be pressed by the roller 65 with a predetermined force, a spring, and a pressing means (not shown) such as a screw shaft.
  • the winding means 64 is rotatably supported by the machine frame 12 and is rotatable by a motor.
  • the evening let member 67, and a winding shaft 6 rotatably attached to the turret member 67 are provided.
  • the core shaft 68 (68-1, 68-2) is continuously transported to the positive electrode sheet 102, the negative electrode sheet 112, and the separator 112. At least two positions: a position where the laminate of 1, 1 and 3 1 are sequentially wound into a predetermined shape (rectangular, square, circular, etc.) and a position where the wound product (battery) is taken out. It is preferable to install it, but if the production volume is small, the core shaft 6
  • a fixing adhesive tape attaching means (not shown) for attaching a fixing adhesive tape 190 for fixing the end portion of the turned laminate to the outer peripheral surface of the roll is provided. .
  • a third guide roller 69 for horizontally moving the positive electrode sheet material 102 sent from the first heating mechanism 3 is provided.
  • the fourth guide roller 70 for moving the positive electrode sheet material 102 downward in the vertical direction, and the positive electrode sheet material 102 traveling vertically upward in the horizontal direction.
  • a seventh guide roller 73 for moving the object 102 toward the nip means 63 of the winding mechanism 9 is provided, and the fourth guide roller 70 and the fifth guide roller 71 are connected to each other. Between them, there is a second Akiyumuro La 74.
  • the second accumulator roller 74 has the same configuration as the first accumulator roller 18, and the roller moves in a substantially vertical direction so that the turret member 67 of the winding mechanism 64 of the winding mechanism 9 is formed.
  • the core shaft 68-1 is rotated from the winding position to the unloading position, and the core shaft 68-2 is moved from the unloading position to the winding position, and wound by the core shaft 68-2.
  • the positive electrode sheet material 102 sent from the first heating mechanism 3 is stored.
  • the space between the second heating mechanism 6 and the winding mechanism 9 is fed from the second heating mechanism 6.
  • a fourth guide roller 79 is provided between the first guide roller 76 and the first guide roller 77, and a fourth accumulator roller 80 is provided between the first guide roller 76 and the first guide roller 77.
  • the fourth accumulator roller 80 has the same configuration as the second accumulator roller 74, and the roller moves in a substantially vertical direction so that the turret member 67 of the winding mechanism 64 of the winding mechanism 9 is moved.
  • the core shaft 68-1 is rotated from the winding position to the unloading position, and the core shaft 68-2 is moved from the unloading position to the winding position, and wound by the core shaft 68-2.
  • the negative electrode sheet material 112 sent from the second heating mechanism 6 is stored.
  • the first and second accumulator rollers 18, 74, 40, and 80 can be configured to move horizontally.
  • the above-mentioned first mounting mechanism 10 has a tab supply reel supporting means for rotatably supporting the positive electrode tab 170 for current collection and a protective adhesive tape on the positive electrode tab 170 on both sides of the tab. Means for attaching or winding, means for cutting the positive electrode tab 170 to a predetermined length, and fusing the positive electrode tab 170 to a predetermined position of the positive electrode sheet material 101 where the positive electrode is not formed.
  • the first guide roller 16 is disposed between the first guide roller 16 and the second guide port 17.
  • the second tab mounting mechanism 11 has the same configuration as the first tab mounting mechanism 10, and rotates a reel on which a protective tape with a negative electrode tab 180 for current collection adhered at a predetermined interval is wound.
  • a tab supply reel supporting means for freely supporting, a means for attaching or winding a protective adhesive tape on both sides of the negative electrode tab 180, and a means for cutting the negative electrode tab 180 to a predetermined length
  • an ultrasonic fusing means for fusing the negative electrode tab 180 to a predetermined position where the negative electrode of the negative electrode sheet 111 is not formed, and an eighth guide roller 3. It is installed between the 8th and 9th guide rollers 39.
  • the positive electrode tab 170 is removed from the sheet material.
  • the negative electrode sheet material 111 on which the negative electrode is continuously formed the negative electrode tab 180 is peeled off at the place where the negative electrode tab 180 is to be attached. 80 is fused to a sheet.
  • rollers such as guide rollers and accumulation rollers are rotatably mounted on the machine frame 12 with the rollers being cantilevered by bearings, and are rotated by the movement of each sheet-like material.
  • first guide roller 16, the eighth guide roller 38, the guide rollers 58, 61, the sixth guide roller 72, and the 13 th guide roller 78 have tension detecting means, meandering amount detecting means, At least one of the substance application position detecting means is provided.
  • the positive electrode sheet-like material is provided by the tension detecting means, meandering amount detecting means, and electrolytic substance application position detecting means installed on the guide rollers 58, 61, the sixth guide roller 72, and the third guide roller 78.
  • the positive electrode sheet material 101 by the first feed means 19 is so adjusted that the position of the electrolyte material 151 in 102 and the position of the electrolyte material 61 in the negative electrode sheet material 112 match. Transfer speed, coating interval by first coating mechanism 2
  • the application amount and the intermittent ejection timing control of the application liquid are controlled by a control device (not shown) having a set value input function, a storage function, a comparison operation function, an operation command output function, and the like.
  • a positive electrode sheet-like material sending mechanism 1 a positive electrode sheet-like material sending mechanism 1, a first coating mechanism 2, a first heating mechanism 3, and a first tab mounting mechanism 10 are disposed on one side with a winding mechanism 9 interposed therebetween,
  • a negative electrode sheet sheet delivery mechanism 4 a second coating mechanism 5, a second heating mechanism 6, and a second tab mounting mechanism 11 are provided.
  • the first separator sending mechanism 7 and the second separator sending mechanism 8 are a positive electrode sheet member 102 and a negative electrode sheet member 1 running toward the nip means 63 of the winding mechanism 9. It can be determined as appropriate according to the 12 transport paths.
  • a roll 100 on which the positive electrode sheet material 101 is wound in advance and a negative electrode sheet material 11 1 are wound up. Prepare the mouth 1 110.
  • the electrolyte-containing solution 150 is stored in the coating liquid supply means 26, 27 of the first coating mechanism 2, and the coating liquid supply means 46, 47 of the second coating mechanism 5 is stored in the coating liquid supply means 46, 47.
  • the containing solution 160 is stored.
  • the electrolytic substance-containing solution 150 and 160 may be of any type as long as the electrolytic substance is contained in a solvent or the like, and the type and content of the electrolytic substance and the type of the solution are not limited. Needless to say.
  • a gel-like substance of 100% electrolyte may be used instead of the electrolyte-containing solution 150, 160, and the liquid may be applied by heating.
  • the above-mentioned raw roll 100 and raw roll 110 are intermittently coated with a slurry of a positive electrode and a negative electrode active material, a conductive material, a binder and the like on both sides by a slit die, and then heated.
  • the slurry is dried by passing through the mechanism, and fixed to the current collector to form the positive electrode sheet material 101 and the negative electrode electrode material 111, and are formed to a predetermined width by slitting. It can be obtained by cutting and winding into a roll.
  • Lithium manganate as the positive electrode active material is a lithium transition metal oxide forming the above positive electrode sheet (L i Mn 2 ⁇ 4), lithium cobalt acid (L i C O_ ⁇ 2), nickel acid Lithium (L i N i ⁇ 2 ) is preferred. Further, as the negative electrode active material forming the negative electrode sheet material, a carbon material having a lithium ion storage capacity is preferable, and coke-based carbon and graphite-based carbon are more preferable.
  • the conductive material is a known material having electronic conductivity, and is preferably natural graphite, carbon black, acetylene black, or the like.
  • a solution of polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), hexafluoropropylene (HFP) or the like, or a copolymer solution thereof is preferable.
  • the reel support means 57 of the first separator delivery mechanism 57 supports the reel 120 and the reel support means 60 of the second separator delivery mechanism 8 supports the reel 130, and the separation means 1 2 1 and 13 1 are pulled out and held at a predetermined position at the entrance of the nip means 63 in the winding mechanism 9.
  • the first tab mounting mechanism 10 supports the reel of the positive electrode tab 170 and the second
  • the tab mounting mechanism 1 supports the negative tab 180 on the reel, and the positive tab 170 and the negative tab 180 are fused to the positive electrode sheet 101 and the negative electrode sheet 111. Ready to go.
  • the unprocessed sheet portions For passing through the leading end (drawing side) of the positive electrode sheet material 101 on the raw roll 100 and the leading end (drawing side) of the negative electrode sheet material 111 on the raw roll 110
  • the lead film is attached to the leading end of each sheet.
  • the first guide roller 16, the second guide roller 17, the first accumulator roller 18, the first feed means 19, and the positioning roller 22 are attached, and then the slit of the first coating mechanism 2 is attached.
  • the third guide roller 69, the fourth guide roller 70, the second accumulator roller 74, and the fifth guide are passed between the die rollers 24 and 25 and through the heating box body 28 of the first heating mechanism 3.
  • the 10th guide roller 75, the 1st guide roller 76, the 4th akimu roller 80, the 12th It is wound around guide rollers 77, 13 th guide rollers 78, and 14 th guide rollers 79, and is held by nip means 63 of winding mechanism 9.
  • the first and second accumulator rollers 18 and 74, the third and fourth accumulator rollers 40 and 80, respectively, are required during the operation of forming the lithium ion polymer battery. Store the required amount of sheet material.
  • the winding means 6 4 in the winding mechanism 9 is completed.
  • the winding means is wound around the core shaft 68 at the winding position, and the supply means 15 of the positive electrode sheet feeding mechanism 1, the supply means 37 of the negative electrode sheet feeding mechanism 4, and the nip of the winding mechanism 9 Activate the means 63 and the winding means 64 to wind up.
  • the supply means 15 is operated to activate the positive electrode sheet material 101. Almost simultaneously with the stop of the delivery, the first tab mounting mechanism 10 is operated, and the positive electrode tab 170 is fused to a predetermined position of the positive electrode sheet material 101.
  • the supply means 3 7 is operated to operate the negative electrode sheet material 1 1
  • the second tab mounting mechanism 11 is operated, and the negative electrode tab 180 is fused to a predetermined position of the negative electrode sheet material 111.
  • the first coating The application liquid supply means 26 and 27 of the process mechanism 2 are activated to switch the pipeline, and the electrolyte-containing solution 150 is discharged from the slit die rollers 24 and 25. It is applied to the same location as the positive electrode portions formed on both sides of the positive electrode sheet material 101, and at the same time, the coating liquid supply means 46, 47 of the second coating mechanism 5 is operated to operate the pipe. The path is switched, and the electrolytic substance-containing solution 160 is discharged from the slit die coaters 44 and 45 to be applied to the same location as the negative electrode portions formed on both surfaces of the negative electrode sheet material 111.
  • the coating liquid supply means 26, 27 and the coating liquid supply means 46, 47 are operated to switch the respective conduits, and the electrolyte-containing solution 150, 1 The discharge of 60 is stopped.
  • the positive electrode sheet material 101 coated with the above-mentioned electrolyte-containing solution 150 is conveyed to the first heating mechanism 3, the hot air in which the electrolyte-containing solution 150 is heated to a predetermined temperature is heated. Then, the solvent evaporates, and the electrolyte material 151 is fixed to both surfaces of the positive electrode sheet material 101.
  • the electrolyte-containing solution 160 is brought to a predetermined temperature. Heated by the heated hot air, the solvent evaporates, and the electrolyte 16 1 is fixed to both surfaces of the negative electrode sheet 11 1.
  • the cutting means (so that the length of the positive electrode sheet material 102 and the negative electrode sheet material 112 after the fixing of the electrolyte materials 15 1 and 16 1 is completed is the length required for winding ( (Not shown), the sheet is conveyed to the nip means 63 of the winding mechanism 9 in a state where it is cut, and the first separator sending mechanism 7 and the second separator sending mechanism 8 are operated to be in the vicinity of the ep means 63. The tip of the separation 1 2 1 and 1 3 1 held at the position is sent out.
  • the separator 1 2 1 is located between the positive electrode sheet 1 102 and the negative electrode sheet 1 1 2, and the separator 1 2 1 is located on the back of the negative electrode sheet 1 1 2. With 1 3 1 positioned, it is sent to the winding shaft 6 8 -1 of the winding means 6 4 while being laminated and sandwiched by the nip means 6 3 and wound around the winding axis 6 8 -1 ( Is gripped).
  • the let member 67 rotates and the core shaft 68-1 is taken out.
  • the core shaft 68-2 moves to the winding position as it moves to the winding position, and the positive electrode sheet 10 2, the separator 1 2 1, and the negative electrode sheet 2 1 1 2, Separation 1 3 1
  • the laminate of 1 is wound.
  • the cutting means (not shown) is operated to cut the separators 121, 131, and at the same time, to apply the adhesive tape for fixing. (Not shown) is activated and the fixing adhesive tape 190 is attached to the outer peripheral surface of the laminate wound around the core shaft 68-1 and the cut end portion 300a.
  • a lithium ion polymer battery 300 having a shape as shown in FIGS. 2 and 3 is taken out from the core shaft 68-1 by an operator or a doffer mechanism.
  • the first tab mounting mechanism 10 is used for attaching or winding the protective adhesive tapes 200 and 210 to the positive electrode tab 170 and the negative electrode tab 180 in the above-mentioned lithium ion polymer battery 300. This is performed before or after fusing the positive electrode tab 170 and the negative electrode tab 180 in the second tab mounting mechanism 11.
  • the positive electrode sheet 102 and the negative electrode sheet are formed.
  • the positive electrode sheet cut to a predetermined length such that the separator 1 2 1 is located between the separator 1 and 1 2 and the separator 1 3 1 is located on the back of the negative electrode sheet 1 1 2
  • the negative electrode sheet 1 and 2 are transported.
  • a lithium ion polymer battery 300 is formed by the same operation as in the case of the core shaft 68-1.
  • Electrolyte-containing solution 150 on both sides of positive electrode sheet 101 described above Intermittent application operation, fixation of electrolyte 151 by heating, and negative electrode containing electrolyte on both sides of electrode sheet 111
  • Solution 160 intermittent coating operation fixation of electrolyte 161 by heating, supply of separator 1 21 between positive electrode sheet material 102 and negative electrode sheet material 112 Operation, operation of supplying separator 1 13 1 so that it is located on the back of negative electrode sheet 1 1 2, positive electrode sheet 1 0 2, separator 1 2 1, negative electrode sheet
  • the object 1 1 2 and the separator 1 3 1 are laminated and sandwiched by the nip means 63, they are wound around the core shaft 68-1 of the winding means 64 to form a predetermined shape.
  • the machining process can be greatly reduced. Abbreviated it possible, can be injected plaques Moreover electrolytes without current collecting tabs broken, a lithium ion polymer one cell does not command generating bubbles and the like ho efficiently manufactured.
  • the secondary battery, the secondary battery manufacturing method, and the secondary battery manufacturing apparatus according to the present invention include a lithium ion polymer battery, a lithium battery, Suitable for secondary batteries.

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Description

明細書
二次電池および二次電池製造方法ならびに二次電池製造装置 技術分野
本発明は、 二次電池およびその電池を製造する二次電池製造方法なら びに二次電池製造装置に関する。 背景技術
近年、 携帯型電話、 テレビカメラ、 ノート型パソコン等の電源は小型 軽量化、 大容量、 大電圧が求められており、 例えば、 リチウムイオンポ リマ一電池、 リチウム電池等の二次電池が使用されている。 その二次電池のうち、 リチウムイオンポリマ一電池の電極は、 『日本 国 特開平 1 1— 3 3 9 7 8 5号公報』 に記載されているような工程に よって先ずポリマー電池用の正極電極と負極電極とを製造し、 次いで、 その正極電極と負極電極とを複数枚積層した状態で集電体に溶液状の電 解物質を注入した後乾燥炉によって加熱処理して電解物質を硬化させる ことによって製造されている。
上述の電極はキヤリァ材に正極材、 負極材およびセパレー夕をそれぞ れ塗工して巻き取りロール状の正極材フィルム、 負極材フィルムおよび セパレー夕フィルムを個別に形成する製膜工程と、 正極材フィルム、 負 極材フィルムおよびセパレータフイルムをそれぞれ所定の幅に切断して ロール状の正極材フィルム、 負極材フィルムおよびセパレ一タフイルム を個別に形成する工程と、 集電体を挟んで所定の幅に切断されたロール 状の正極材フィルムおよび負極材フィルムを上述の集電体それぞれの両 面に貼り合わせラミネートして正極電極フィルムおよび負極電極フィル ムを個別に形成する正極および負極の集電体ラミネ一ション工程と、 ラ ミネ一トされた負極電極フィルムの両面にセパレー夕フィルムを貼り合 わせるセパレー夕付負極電極フィルム形成工程と、 正極電極フィルムお よびセパレ一夕付負極電極フィルムそれぞれの両側縁辺の集電部分を金 型で所定の形状に打ち抜く打ち抜き工程と、 キャリア材上の正極電極フ イルムのみを金型でハーフカツ トする正極電極フィルムハーフカツ トェ 程と、 セパレー夕付負極電極フィルムの両面にハーフ力ットされた正極 電極フィルムを所定の位置に一定間隔で転写する転写工程と、 転写され た正極電極フィルムとセパレータ付負極電極フィルムとをラミネ一トす るラミネート工程と、 転写された正極電極フィルムとセパレータ付負極 電極フィルムとをラミネ一トした組立体を金型で個々の電極に打ち抜く 工程とによって製造されている。
上述のような電極製造装置では 9工程によって電極が製造され、 次い で、 その電極を複数枚積層した状態で集電体に溶液状の電解物質を注入 した後乾燥炉によって加熱処理して電解物質を硬化させることによって 所定のリチウムイオンポリマー電池を製造する方法では、 製造工程が多 くしかも各工程に対応する装置を設置しなければならず、 製造装置全体 が大きくかつ各装置制御が複雑であるとともに工程が多いので生産効率 が悪いという問題がある。
また、 溶液状の電解物質を積層された集電体内に均一に注入すること は非常に困難であり、 電解物質の注入斑が発生するとともに電解物質を 硬化させるときに発生するガスが残留して気泡を生じ不良品となるとい う問題がある。
本発明は、 上記の事情に鑑み、 電解物質の注入斑、 気泡等が発生せず 不良品の発生を防止することができ、 しかも加工工程を大幅に減少させ て生産効率を大幅に向上させることができる二次電池および二次電池製 造方法ならびに二次電池製造装置を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明の二次電池は、 電解物質含有溶液または電解物質ゲルを正極電 極シート状物および負極電極シート状物の各両面にそれぞれ間欠的に塗 布し、 正極電極シート状物および負極電極シート状物に塗布された電解 物質含有溶液または電解物質ゲルを加熱して電解物質を固着させた後、 前記電解物質が固着された正極電極シート状物と電解物質が固着された 負極電極シート状物とが絶縁状態になるようセパレ一夕を介在させた状 態で所定の形状に巻回して形成されていることを特徴とするものである 本発明の二次電池によれば、 電解物質含有溶液または電解物質ゲルを 正極電極シート状物および負極電極シート状物の各両面にそれぞれ間欠 的に塗布し、 正極電極シート状物および負極電極シート状物に塗布され た電解物質含有溶液または電解物質ゲルを加熱して電解物質を固着させ た後、 前記電解物質が固着された正極電極シ一ト状物と電解物質が固着 された負極電極シ一ト状物とが絶縁状態になるようセパレータを介在さ せた状態で所定の形状に巻回して二次電池を形成しているので、 効率良 くしかも電解物質の注入斑、 気泡等がほとんど発生しない製品を提供す ることができる。
また、 本発明の二次電池において、 正極電極シート状物および負極電 極シ一ト状物の所定位置にそれぞれ集電用タブが装着されていることが 好ましい。 集電用タブが装着されていることで、 効率良く集電用タブが 破損せずしかも電解物質の注入斑、 気泡等がほとんど発生しない製品を 提供することができる。
また、 本発明の二次電池において、 正極または負極電極シート状物は 、 正極電極シート状物の場合には正極活物質， 導電材， および結着材か ら形成され、 負極電極シート状物の場合には負極活物質， 導電材， およ び結着材から形成されている。 正極活物質はリチウム酸化物、 負極活物 質は炭素材料、 導電材は天然黒鉛またはカーボンブラックまたはァセチ レンブラック、 結着材はポリテトラフルォロエチレン （P T F E ) また はポリフッ化ビニリデン （P V D F ) またはへキサフロロプロピレン （ H E P ) の溶液あるいはこれらの共重合体溶液であるのが好ましい。 特 に、 負極活物質を形成している炭素材料はコークス系炭素または黒鉛系 炭素であるのがより好ましい。
また、 本発明の二次電池製造方法は、 正極電極シート状物を送出する 工程と、 電解物質含有溶液または電解物質ゲルを正極電極シート状物の 両面に間欠的に塗布する第 1塗工工程と、 正極電極シート状物の両面に 塗布された電解物質含有溶液または電解物質ゲルを加熱して電解物質を 固着させる第 1加熱工程と、 負極電極シート状物を送出する工程と、 電 解物質含有溶液または電解物質ゲルを負極電極シート状物の両面に間欠 的に塗布する第 2塗工工程と、 負極電極シ一ト状物の両面に塗布された 電解物質含有溶液または電解物質ゲルを加熱して電解物質を固着させる 第 2加熱工程と、 電解物質が固着された正極電極シート状物と電解物質 が固着された負極電極シート状物とが絶縁状態になるようセパレー夕を 介在させた状態で所定の形状に巻回する巻回工程とを包含していること を特徴とするものである。
本発明の二次電池製造方法によれば、 上記工程によって二次電池を製 造しているので、 電解物質の注入斑、 気泡等が発生せず不良品の発生を 防止することができる。 また、 加工工程を大幅に減少させることができ 生産効率を大幅に向上させることができる。
また、 本発明の二次電池製造方法において、 正極電極シート状物を送 出する工程と第 1塗工工程との間、 または第 1加熱工程と巻回工程との 間に集電用タブを正極電極シート状物に装着する工程を、 負極電極シ一 ト状物を送出する工程と第 2塗工工程との間、 または第 2加熱工程と巻 回工程との間に集電用タブを負極電極シート状物に装着する工程をそれ ぞれ設けるのが好ましい。 このように、 集電用タブを正極電極シート状 物に装着する工程、 および集電用タブを負極電極シート状物に装着する 工程をそれぞれ上述した工程の間に設けることで、 電解物質の注入斑、 気泡等が発生せず不良品の発生を防止することができるとともに、 加工 工程を大幅に減少させることができ、 生産効率を大幅に向上させること ができる。
また、 本発明の二次電池製造方法において、 二次電池の形成操作時に 必要とする量の正極電極シート状物または負極電極シート状物を貯留す るのが好ましい。 例えば、 正極電極シート状物を送出する工程において 正極電極シート状物の送出が停止したときに、 集電用タブを正極電極シ ―ト状物に装着する工程よりも川下側にある工程において正極電極シ一 ト状物を貯留させることで、 川下側にある工程において正極電極シ一ト 状物を連続して搬送することができ、 例えば、 巻回工程において巻回し ている間に正極または負極電極シ一ト状物を搬送した分だけ、 巻回工程 よりも川上側にある工程において正極または負極電極シート状物を貯留 させることができる。
また、 本発明の二次電池製造方法において、 巻回工程は、 装置基台に 回転自在に支持され回動される夕一レツ ト部材に対して、 それぞれ回転 自在に取り付けられた 2つの卷心軸のうち、 一方が巻回位置に、 他方が 取り出し位置にそれぞれ位置し、 その状態で卷回位置に位置する巻心軸 が、 正極電極シート状物と負極電極シート状物とセパレー夕との積層物 を順次所定の形状に巻回し、 積層物が所定の形状になると、 ターレット 部材が回動することで巻回位置に位置する巻心軸が取り出し位置に移動 するとともに取り出し位置に位置する卷心軸が巻回位置に移動し、 巻回 位置から取り出し位置に移動した巻心軸から巻回された積層物を取り出 し、 取り出し位置から巻回位置に移動した巻心軸から積層物を再度巻回 するのが好ましい。 このように巻回工程を行うことで、 巻回 ·取り出し の切り替え操作および巻回操作を連続して行うことができる。
また、 本発明の二次電池製造装置は、 正極電極シート状物を送出する 正極電極シート状物送出機構と、 電解物質含有溶液または電解物質ゲル を前記正極電極シート状物の両面に塗布する第 1塗工機構と、 正極電極 シート状物に塗布された電解物質含有溶液または電解物質ゲルを加熱し て電解物質を固着させる第 1加熱機構と、 負極電極シート状物を送出す る負極電極シート状物送出機構と、 電解物質含有溶液または電解物質ゲ ルを前記負極電極シート状物の両面に塗布する第 2塗工機構と、 負極電 極シート状物に塗布された電解物質含有溶液または電解物質ゲルを加熱 して電解物質を固着させる第 2加熱機構と、 前記電解物質が固着された 正極電極シート状物と負極電極シート状物とを絶縁状態で重ね合わせる ためのセパレー夕を供給するセパレ一夕送出機構と、 電解物質が固着さ れた正極電極シ一ト状物とセパレー夕と電解物質が固着された負極電極 シート状物とセパレ一夕とを積層した状態で所定の形状に巻回する巻回 機構とを備えていることを特徴とするものである。
本発明の二次電池製造装置によれば、 上記機構を備えた構成となって いるので、 電解物質の注入斑、 硬化時の気泡の発生がない製品を効率よ く確実に製造することができ、 さらに、 加工工程の減少によって製造装 置全体をコンパク トにすることができる。
また、 本発明の二次電池製造装置において、 正極電極シート状物送出 機構と第 1塗工機構との間または第 1加熱機構と巻回機構との間、 およ び負極電極シート状物送出機構と第 2塗工機構との間または第 2加熱機 構と巻回機構との間にそれぞれタブ装着機構が設置されているのが好ま しい。
すなわち、 正極電極シート状物送出機構から第 1塗工機構および第 1 加熱機構を介して巻回機構まで搬送される正極電極シート状物の搬送路 上であって正極電極シート状物送出機構よりも川下で第 1塗工機構より も川上、 または正極電極シート状物の搬送路上であって第 1加熱機構よ りも川下で巻回機構よりも川上、 および負極電極シート状物送出機構か ら第 2塗工機構および第 2加熱機構を介して巻回機構まで搬送される負 極電極シート状物の搬送路上であって負極シート状物送出機構よりも川 下で第 2塗工機構よりも川上、 または負極シート状物の搬送路上であつ て第 2加熱機構よりも川下で巻回機構よりも川上にそれぞれタブ装着機 構が設置されているのが好ましい。
このようなタブ装着機構が設置された構成にすると、 正極電極シート 状物および負極電極シート状物の所定位置にタブを形成することができ る。 また、 電解物質の注入斑、 硬化時の気泡の発生がない製品を効率よ く確実に製造することができるとともに加工工程の減少によって製造装 置全体をコンパクトにすることができる。
また、 本発明の二次電池製造装置において、 正極または負極電極シー ト状物を所定量貯留するアキユームローラを備え、 アキユームローラを 装置基台に対して移動可能に構成するのが好ましい。 アキユームローラ を装置基台に対して移動可能に構成することで、 正極または負極電極シ 一ト状物を所定量貯留することができる。
また、 本発明の二次電池製造装置において、 第 1加熱機構または第 2 加熱機構の少なくともいずれかは、 正極または負極電極シート状物に塗 布された電解物質含有溶液または電解物質ゲルを加熱された気体からな る熱風によって加熱する加熱室、 および各仕切板によって加熱室に対し てそれぞれ分離された 2つのシール室からなる加熱箱本体と、 熱風を前 記加熱室内に供給する熱風供給手段と、 各々のシール室から熱風をそれ ぞれ排気させる 2つの排気手段とを備え、 シート状物の出入り口方向に 対して加熱箱本体に入口および出口を設け、 同方向に対して各々の仕切 板に開口部を設けるのが好ましい。 このように第 1加熱機構または第 2 加熱機構を構成することで、 2つの排気手段がそれぞれ作動すると加熱 箱本体の出入口から外気がそれぞれ吸い込まれるとともに仕切板の開口 部から加熱室内の熱風が吸い込まれて排出される。 従って、 加熱室内の 熱風が加熱箱体の出入口からそれぞれ流出するのを防止することができ る。
また、 本発明の二次電池製造装置において、 巻回機構は、 装置基台に 回転自在に支持され回動されるターレツト部材と、 その夕一レツ ト部材 に回転自在に取り付けられた巻心軸とを備え、 巻心軸を、 正極電極シー ト状物と負極電極シート状物とセパレー夕との積層物を順次所定の形状 に巻回する位置、 および卷回された積層物である二次電池を取り出す位 置の少なくとも 2箇所に設置するのが好ましい。 このように巻回機構を 巻心軸およびターレツト部材で構成するによって、 巻回 ·取り出しの切 り替え時においてターレッ ト部材を回動させることで、 巻回位置に位置 する巻心軸が取り出し位置に、 取り出し位置に位置する巻心軸が巻回位 置にそれぞれ移動し、 巻回 ·取り出しの切り替え操作および巻回操作を 連続して行うことができる。 生産量が少ない場合は、 本発明の二次電池 製造装置において巻心軸を 1箇所に設置することができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の二次電池装置の一つであるリチウムイオンポリマ 一電池製造装置の構成の 1実施形態を示す概略図であり、
第 2図は、 本実施例のリチウムイオンポリマー電池の構成を示す概略 正面図であり、
第 3図は、 第 2図の概略側面図である。 発明を実施するための最良の形態
従来の問題点を解決するための形態として、 以下のものがある。
本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。 第 1図は本 発明の二次電池製造装置の一つであるリチウムイオンポリマ一電池製造 装置の構成の 1実施形態を示す概略図である。 リチウムイオンポリマ一 電池製造装置は正極電極シート状物送出機構 1と、 電解物質のゲル状物 あるいは電解物質含有溶液状物等の電解物質含有溶液 1 5 0を正極電極 シート状物 1 0 1の両面に間欠的に塗布する第 1塗工機構 2と、 塗布さ れた電解物質含有溶液 1 5 0がゲル状の場合は熱風によって加熱して溶 液状にして正極電極シート状物 1 0 1に浸透させて固着させ、 電解物質 含有溶液 1 5 0が電解物質を溶媒に含有させた溶液状物の場合は熱風に よって加熱して溶媒を蒸発させて電解物質を正極電極シート状物 1 0 1 に固着させる第 1加熱機構 3と、 負極電極シート状物送出機構 4と、 電 解物質のゲル状物あるいは電解物質が溶媒に含有された溶液状物等の電 解物質含有溶液 1 6 0を負極電極シート状物 1 1 1の両面に間欠的に塗 布する第 2塗工機構 5と、 塗布された電解物質含有溶液 1 6 0がゲル状 物の場合は熱風によって加熱して溶液状にして負極電極シート状物 1 1 1に浸透させて固着させ、 電解物質含有溶液 1 6 0が電解物質を溶媒に 含有させた溶液状物の場合は熱風によって加熱して溶媒を蒸発させて電 解物質を負極電極シート状物 1 1 1に固着させる第 2加熱機構 6と、 電 解物質 1 5 1が固着された正極電極シート状物 1 0 2と電解物質 1 6 1 が固着された負極電極シート状物 1 1 2とを絶縁状態で重ね合わせるた めのセパレー夕 1 2 1， 1 3 1を供給する第 1セパレー夕送出機構 7お よび第 2セパレー夕送出機構 8と、 電解物質 1 5 1が固着された正極電 極シート状物 1 0 2とセパレー夕 1 2 1と電解物質 1 6 1が固着された 負極電極シ一ト状物 1 1 2とセパレ一夕 1 3 1とを積層した状態で所定 の形状 （断面形状が矩形状、 円形状等） に巻回する卷回機構 9とを備え , た構成になっている。
ゲル状の電解物質は加熱により液体状にして塗布することができる。 上述の正極電極シート状物送出機構 1には第 1タブ装着機構 1 0が設 置され、 負極電極シート状物送出機構 4には第 2タブ装着機構 1 1が設 置されている。 この第 1タブ装着機構 1 0は第 1加熱機構 3と巻回機構 9との間、 第 2タブ装着機構 1 1は第 2加熱機構 6と卷回機構 9との間 に設置することができる。
すなわち、 第 1図に示すように、 第 1タブ装着機構 1 0は、 正極電極 シート状物送出機構 1から第 1塗工機構 2および第 1加熱機構 3を介し て巻回機構 9まで搬送される正極電極シート状物の搬送路上であって正 極電極シート状物送出機構 1よりも川下で第 1塗工機構 2よりも川上に 、 第 2タブ装着機構 1 1は、 負極電極シート状物送出機構 4から第 2塗 ェ機構 5および第 2加熱機構 6を介して巻回機構 9まで搬送される負極 電極シート状物の搬送路上であって負極シート状物送出機構 4よりも川 下で第 2塗工機構 5よりも川上にそれぞれ設置することができる。
この第 1タブ装着機構 1 0は正極電極シート状物送出機構 1 と第 1塗 ェ機構 2 との間、 第 2タブ装着機構 1 1は負極シート状物送出機構 4と 第 2塗工機構 5との間に設置することもできる。
上述の正極電極シート状物送出機構 1は正極電極シート状物の供給手 段 1 5と、 原反ロール 1 0 0から引き出された正極電極シート状物 1 0
0 1 (正極電極が両面に所定の間隔をもって間欠的に形成されているシ一 ト状物あるいは正極電極が両面に連続して形成されているシート状物の 何れかを使用することができる。 ） を案内する第 1ガイ ドローラ 1 6 、 第 2ガイ ドローラ 1 7と、 この正極電極シート状物 1 0 1を所定量貯留 する第 1アキユームローラ 1 8と、 駆動用ローラ 2 0とニップロ一ラ 2 1とを備え、 正極電極シート状物 1 0 1を所定の速度で第 1塗工機構 2 に向けて送る第 1送り手段 1 9と、 正極電極シート状物 1 0 1を第 1塗 ェ機構 2における塗布位置に走行させる位置決め用ローラ 2 2とにより 構成されている。
正極電極シート状物の供給手段 1 5は 1本のチャック軸 2 3 (例えば 、 圧空の供給によりコアの内周面に爪等の可動部材を押圧させてこのコ ァを支持するエアーチャック機構） が軸受によって機枠 1 2に設置され ているフレームに回転自在に取り付けられており、 正極電極シート状物 巻き取りロールでもある原反ロール 1 0 0をこのチャック軸 2 3が貫通 した状態で水平に支持するようになっている。 このチャック軸 2 3はモ 一夕によって回転され所定の速度で正極電極シート状物 1 0 1が送り出 されるようになつている。
この供給手段 1 5はコアチャックの少なくとも一方のコアチャックが 軸心長手方向に移動するととともにこのコアチャックがフレームに回転 自在に取り付けられ、 正極電極シート状物巻き取り口一ルでもある原反 ロール 1 0 0をこのコアチヤックによって両側から水平な状態で支持す るようになっているものを使用することができる。
第 1アキユームローラ 1 8はローラが軸受によって機枠 1 2に回動自 在に設置された回動アームまたは機枠 1 2に設けられたガイ ドに沿って 略垂直方向に移動可能なスライダーに取り付けられ、 第 1夕プ装着機構 1 0が作動する際に供給手段 1 5からの正極電極シート状物 1 0 1の送 り出しが停止された時に、 この第 1タブ装着機構 1 0より川下側に位置 する正極電極シート状物 1 0 1が連続して搬送できるようにするために 充分な量の正極電極シート状物 1 0 1を貯留するようになっている。 第 1送り手段 1 9は駆動手段であるモータによって回転され、 軸受に よって共通の機枠 1 2または単独のフレームに取り付けられた駆動用口 —ラ 2 0と、 機枠 1 2または単独のフレームに形成されたガイ ドに沿つ て移動するように取り付けられた支持体 （図示せず） と、 支持体に回転 自在に取り付けられ、 シリンダー、 スプリング、 ねじ軸等の押圧手段に よって駆動用ローラ 2 0に対して所定の力で押圧されるエップローラ 2 1 とにより構成されている。
第 1塗工機構 2は垂直方向に搬送される正極電極シート状物 1 0 1を 挟んで吐出口 2 4 a、 2 5 aが対向するようにスリッ トダイコ一夕 2 4 、 2 5が設置され、 それぞれ電解物質含有溶液 1 5 0を貯留するタンク 、 送液用のポンプ、 不純物を除去するフィル夕、 管路を切り替えるため の電磁弁、 循環用の管、 送液用の管等を備えた塗布液供給手段 2 6， 2 7が連結されている。
第 1加熱機構 3は正極電極シート状物 1 0 1が垂直方向に下方から上 方に向かって走行する間に塗布された電解物質含有溶液 1 5 0がゲル状 物の場合は熱風によって加熱して電解物質を溶液状にして正極電極シー ト状物 1 0 1に浸透させて固着させ、 電解物質含有溶液物 1 5 0が電解 物質を溶媒に含有させた溶液の場合は熱風によって加熱して溶媒を蒸発 させて電解物質を正極電極シート状物 1 0 1の両面に固着させる加熱室 3 1、 および仕切板 2 9 , 3 0によってこの加熱室 3 1と分離されて熱 風が正極電極シート状物 1 0 1の出入り口である入口 2 8 a， 出口 2 8 bから流出するのを防止するシール室 3 2 , 3 3が形成された加熱箱本 体 2 8と、 送風用のファンおよび加熱用空気， ガス等の気体を所定の温
2 度にする加熱器および加熱された気体を加熱室 3 1内に供給するダク ト からなる熱風供給手段 3 4と、 排気用のファン （図示せず） およびシー ル室 3 2 ， 3 3を連結するダク トからなる排気手段 3 5 , 3 6とを備え た構成になっている。
この加熱室 3 1には熱風を正極電極シート状物 1 0 1の両面に向けて 吹き出すためのノズルを適宜設置することができる。
上述の排気手段 3 5が作動すると入口 2 8 aから外気が吸い込まれる とともに仕切板 2 9の開口部 2 9 aから加熱室 3 1内の熱風が吸い込ま れて排出され、.排気手段 3 6が作動すると出口 2 8 bから外気が吸い込 まれるとともに仕切板 3 0の開口部 3 0 aから加熱室 3 1内の熱風が吸 い込まれて排出される。 そのため、 加熱室 3 1内の熱風が加熱箱体 2 8 の入口 2 8 aおよび出口 2 8 bから流出するのを防止することができる 負極電極シート状物送出機構 4は、 上述の正極電極シート状物送出機 構 1 と同様に負極電極シート状物の供給手段 3 7と、 原反ロール 1 1 0 から引き出された負極電極シート状物 1 1 1 (負極電極が両面に所定の 間隔をもって間欠的に形成されているシート状物あるいは負極電極が両 面に連続して形成されているシート状物の何れかを使用することができ る。 ） を案内する第 8ガイドローラ 3 8， 第 9ガイドローラ 3 9と、 こ の負極電極シート状物 1 1 1を所定量貯留する第 3アキユームローラ 4 0と、 負極電極シート状物 1 1 1を所定の速度で第 2塗工機構 5に向け て送る第 2送り手段 4 1と、 負極電極シート状物 1 1 1を第 2塗工機構 5における塗布位置に走行させる位置決め用ローラ 4 2とにより構成さ れている。
負極電極シート状物の供給手段 3 7は供給手段 1 5と同様の構成にな つており、 チャック軸 4 3が軸受によってフレームに回転自在に取り付 けられ、 水平な状態で支持されたロール 1 1 0を回転させて負極電極シ 一ト状物 1 1 1を所定の速度で送り出すようになつている。
上述の正極電極シート状物送出機構 1の供給手段 1 5と負極電極シー ト状物送出機構 4の供給手段 3 7とを多軸切り替え型とするとともに自 動スプライス機構を設置して正極電極シー卜状物 1 0 1と負極電極シー ト状物 1 1 1をそれぞれ順次接続して送出する構成にすることができる 上述の第 1ガイ ドローラ 1 6、 第 2ガイ ドローラ 1 7、 位置決め用口 ーラ 2 2は軸受 （図示せず） によって共通の機枠 1 2または単独のフレ ームに回転自在に取り付けられている。
第 3アキユームローラ 4 0は第 1アキユームローラ 1 8と同様の構成 であり、 第 2タブ装着機構 1 1が作動する際に供給手段 3 7からの負極 電極シート状物 1 1 1の送り出しが停止された時に、 この第 2タブ装着 機構 1 1から川下側に位置する負極電極シート状物 1 1 1が連続して搬 送できるようにするために充分な量の負極電極シート状物 1 1 1を貯留 するようになつている。
第 2送り手段 4 1は第 1送り手段 1 9と同様の構成になっており、 第 2塗工機構 5に向かって負極電極シート状物 1 1 1を送り出すようにな つている。
第 2塗工機構 5は、 上述の第 1塗工機構 2と同一の構成になっており 、 一対のスリットダイコー夕 4 4， 4 5と、 各スリットダイコ一タ 4 4 , 5に連結され、 電解物質含有溶液 1 6 0を各スリットダイコー夕 4 4， 4 5に間欠的に供給する塗布液供給手段 4 6 , 4 7とにより構成さ れている。
第 2加熱機構 6は第 1加熱機構 3と同じ様に負極電極シート状物 1 1 1が垂直方向に下方から上方に向かって走行する間に塗布された電解物 質含有溶液 1 6 0がゲル状物の場合は熱風によって加熱して電解物質を 溶液状にして正極電極シ一ト状物 1 0 1に浸透させて固着させ、 電解物 質含有溶液 1 6 0が電解物質を溶媒に含有させた溶液の場合は熱風によ つて加熱して溶媒を蒸発させて電解物質を負極電極シート状物 1 1 1の 両面に固着させる加熱室 5 1、 および仕切板 4 9 , 5 0によってこの加 熱室 5 1 と分離されて熱風が入口 4 8 a , 出口 4 8 bから流出するのを 防止するシール室 5 2， 5 3が形成された加熱箱本体 4 8と、 送風用の ファンおよび加熱用空気， ガス等の気体を所定の温度にする加熱器およ び加熱された気体を加熱室 5 1内に供給するダクトからなる熱風供給手 段 5 4と、 排気用のファン （図示せず） およびシール室 5 2 , 5 3を連 結するダク 卜からなる排気手段 5 5 , 5 6とを備えた構成になっている 上述の第 1セパレー夕送出機構 7はリール支持手段 5 7と、 リール 1 2 0から送り出されたセパレ一夕 1 2 1を案内するガイ ドロ一ラ 5 8 , 5 9とにより構成されている。 このリール支持手段 5 7は駆動手段であ るモータ （図示せず） によって回転されるチャック軸 （エア一チャック ) が軸受によって機枠 1 2に設置されたフレームに回転自在に取り付け られるようになっており、 セパレー夕巻き取りリール 1 2 0をこのチヤ ック軸が貫通した状態で水平に支持するようになっている。
第 2セパレー夕送出機構 8は機枠 1 2に設置され、 第 1セパレー夕送 出機構 7と同様にリール支持手段 6 0と、 リール 1 3 0から送り出され たセパレータ 1 3 1を案内するガイ ドローラ 6 1 , 6 2とにより構成さ れている。 このリール支持手段 6 0はリール支持手段 5 7と同様の構成 であり、 リール 1 3 0をこのチヤク軸が水平に支持するようになってい る。
この第 1セパレー夕送出機構 7と第 2セパレー夕送出機構 8とを多軸 切り替え型とするとともに自動スプライス機構を設置してセパレ一夕 1 2 1， 1 3 1を順次接続して送出する構成にすることができる。
巻回機構 9は電解物質 1 5 1が固着された正極電極シート状物 1 0 2 とセパレー夕 1 2 1 と負極電極シート状物 1 1 2とセパレ一タ 1 3 1 と を一体物状に積層するためのエップ手段 6 3と、 積層された正極電極シ ―ト状物 1 0 2、 セパレー夕 1 2 1、 負極電極シート状物 1 1 2、 セパ レ一夕 1 3 1を所定の形状に巻回するための巻回手段 6 4とにより構成 されている。
このニップ手段 6 3は軸受 （図示せず） によって機枠 1 2に回転自在 に支持され駆動手段であるモータ （図示せず） によって所定の速度で回 転される駆動用ローラ 6 5と、 機枠 1 2に形成されたガイ ドまたは機枠 1 2に装着されたブラケットに形成されたガイ ドに沿って移動する可動 部材に回転自在に取り付けられたニップローラ 6 6と、 エップローラ 6 6を駆動用ローラ 6 5に所定の力で押圧されるように可動部材を移動さ せる流体シリンダー， スプリング， ねじ軸等の押圧手段 （図示せず） と により構成されている。
巻回手段 6 4は機枠 1 2に回転自在に支持され、 モータによって回動 される夕一レッ ト部材 6 7と、 このターレット部材 6 7に回転自在に取 り付けられた巻心軸 6 8 ( 6 8 -1、 6 8 -2) と、 この巻心軸 6 8を所定 の速度で所定回数回転させるモータ （図示せず） とを備えた構成になつ ている。
この巻心軸 6 8 ( 6 8 -1、 6 8 -2) は連続的に搬送される正極電極シ ―ト状物 1 0 2と負極電極シ一ト状物 1 1 2とセパレー夕 1 2 1， 1 3 1との積層物を順次所定の形状 （断面形状が長方形， 正方形， 円形等） に巻回する位置と、 巻回された製品 （電池） を取り出す位置との少なく とも 2箇所に設置するのが好ましいが、 生産量が少ない場合は巻心軸 6
6 8を 1個所にすることができる。
また、 巻回手段 6 4における巻回位置の近傍には正極電極シート状物 1 0 2と負極電極シート状物 1 1 2を巻回に必要とする所定の長にそれ ぞれ切断する切断手段 （図示せず） と巻回の終了したセパレー夕 1 2 1 、 1 3 1を切断するための切断手段 （図示せず） とが設置されていると ともに、 製品の取り出し位置の近傍には巻回された積層物の端部を卷回 物の外周面に固定するための固定用粘着テープ 1 9 0を貼着するための 固定用粘着テープ貼着手段 （図示せず） が設置されている。
上述の第 1加熱機構 3と巻回機構 9との間には第 1加熱機構 3から送 出された正極電極シート状物 1 0 2を水平方向に走行させるための第 3 ガイ ドローラ 6 9と、 この正極電極シート状物 1 0 2を垂直方向の下方 に向かって走行させるための第 4ガイ ドローラ 7 0と、 垂直方向の上方 に向かって走行してきた正極電極シート状物 1 0 2を水平方向に走行さ せるための第 5ガイ ドローラ 7 1と、 この正極電極シ一ト状物 1 0 2を 垂直方向の下方に向かって走行させるための第 6ガイ ドローラ 7 2と、 正極電極シート状物 1 0 2を巻回機構 9のニップ手段 6 3に向かって走 行させるための第 7ガイ ドローラ 7 3とが設置されているとともに第 4 ガイ ドローラ 7 0と第 5ガイドローラ 7 1との間には第 2アキユームロ —ラ 7 4が設置されている。
この第 2アキユームローラ 7 4は第 1アキユームローラ 1 8と同様の 構成であり、 ローラが略垂直方向に移動して巻回機構 9における巻回手 段 6 4のターレツ ト部材 6 7が回動して卷心軸 6 8 -1が巻回位置から取 り出し位置に、 巻心軸 6 8 - 2が取り出し位置から卷回位置に移動されて 巻心軸 6 8 - 2による巻回が開始されるまでの間、 第 1加熱機構 3から送 出されてくる正極電極シート状物 1 0 2を貯留するようになつている。 上述の第 2加熱機構 6と巻回機構 9との間には第 2加熱機構 6から送
7 出された負極電極シート状物 1 1 2を水平方向に走行させるための第 1 0ガイ ドローラ 7 5と、 この負極電極シート状物 1 1 2を垂直方向の下 方に向かって走行させるための第 1 1ガイ ドローラ 7 6と、 垂直方向の 上方に向かって走行してきた負極電極シート状物 1 1 2を水平方向に走 行させるための第 1 2ガイ ドローラ 7 7と、 この負極電極シート状物 1 1 2を垂直方向の下方に向かって走行させるための第 1 3ガイ ドローラ 7 8と、 負極電極シ一ト状物 1 1 2を巻回機構 9のエップ手段 6 3に向 かって走行させるための第 1 4ガイ ドローラ 7 9とが設置されていると ともに第 1 1ガイ ドローラ 7 6と第 1 2ガイ ドローラ 7 7との間には第 4アキユームローラ 8 0が設置されている。
この第 4アキユームローラ 8 0は第 2アキュ一ムローラ 7 4と同様の 構成であり、 ローラが略垂直方向に移動して巻回機構 9における巻回手 段 6 4のターレツ ト部材 6 7が回動して卷心軸 6 8 -1が巻回位置から取 り出し位置に、 巻心軸 6 8 - 2が取り出し位置から巻回位置に移動されて 巻心軸 6 8 -2による巻回が開始されるまでの間、 第 2加熱機構 6から送 出されてくる負極電極シート状物 1 1 2を貯留するようになつている。 上述の第 1アキユームローラ 1 8、 第 2アキユームローラ 7 4、 第 3 アキユームローラ 4 0、 第 4アキユームローラ 8 0はローラが水平方向 に移動する構成にすることができる。
上述の第 1夕ブ装着機構 1 0は集電用の正極タブ 1 7 0を回転自在に 支持するタブ供給用リール支持手段と、 正極タブ 1 7 0に保護粘着テー プをタブの両面に貼着するかあるいは巻き付ける手段と、 正極タブ 1 7 0を所定長さに切断する手段と、 正極タブ 1 7 0を正極電極シート状物 1 0 1の正極電極が形成されていない所定位置に融着させる超音波融着 手段とにより構成されており、 第 1ガイ ドローラ 1 6と第 2ガイ ド口一 ラ 1 7との間に設置されている。 第 2タブ装着機構 1 1は第 1タブ装着機構 1 0と同様の構成であり、 集電用の負極タブ 1 8 0が所定の間隔で貼着された保護テープが巻き取 られたリールを回転自在に支持するタブ供給用リール支持手段と、 負極 タブ 1 8 0に保護粘着テープをタブの両面に貼着するかあるいは巻き付 ける手段と、 負極タブ 1 8 0を所定長さに切断する手段と、 負極タブ 1 8 0を負極電極シー卜状物 1 1 1の負極電極が形成されていない所定位 置に融着させる超音波融着手段とにより構成されており、 第 8ガイドロ ーラ 3 8と第 9ガイ ドローラ 3 9との間に設置されている。
正極電極が連続して形成されている正極電極シート状物 1 0 1を使用 する場合は正極タブ 1 7 0を装着する箇所の正極電極を剥離した後に、 この正極タブ 1 7 0をシート状物に融着し、 負極電極が連続して形成さ れている負極電極シート状物 1 1 1を使用する場合は負極タブ 1 8 0を 装着する箇所の負極電極を剥離した後に、 この負極タブ 1 8 0をシート 状物に融着する。
上述の各ガイ ドローラおよびアキュ一ムローラ等のローラ類はローラ が軸受によって片持ちの状態で機枠 1 2に回転自在に取り付けられ、 各 シート状物の移動によって回転される構成になっている。
また、 第 1ガイ ドローラ 1 6、 第 8ガイ ドローラ 3 8、 ガイ ドローラ 5 8， 6 1、 第 6ガイ ドローラ 7 2、 第 1 3ガイ ドローラ 7 8には張力 検出手段、 蛇行量検出手段、 電解物質塗布位置検出手段の内の少なくと も一つの検出手段が設置されている。 このガイ ドローラ 5 8， 6 1、 第 6ガイ ドローラ 7 2、 第 1 3ガイ ドローラ 7 8に設置された張力検出手 段、 蛇行量検出手段、 電解物質塗布位置検出手段によって正極電極シー ト状物 1 0 2における電解物質 1 5 1と負極電極シート状物 1 1 2にお ける電解物質 1 6 1 との位置が一致するように第 1送り手段 1 9による 正極電極シート状物 1 0 1の搬送速度、 第 1塗工機構 2による塗布間隔
9 および第 2送り手段 4 1による負極電極シート状物 1 1 1の搬送速度、 第 2塗工機構 5による塗布間隔ならびに蛇行修正等の制御が行われるよ うになつている。
上述の正極電極シート状物送出機構 1と負極電極シート状物送出機構 4との送出速度制御、 第 1セパレータ送出機構 7と第 2セパレー夕送出 機構 8との送出速度制御および送出と停止との切り替えタイミング制御 、 巻回機構 9におけるエップ手段 6 3と卷回手段 6 4の回転速度制御お よび巻回手段 6 4との切り替えタイミング制御、 第 1塗工機構 2、 第 2 塗工機構 5の塗布量および塗布液の間欠吐出タイミング制御等は設定値 入力機能、 記憶機能、 比較演算機能、 動作指令出力機能等を備えた制御 装置 （図示せず） により行うようになっている。
上述の電池製造装置は巻回機構 9を挟んで一方に正極電極シート状物 送出機構 1と第 1塗工機構 2と第 1加熱機構 3と第 1タブ装着機構 1 0 とが配設され、 他方に負極電極シ一ト状物送出機構 4と第 2塗工機構 5 と第 2加熱機構 6と第 2タブ装着機構 1 1 とが配設されている。 第 1セ パレー夕送出機構 7と第 2セパレ一夕送出機構 8とは巻回機構 9のニッ プ手段 6 3に向かって走行する正極電極シート状物 1 0 2および負極電 極シート状物 1 1 2の搬送路によって適宜決定することができる。
上述のリチウムイオンポリマー電池製造装置によってリチウムイオン ポリマー電池を製造する場合は予め正極電極シート状物 1 0 1が巻き取 られたロール 1 0 0および負極電極シート状物 1 1 1が巻き取られた口 ール 1 1 0を準備する。 また、 第 1塗工機構 2の塗布液供給手段 2 6 , 2 7に電解物質含有溶液 1 5 0を貯留するとともに第 2塗工機構 5の塗 布液供給手段 4 6， 4 7に電解物質含有溶液 1 6 0を貯留する。 この電 解物質含有溶液 1 5 0， 1 6 0は電解物質が溶媒等に含有されていれば 良く、 電解物質の種類， 含有量， 溶液の種類等について限定されないこ とは言うまでもない。
また、 この電解物質含有溶液 1 5 0， 1 6 0に代えて 1 0 0 %電解物 質のゲル状物を使用することができ、 加熱により液体状にして塗布して もよい。
上述の原反ロール 1 0 0および原反ロール 1 1 0は両面に正極および 負極の活物質、 導電材、 結着材等のスラリーをスリッ トダイコー夕によ つて間欠的に塗布し、 次いで、 加熱機構内を通過させることによってこ のスラリーを乾燥させて集電体に固着させて正極電極シート状物 1 0 1 および負極電極シート状物 1 1 1を形成し、 スリツ夕一により所定の幅 に切断してロール状に巻き取ることによって得ることができる。
上述の正極電極シート状物を形成する正極活物質としては遷移金属の リチウム酸化物であるマンガン酸リチウム （L i Mn 2 〇4 ) 、 コバル ト酸リチウム （L i C o〇2 ) 、 ニッケル酸リチウム （L i N i 〇2 ) 等が好ましい。 また、 負極電極シート状物を形成する負極活物質として はリチウムイオン吸蔵能を示す炭素材料が好ましく、 コークス系炭素、 黒鉛系炭素がより好ましい。
導電材としては電子伝導性の公知の物質であり、 天然黒鉛、 カーボン ブラック、 アセチレンブラック等が好ましい。
結着材としてはポリテトラフルォロエチレン （P TF E) 、 ポリフッ 化ビニリデン （P VD F) 、 へキサフロロプロピレン （HF P) 等の溶 液あるいはこれ等の共重合体溶液が好ましい。
上述の正極電極シ一ト状物 1 0 1を巻き取ったロール 1 0 0および負 極電極シート状物 1 1 1を巻き取ったロール 1 1 0が準備できると、 口 ール 1 0 0を正極電極シート状物送出機構 1の供給手段 1 5のチヤック 軸 2 3に支持させるとともにロール 1 1 0を負極電極シート状物送出機 構 4の供給手段 3 7のチャック軸 4 3に支持させる。
2 次いで、 第 1セパレー夕送出機構のリール支持手段 5 7にリール 1 2 0を支持させるとともに第 2セパレータ送出機構 8のリール支持手段 6 0にリ一ル 1 3 0を支持させて、 セパレー夕 1 2 1， 1 3 1を引き出し て巻回機構 9におけるニップ手段 6 3の入口部の所定位置に保持させる また、 第 1タブ装着機構 1 0に正極タブ 1 7 0のリールを支持させる とともに第 2タブ装着機構 1 1に負極タブ 1 8 0のリールを支持させ、 正極タブ 1 7 0と負極タブ 1 8 0とを正極電極シート状物 1 0 1、 負極 電極シート状物 1 1 1に融着できる状態にする。
原反ロール 1 0 0における正極電極シート状物 1 0 1の先端部 （引き 出し側） および原反ロール 1 1 0における負極電極シート状物 1 1 1の 先端部 （引き出し側） に通し作業用の未処理シート部がそれぞれ設けら れている場合は原反ロール 1 0 0から未処理シート部を引き出し、 未処 理シート部が形成されていない場合は各シート状物の先端部にリードフ イルムを張り付けて第 1ガイ ドローラ 1 6、 第 2ガイ ドローラ 1 7、 第 1アキユームローラ 1 8、 第 1送り手段 1 9、 位置決め用ローラ 2 2に 掛け渡し、 次いで第 1塗工機構 2のスリットダイコー夕 24， 2 5間お よび第 1加熱機構 3の加熱箱本体 2 8内を通して第 3ガイ ドロ一ラ 6 9 、 第 4ガイ ドローラ 7 0、 第 2アキユームローラ 7 4、 第 5ガイ ド口一 ラ 7 1、 第 6ガイ ドローラ 7 2、 第 7ガイドローラ 7 3に掛け渡して巻 回機構 9のニップ手段 6 3に挟持させると、 原反ロール 1 1 0から未処 理シート部を引き出して第 8ガイドローラ 3 8、 第 9ガイドローラ 3 9 、 第 3アキユームローラ 4 0、 第 2送り手段 4 1、 位置決め用ローラ 4 2に掛け渡し、 次いで第 2塗工機構 5のスリットダイコー夕 44, 4 5 間および第 2加熱機構 6の加熱箱本体 48内を通して第 1 0ガイ ドロー ラ 7 5、 第 1 1ガイ ドローラ 7 6、 第 4アキユームローラ 8 0、 第 1 2 ガイ ドローラ 7 7、 第 1 3ガイ ドローラ 7 8、 第 1 4ガイ ドローラ 7 9 に掛け渡して卷回機構 9のニップ手段 6 3に挟持させる。
上述の操作において第 1アキユームロ一ラ 1 8、 第 2アキユームロー ラ 7 4、 第 3アキユームローラ 4 0、 第 4アキユームローラ 8 0にはそ れぞれリゥムイオンポリマー電池の形成操作時に必要とする量のシ一ト 状物を貯留させる。
上述の操作によって正極電極シート状物 1 0 1の未処理シート部と負 極電極シート状物 1 1 1の未処理シート部との掛け渡しが済むと、 巻回 機構 9における巻回手段 6 4の巻取位置にある巻心軸 6 8に巻き付け、 正極電極シート状物送出機構 1の供給手段 1 5、 負極電極シート状物送 出機構 4の供給手段 3 7、 および巻回機構 9のニップ手段 6 3と巻回手 段 6 4とを作動させて巻き取る。
そして、 正極電極シート状物 1 0 1が第 1タブ装着機構 1 0に搬送さ れ予め設定された正極タブ取り付け位置に来ると供給手段 1 5が作動し て正極電極シート状物 1 0 1の送出が停止するとほぼ同時に第 1タブ装 着機構 1 0が作動して正極タブ 1 7 0が正極電極シート状物 1 0 1の所 定位置に融着される。
上述の操作と同時に負極電極シート状物 1 1 1が第 2タブ装着機構 1 1に搬送され予め設定された負極タブ取り付け位置に来ると供給手段 3 7が作動して負極電極シート状物 1 1 1の送出が停止するとほぼ同時に 第 2タブ装着機構 1 1が作動して負極タブ 1 8 0が負極電極シート状物 1 1 1の所定位置に融着される。
次いで、 正極電極シート状物 1 0 1が第 1塗工機構 2の塗工位置に、 負極電極シート状物 1 1 1が第 2塗工機構 5の塗工位置に来ると、 この 第 1塗工機構 2の塗布液供給手段 2 6 , 2 7が作動して管路が切り替え られてスリットダイコー夕 2 4 , 2 5から電解物質含有溶液 1 5 0が吐 出されて正極電極シート状物 1 0 1の両面に形成されている正極電極部 と同一箇所に塗布されるとともに第 2塗工機構 5の塗布液供給手段 4 6 , 4 7が作動して管路が切り替えられてスリットダイコータ 4 4 , 4 5 から電解物質含有溶液 1 6 0が吐出されて負極電極シート状物 1 1 1の 両面に形成されている負極電極部と同一箇所に塗布される。 そして予め 設定された長さについて塗布すると、 塗布液供給手段 2 6， 2 7および 塗布液供給手段 4 6 , 4 7が作動して各管路が切り替えられて電解物質 含有溶液 1 5 0， 1 6 0の吐出が停止される。
上述の電解物質含有溶液 1 5 0が塗布された正極電極シート状物 1 0 1が第 1加熱機構 3に搬送されると、 電解物質含有溶液 1 5 0が所定の 温度に昇温された熱風によって加熱され、 溶媒が蒸発して電解物質 1 5 1が正極電極シート状物 1 0 1の両面に固着される。
上述の動作と同時に電解物質含有溶液 1 6 0が塗布された負極電極シ ―ト状物 1 1 1が第 2加熱機構 6に搬送されると、 電解物質含有溶液 1 6 0が所定の温度に昇温された熱風によって加熱され、 溶媒が蒸発して 電解物質 1 6 1が負極電極シート状物 1 1 1の両面に固着される。
そして、 電解物質 1 5 1， 1 6 1の固着操作の済んだ正極電極シート 状物 1 0 2と負極電極シート状物 1 1 2とが巻回に必要な長さになるよ う切断手段 （図示せず） によってそれぞれ切断された状態で巻回機構 9 におけるニップ手段 6 3に搬送されると、 第 1セパレータ送出機構 7と 第 2セパレー夕送出機構 8が作動してエップ手段 6 3の近傍位置に保持 されていたセパレー夕 1 2 1 , 1 3 1の先端部が送出される。
すると、 正極電極シ一ト状物 1 0 2と負極電極シ一ト状物 1 1 2との 間にセパレー夕 1 2 1が位置し、 負極電極シート状物 1 1 2の裏面にセ パレー夕 1 3 1が位置した状態でニップ手段 6 3において積層挟持され た状態で巻回手段 6 4の巻心軸 6 8 -1に送られて巻心軸 6 8 -1に卷回 （ 把持） される。
そして、 卷心軸 6 8-1が予め設定された回数回転されて所定の形状 （ 断面が長方形等） になると、 夕一レット部材 6 7が回動して巻心軸 6 8 - 1が取り出し位置に移動するとともに巻心軸 6 8 -2が巻回位置に移動し、 巻心軸 6 8- 2に正極電極シート状物 1 0 2、 セパレ一夕 1 2 1、 負極電 極シート状物 1 1 2、 セパレー夕 1 3 1の積層物が巻回される。
上述の切り替え操作時における巻心軸 6 8-1と卷心軸 6 8 - 2との間に 位置する正極電極シ一ト状物 1 0 2には電解物質 1 5 1が固着されてい ない状態となっており、 負極電極シート状物 1 1 2には電解物質 1 6 1 が固着されていない状態になっている。
上述の切り替え操作により巻心軸 6 8 -1が取り出し位置に移動すると 切断手段 （図示せず） が作動してセパレー夕 1 2 1， 1 3 1を切断する と同時に固定用粘着テープ貼着手段 （図示せず） が作動して巻心軸 6 8 - 1に巻回された積層物の外周面と切断端部 3 0 0 aとに固定用粘着テープ 1 9 0が貼着されると、 巻心軸 6 8 -1から第 2図， 第 3図に示されるよ うな形状のリチウムイオンポリマー電池 3 0 0を作業者あるいはドッフ ァ機構等により取り出す。
上述のリチウムイオンポリマ一電池 3 0 0における正極夕ブ 1 7 0、 負極タブ 1 8 0に対する保護用粘着テープ 2 0 0， 2 1 0の貼着あるい は巻き付けは第 1タブ装着機構 1 0、 第 2タブ装着機構 1 1の部分にお いて正極タブ 1 7 0、 負極夕ブ 1 8 0の融着の前または後に行う。
上述の操作によってセパレー夕 1 2 1、 1 3 1が切断され、 先端部が 巻心軸 6 8- 2に巻回されると、 正極電極シート状物 1 0 2と負極電極シ 一ト状物 1 1 2との間にセパレー夕 1 2 1が位置し、 負極電極シート状 物 1 1 2の裏面にセパレ一タ 1 3 1.が位置するように、 所定長さに切断 された正極電極シート状物 1 0 2と負極電極シ一ト状物 1 1 2とが搬送 されて巻心軸 6 8 -1の場合と同様の操作によりリチウムイオンポリマー 電池 3 0 0が形成される。
上述の正極電極シート状物 1 0 1の両面に対する電解物質含有溶液 1 5 0の間欠塗布操作、 加熱による電解物質 1 5 1の固着操作および負極 電極シート状物 1 1 1の両面に対する電解物質含有溶液 1 6 0の間欠塗 布操作、 加熱による電解物質 1 6 1の固着操作、 正極電極シート状物 1 0 2と負極電極シート状物 1 1 2との間にセパレー夕 1 2 1を供給する 操作、 負極電極シ一ト状物 1 1 2の裏面に位置するようセパレ一夕 1 3 1を供給する操作、 正極電極シ一ト状物 1 0 2、 セパレー夕 1 2 1、 負 極電極シート状物 1 1 2、 セパレータ 1 3 1をニップ手段 6 3において 積層挟持された状態で巻回手段 6 4の巻心軸 6 8 -1に巻回させ所定の形 状に形成し、 卷心軸 6 8 -1、 6 8 - 2の切り替えを行う切り替え操作およ び巻回操作を連続して行うことにより、 大幅に加工工程を省略すること ができ、 集電用タブが破損せずしかも電解物質の注入斑、 気泡等がほと んど発生しないリチウムイオンポリマ一電池を効率良く製造することが できる。
本発明の二次電池の構成、 二次電池製造装置の構成は第 1図〜第 3図 に示される構成等に限定されないことは言うまでもない。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明に係る二次電池および二次電池製造方法ならび に二次電池製造装置は、 携帯型電話、 テレビカメラ、 ノート型パソコン 等の電源に用いられるリチウムイオンポリマー電池、 リチウム電池等の 二次電池に適している。

Claims

請求の範囲
1 . 電解物質含有溶液または電解物質ゲルを正極電極シート状物およ び負極電極シート状物の各両面にそれぞれ間欠的に塗布し、 正極電極シ ート状物および負極電極シート状物に塗布された電解物質含有溶液また は電解物質ゲルを加熱して電解物質を固着させた後、 前記電解物質が固 着された正極電極シート状物と電解物質が固着された負極電極シート状 物とが絶縁状態になるようセパレー夕を介在させた状態で所定の形状に 巻回して形成されていることを特徴とする二次電池。
2 . 請求項 1に記載の二次電池において、 前記正極電極シート状物お よび負極電極シート状物の所定位置にそれぞれ集電用 'タブが装着されて いることを特徴とする二次電池。
3 . 請求項 1に記載の二次電池において、 前記正極電極シート状物は 、 正極電極が両面に所定の間隔をもって間欠的に形成されているシート 状物、 あるいは正極電極が両面に連続して形成されているシート状物で あることを特徴とする二次電池。
4 . 請求項 1に記載の二次電池において、 前記負極電極シート状物は 、 負極電極が両面に所定の間隔をもって間欠的に形成されているシート 状物、 あるいは負極電極が両面に連続して形成されているシート状物で あることを特徴とする二次電池。
5 . 請求項 1に記載の二次電池において、 前記正極電極シート状物は 、 正極活物質， 導電材， および結着材から形成され、 前記正極活物質は 、 リチウム酸化物であることを特徴とする二次電池。
6 . 請求項 1に記載の二次電池において、 前記負極電極シート状物は 、 負極活物質， 導電材， および結着材から形成され、 前記負極活物質は 、 炭素材料であることを特徴とする二次電池。
7 . 請求項 6に記載の二次電池において、 前記炭素材料は、 コークス 系炭素、 または黒鉛系炭素であることを特徴とする二次電池。
8 . 請求項 1に記載の二次電池において、 前記正極電極シート状物は 、 正極活物質， 導電材， および結着材から形成されるとともに、 前記負 極電極シート状物は、 負極活物質， 導電材， および結着材から形成され 、 前記導電材は、 天然黒鉛、 カーポンプラック、 またはアセチレンブラ ックであることを特徴とする二次電池。
9 . 請求項 1に記載の二次電池において、 前記正極電極シート状物は 、 正極活物質， 導電材， および結着材から形成されるとともに、 前記負 極電極シート状物は、 負極活物質， 導電材， および結着材から形成され 、 前記結着材は、 ポリテトラフルォロエチレン、 ポリフッ化ビニリデン 、 またはへキサフロロプロピレンの溶液、 あるいはこれらの共重合体溶 液であることを特徴とする二次電池。
1 0 . 正極電極シート状物を送出する工程と、 電解物質含有溶液または 電解物質ゲルを正極電極シート状物の両面に間欠的に塗布する第 1塗工 工程と、 正極電極シート状物の両面に塗布された電解物質含有溶液また は電解物質ゲルを加熱して電解物質を固着させる第 1加熱工程と、 負極 電極シート状物を送出する工程と、 電解物質含有溶液または電解物質ゲ ルを負極電極シート状物の両面に間欠的に塗布する第 2塗工工程と、 負 極電極シート状物の両面に塗布された電解物質含有溶液または電解物質 ゲルを加熱して電解物質を固着させる第 2加熱工程と、 電解物質が固着 された正極電極シート状物と電解物質が固着された負極電極シ一ト状物 とが絶縁状態になるようセパレ一夕を介在させた状態で所定の形状に巻 回する卷回工程とを包含していることを特徴とする二次電池製造方法。
1 1 . 請求項 1 0に記載の二次電池製造方法において、 正極電極シート 状物を送出する工程と第 1塗工工程との間、 または第 1加熱工程と巻回 工程との間に集電用タブを正極電極シート状物に装着する工程が、 負極 電極シート状物を送出する工程と第 2塗工工程との間、 または第 2加熱 工程と巻回工程との間に集電用タブを負極電極シート状物に装着するェ 程がそれぞれ設けられていることを特徴とする二次電池製造方法。
1 2 . 請求項 1 0に記載の二次電池製造方法において、 二次電池の形成 操作時に必要とする量の正極電極シート状物または負極電極シート状物 を貯留することを特徴とする二次電池製造方法。
1 3 . 請求項 1 0に記載の二次電池製造方法において、 前記巻回工程は 、 装置基台に回転自在に支持され回動されるターレッ ト部材に対して、 それぞれ回転自在に取り付けられた 2つの巻心軸のうち、 一方が巻回位 置に、 他方が取り出し位置にそれぞれ位置し、 その状態で巻回位置に位 置する巻心軸が、 前記正極電極シート状物と負極電極シート状物とセパ レー夕との積層物を順次所定の形状に巻回し、 前記積層物が所定の形状 になると、 前記ターレット部材が回動することで巻回位置に位置する巻 心軸が取り出し位置に移動するとともに取り出し位置に位置する巻心軸 が巻回位置に移動し、 巻回位置から取り出し位置に移動した巻心軸から 巻回された積層物を取り出し、 取り出し位置から巻回位置に移動した巻 心軸から積層物を再度巻回することを特徴とする二次電池製造方法。
1 4 . 正極電極シート状物を送出する正極電極シート状物送出機構と、 電解物質含有溶液または電解物質ゲルを前記正極電極シート状物の両面 に塗布する第 1塗工機構と、 正極電極シ一ト状物に塗布された電解物質 含有溶液または電解物質ゲルを加熱して電解物質を固着させる第 1加熱 機構と、 負極電極シート状物を送出する負極電極シート状物送出機構と 、 電解物質含有溶液または電解物質ゲルを前記負極電極シート状物の両 面に塗布する第 2塗工機構と、 負極電極シート状物に塗布された電解物 質含有溶液または電解物質ゲルを加熱して電解物質を固着させる第 2加 熱機構と、 前記電解物質が固着された正極電極シート状物と負極電極シ -ト状物とを絶縁状態で重ね合わせるためのセパレー夕を供給するセパ レー夕送出機構と、 電解物質が固着された正極電極シート状物とセパレ 一夕と電解物質が固着された負極電極シート状物とセパレ一夕とを積層 した状態で所定の形状に巻回する巻回機構とを備えていることを特徴と する二次電池製造装置。
1 5 . 請求項 1 4に記載の二次電池製造装置において、 正極電極シート 状物送出機構と第 1塗工機構との間または第 1加熱機構と巻回機構との 間、 および負極電極シート状物送出機構と第 2塗工機構との間または第 2加熱機構と巻回機構との間にそれぞれタブ装着機構が設置されている ことを特徴とする二次電池製造装置。
1 6 . 請求項 1 4に記載の二次電池製造装置において、 正極電極シート 状物送出機構から第 1塗工機構および第 1加熱機構を介して巻回機構ま で搬送される正極電極シート状物の搬送路上であって正極電極シート状 物送出機構よりも川下で第 1塗工機構よりも川上、 または前記正極電極 シート状物の搬送路上であって第 1加熱機構よりも川下で巻回機構より も川上、 および負極電極シート状物送出機構から第 2塗工機構および第 2加熱機構を介して巻回機構まで搬送される負極電極シート状物の搬送 路上であって負極シート状物送出機構よりも川下で第 2塗工機構よりも 川上、 または前記負極シート状物の搬送路上であって第 2加熱機構より も川下で巻回機構よりも川上にそれぞれタブ装着機構が設置されている ことを特徴とする二次電池製造装置。
1 7 . 請求項 1 4に記載の二次電池製造装置において、 前記正極または 負極電極シート状物を所定量貯留するアキュ一ムローラを備え、 前記ァ キュームローラは装置基台に対して移動可能に構成されていることを特 徵とする二次電池製造装置。
1 8 . 請求項 1 4に記載の二次電池製造装置において、 第 1加熱機構ま たは第 2加熱機構の少なくともいずれかは、 正極または負極電極シート 状物に塗布された電解物質含有溶液または電解物質ゲルを加熱された気 体からなる熱風によって加熱する加熱室、 および各仕切板によって前記 加熱室に対してそれぞれ分離された 2つのシール室からなる加熱箱本体 と、 前記熱風を前記加熱室内に供給する熱風供給手段と、 前記各々のシ ール室から熱風をそれぞれ排気させる 2つの排気手段とを備え、 前記シ ート状物の出入り口方向に対して前記加熱箱本体に入口および出口を設 け、 同方向に対して各々の前記仕切板に開口部を設けることを特徴とす る二次電池製造装置。
1 9 . 請求項 1 4に記載の二次電池製造装置において、 前記卷回機構は 、 装置基台に回転自在に支持され回動されるターレッ ト部材と、 その夕 一レツト部材に回転自在に取り付けられた巻心軸とを備え、 前記巻心軸 を 1箇所に設置することを特徴とする二次電池製造装置。
2 0 . 請求項 1 4に記載の二次電池製造装置において、 前記巻回機構は 、 装置基台に回転自在に支持され回動されるターレッ ト部材と、 その夕 一レツ ト部材に回転自在に取り付けられた巻心軸とを備え、 前記巻心軸 を、 前記正極電極シート状物と負極電極シート状物とセパレー夕との積 層物を順次所定の形状に巻回する位置、 および巻回された前記積層物で ある二次電池を取り出す位置の少なくとも 2箇所に設置することを特徴 とする二次電池製造装置。
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