制造電極體的裝置以及方法
【專利摘要】制造夾著隔膜（13）將負(fù)極片材以及正極片材層疊而成的電極體的本發(fā)明的層疊裝置（1）具有：第1單元（50），其用于將隔膜的連續(xù)體折疊于第1區(qū)域（56）；第2單元（60），其用于與第1單元折疊隔膜的連續(xù)體同步地向第1區(qū)域交替供給正極片材以及負(fù)極片材。第1單元包括第1壁面（51）以及第2壁面（52），該第1壁面以及第2壁面具有與折疊的長(zhǎng)度大致相等的長(zhǎng)度，以交替吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)將隔膜的連續(xù)體折疊于第1區(qū)域。采用本發(fā)明，能夠提供能以簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)、高精度地將隔膜、正極片材以及負(fù)極片材層疊的裝置。
【專利說(shuō)明】制造電極體的裝置以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制造夾著隔膜將正極片材以及負(fù)極片材層疊而成的電極體的裝置以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本國(guó)特開(kāi)2002-329530號(hào)公報(bào)中公開(kāi)有通過(guò)有效利用隔膜或固體電解質(zhì)層和有效利用電池內(nèi)部空間而以謀求電池的小型化以及增大電容量為目的的片材型電池。在該片材型電池中，多個(gè)正極片材和多個(gè)負(fù)極片材以?shī)A著隔膜交替配置的方式層疊，隔膜的特征在于，借助連續(xù)的片材形成，以穿過(guò)相鄰的正極片材與負(fù)極片材之間的方式彎折成鋸齒形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]應(yīng)用于鋰電池等的電極體通過(guò)夾著隔膜將多個(gè)正極片材(正極板)以及負(fù)極片材(負(fù)極板)層疊起來(lái)制造而成。因此，要求能夠以簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)、高精度地將隔膜、正極片材以及負(fù)極片材層疊的裝置。
[0004]本發(fā)明一技術(shù)方案是制造夾著隔膜將正極片材以及負(fù)極片材層疊而成的電極體的裝置。該裝置是這樣的裝置，具有--第I單元，其用于將隔膜的連續(xù)體折疊于第I區(qū)域；和第2單元，其用于與第I單元折疊隔膜的連續(xù)體同步地向第I區(qū)域交替供給正極片材以及負(fù)極片材。第I單元包括第I壁面以及第2壁面，該第I壁面以及第2壁面具有與折疊的長(zhǎng)度大致相等的長(zhǎng)度，以 交替吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)將隔膜的連續(xù)體折疊于第I區(qū)域。
[0005]通過(guò)以第I壁面以及第2壁面交替吸附支承隔膜的連續(xù)體(以后稱隔膜)，能夠維持在折疊連續(xù)的隔膜時(shí)第I區(qū)域的附近的張力。因此，能夠抑制在將隔膜折疊(層疊)于第I區(qū)域時(shí)張力發(fā)生變動(dòng)。因此，能夠使用連續(xù)的隔膜高精度地制造將隔膜、正極片材以及負(fù)極片材層疊而成的層疊體(電極體)。
[0006]優(yōu)選的是，第I壁面以及第2壁面配置于第I區(qū)域的兩側(cè)，相對(duì)于第I區(qū)域交替倒下以及反轉(zhuǎn)。能夠通過(guò)使壁面倒下這樣的簡(jiǎn)單的動(dòng)作而將這些壁面交替重疊于第I區(qū)域。更優(yōu)選的是，第I壁面以及第2壁面配置于第I區(qū)域的兩側(cè)，相對(duì)于第I區(qū)域交替倒下以及起立。能夠使壁面的可動(dòng)范圍變窄，也能夠使隔膜的移動(dòng)范圍變窄。因此，容易提供緊湊且生產(chǎn)節(jié)拍較短的裝置。
[0007]期望的是，第I單元包括:第I副單元，其在第2壁面倒下時(shí)以第I壁面吸附隔膜的連續(xù)體，使第I壁面以吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向第I區(qū)域倒下，以釋放了隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)第I壁面；和第2副單元，其在第I壁面倒下時(shí)以第2壁面吸附隔膜的連續(xù)體，使第2壁面以吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向第I區(qū)域倒下，以釋放了隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)第2壁面。
[0008]有效的是，第I壁面包括在倒下時(shí)將隔膜的連續(xù)體引導(dǎo)至第2壁面的基端的頂端，第2壁面包括在倒下時(shí)將隔膜的連續(xù)體引導(dǎo)至第I壁面的基端的頂端。使壁面倒下的動(dòng)作能夠兼有向其他的壁面交付隔膜的連續(xù)體而使之吸附支承隔膜的連續(xù)體的動(dòng)作。期望的是，第I單元包括在第I壁面倒下時(shí)將隔膜的連續(xù)體按壓于第2壁面的第3壁面和在第2壁面倒下時(shí)將隔膜的連續(xù)體按壓于第I壁面的第4壁面。能夠使得從第I壁面向第2壁面、相反地從第2壁面向第I壁面交替地更加可靠地吸附支承隔膜的連續(xù)體。
[0009]有效的是，該裝置還具有以有張力的狀態(tài)向第I壁面以及第2壁面供給隔膜的連續(xù)體的供給單元。在第I區(qū)域的附近，由于由壁面支承隔膜，因此折疊時(shí)，能夠以較小的張力抑制隔膜產(chǎn)生變形、撓曲。因此，能夠緩和隔膜的連續(xù)體所受的張力，能夠制造品質(zhì)較高的層疊體。
[0010]另外，期望的是，該裝置還具有使層疊于第I區(qū)域的層疊體相對(duì)于第I壁面以及第2壁面后退的位置調(diào)整單元。在制造多層的層疊體時(shí)，能夠?qū)盈B的位置和與壁面之間的關(guān)系保持為恒定。位置調(diào)整單元也可以使壁面上升，也可以使層疊體后退(下降)。
[0011]本發(fā)明的其他的技術(shù)方案之一是制造夾著隔膜將正極片材以及負(fù)極片材層疊而成的電極體的方法，典型的是，層疊體(電極體)的制造方法、包含電極體的電池的制造方法。該方法包括以下的步驟。
[0012]1.使與折疊的長(zhǎng)度大致相等的長(zhǎng)度的第I壁面以及第2壁面以交替吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)重疊于第I區(qū)域，將隔膜的連續(xù)體折疊于第I區(qū)域。
[0013]2.與折疊隔膜的連續(xù)體同步地向第I區(qū)域交替供給正極片材以及負(fù)極片材并進(jìn)
行層疊。
[0014]期望的是，折疊包括:配置于第I區(qū)域的兩側(cè)的第I壁面以及第2壁面交替向第I區(qū)域倒下以及從第I區(qū)域反轉(zhuǎn)，將從上方對(duì)第I區(qū)域供給的隔膜的連續(xù)體折疊于第I區(qū)域。而且，期望的是，折疊包括:第I壁面以吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向第I區(qū)域倒下，以釋放了隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)；在第I壁面倒下時(shí)，第2壁面吸附隔膜的連續(xù)體。同樣地，期望的是，折疊包括:第2壁面以吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向第I區(qū)域倒下，以釋放了隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)；在第2壁面倒下時(shí)，第I壁面吸附隔膜的連續(xù)體。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步不同的其他的技術(shù)方案之一是具有第I單元以及第2單元的裝置的控制方法。該裝置具有:第I單元，其用于使與折疊的長(zhǎng)度大致相等的長(zhǎng)度的第I壁面以及第2壁面交替向第I區(qū)域倒下而將隔膜的連續(xù)體折疊于第I區(qū)域；和第2單元，其用于與折疊隔膜的連續(xù)體同步地向第I區(qū)域交替供給正極片材以及負(fù)極片材?？刂品椒òㄒ韵虏襟E，作為具有(PU以及存儲(chǔ)器等計(jì)算機(jī)資源的計(jì)算機(jī)或使計(jì)算機(jī)動(dòng)作的程序(程序產(chǎn)品)，記錄于適當(dāng)?shù)拿浇?⑶-ROM等)而提供。
[0016]?使第I壁面以吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向第I區(qū)域倒下，使第I壁面以釋放了隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)立起。
[0017].在第I壁面立起時(shí)，使第2壁面以吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向第I區(qū)域倒下，使第2壁面以釋放了隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)立起。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示層疊裝置的概略配置的圖。
[0019]圖2是表示層疊裝置的結(jié)構(gòu)的圖。[0020]圖3是從X方向?qū)盈B單元進(jìn)行表示的圖。
[0021]圖4是從Y方向?qū)盈B單元進(jìn)行表示的圖。
[0022]圖5的(a)?(e)是對(duì)利用層疊單元組裝單電池的過(guò)程進(jìn)行表示的圖。
[0023]圖6是對(duì)利用層疊單元制造單電池的過(guò)程進(jìn)行表示的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在圖1中，表示將正極片材、負(fù)極片材以及隔膜層疊而制造電極體(單電池)的層疊裝置。該層疊裝置I包括:用于供給正極片材11的第I供給線110、用于供給負(fù)極片材12的第2供給線120、用于供給隔膜13的第3供給線130、夾著隔膜13將正極片材11以及負(fù)極片材12層疊而生成單電池(層疊體)10的層疊單元50、從第I供給線110向?qū)盈B單元50輸送正極片材11的第I輸送單元61和從第2供給線120向?qū)盈B單元50輸送負(fù)極片材12的第2輸送單兀62。
[0025]在圖2中，表示層疊裝置I的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。第I供給線110以及第2供給線120是通用的結(jié)構(gòu)，在圖2中，對(duì)于第2供給線120，僅表示出了最終的對(duì)準(zhǔn)單元，其他的結(jié)構(gòu)以第I供給線110進(jìn)行說(shuō)明。用于供給正極片材(電極片材)11的第I供給線110包括連續(xù)的電極片材11呈圓柱狀卷繞起來(lái)的輥件111、用于從輥件111引出恒定的長(zhǎng)度的片材的定尺寸送料器112、用于將片材切割成恒定的尺寸的切割器113、用于調(diào)整切割后的電極片材11的朝向的對(duì)準(zhǔn)單元115和用于從切割器113向?qū)?zhǔn)單元115輸送電極片材11的輸送單元 114ο
[0026]對(duì)準(zhǔn)單元115包括用于檢測(cè)電極片材11的姿勢(shì)(朝向)的相機(jī)117和用于控制電極片材11的姿勢(shì)的XY Θ工作臺(tái)116。利用XY Θ工作臺(tái)116將電極片材11的姿勢(shì)調(diào)整為規(guī)定的朝向，利用第I輸送單元61 (在圖2中未圖示)將該姿勢(shì)被調(diào)整了的電極片材11向?qū)盈B單元50輸送。對(duì)于負(fù)極片材12也是同樣，利用第2供給線120的XY Θ工作臺(tái)116使負(fù)極片材12對(duì)準(zhǔn)，利用第2輸送單元62 (在圖2中未圖示)將該對(duì)準(zhǔn)了的負(fù)極片材12向?qū)盈B單兀50輸送。
[0027]用于供給隔膜13的第3供給線130包括連續(xù)的隔膜13呈圓柱狀卷繞起來(lái)的輥件131、向連續(xù)的隔膜施加恒定的張力(張緊力)的張力輥132和將連續(xù)的隔膜13向?qū)盈B單元50輸送的第3輸送單元135。第3輸送單元135包括用于變更連續(xù)的隔膜13的供給方向的供給輥136和用于改變供給輥136的連續(xù)的隔膜13的連續(xù)的方向(長(zhǎng)邊方向、X方向)的位置的滑道137。
[0028]層疊單元(折疊單元、電極體組裝單元、第I單元)50包括用于支承層疊體的層疊臺(tái)55、在層疊臺(tái)55的層疊區(qū)域(第I區(qū)域)56的兩側(cè)(隔著第I區(qū)域56對(duì)峙或相向的側(cè))配置的第I翼(第I壁體)71以及第2翼(第2壁體)72、用于驅(qū)動(dòng)第I翼71而使其向X方向旋轉(zhuǎn)的第I驅(qū)動(dòng)電機(jī)75、用于驅(qū)動(dòng)第2翼72而使其向X方向旋轉(zhuǎn)的第2驅(qū)動(dòng)電機(jī)76和用于控制層疊臺(tái)55的Z方向的位置的位置調(diào)整單元59。層疊裝置I還具有用于控制這些電機(jī)等的控制單元100。第I翼71包括面向?qū)盈B臺(tái)55的層疊區(qū)域(第I區(qū)域)56且向?qū)盈B區(qū)域56倒下以及從層疊區(qū)域56反轉(zhuǎn)的第I壁面51。第2翼72包括面向?qū)盈B區(qū)域56且向?qū)盈B區(qū)域56倒下以及從層疊區(qū)域56反轉(zhuǎn)的第2壁面52。
[0029]第I翼71是包括以基端51a為中心運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))為相對(duì)于層疊臺(tái)55的層疊區(qū)域56直立的狀態(tài)(起立的狀態(tài))以及倒下的狀態(tài)的第I壁面51和從第I壁面51的頂端51b向與層疊區(qū)域56相反的一側(cè)垂直延伸的第3壁面53的逆L字型的構(gòu)件(單元)。第2翼72是包括以基端52a為中心運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))為相對(duì)于層疊臺(tái)55的層疊區(qū)域56直立的狀態(tài)以及倒下的狀態(tài)的第2壁面52和從第2壁面52的頂端52b向與層疊區(qū)域56相反的一側(cè)垂直延伸的第4壁面54的逆L字型的構(gòu)件(單元)。
[0030]第I壁面51以及第2壁面52的長(zhǎng)度(縱向的長(zhǎng)度)與將連續(xù)的隔膜(隔膜的連續(xù)體)13折疊(折”畳的層疊區(qū)域(第I區(qū)域)56的長(zhǎng)度相等，第3壁面53以及第4壁面54的長(zhǎng)度(水平方向的長(zhǎng)度)比第I壁面51以及第2壁面52的長(zhǎng)度短，是其I / 3?2 /3左右。第I翼71以及第2翼72只要是分別包括這些壁面51?54的構(gòu)件即可，不限于L字型，也可以是長(zhǎng)方體或立方體，也可以是三角棱柱那樣的形狀。
[0031]第I翼71以及第2翼72在層疊臺(tái)55的層疊區(qū)域56的X方向的兩側(cè)、即連續(xù)的隔膜13連續(xù)的方向(連續(xù)供給的方向)的兩側(cè)相向配置。
[0032]在圖3中，表示從X方向觀察層疊單元50的狀態(tài)。在圖4中，表示從Y方向觀察層疊單元50的樣子。層疊裝置I具有從Y方向(與連續(xù)供給隔膜13的方向垂直的方向)向?qū)盈B單元(第I單元)50供給正極片材11以及負(fù)極片材12的片材輸送單元(第2單元)60。片材輸送單元60與層疊單元50折疊隔膜13的連續(xù)體同步地向?qū)盈B區(qū)域(第I區(qū)域)56交替供給正極片材11以及負(fù)極片材12。
[0033]片材輸送單元(第2單元)60包括在Y方向上延伸的導(dǎo)軌65和在導(dǎo)軌65上沿Y方向移動(dòng)的第I輸送單兀61以及第2輸送單兀62。第I輸送單兀61從第I供給線110的XY Θ工作臺(tái)116向?qū)盈B臺(tái)55之上的層疊區(qū)域56輸送正極片材11。第2輸送單元62從第
2供給單元120的XY Θ工作臺(tái)116向?qū)盈B臺(tái)55之上的層疊區(qū)域56輸送負(fù)極片材12。各自的輸送單元61、62包括用于吸附支承各自的片材11、12的吸附頭66。
[0034]鋰電池用的電極體10的正極片材(正極板)11的一例是將正極活性材料涂敷于鋁箔等金屬箔的兩表面并使之干燥、壓延后切斷為規(guī)定的大小而成的片材，上述正極活性材料是將碳黑等導(dǎo)電材料和聚四氟化乙烯的水性分散劑等粘接劑混合于金屬氧化物(鎳酸鋰等)的正極活性物質(zhì)而成的材料。負(fù)極片材(負(fù)極板)12的一例是將用于吸藏以及放出正極活物質(zhì)的鋰離子的負(fù)極活性材料涂敷于鎳箔或銅箔等金屬箔的兩表面并使之干燥、壓延后切斷為規(guī)定的大小的片材，上述負(fù)極活性材料例如是無(wú)定形碳等。正極片材11以及負(fù)極片材12不限于鋰電池用，也可以是其它類型的電池，也可以是燃料電池用的電極體。
[0035]圖4所示的層疊單元(第I單元)50包括第I壁面51以及第2壁面52，該第I壁面51以及第2壁面52是與折疊的長(zhǎng)度LI大致相等的長(zhǎng)度的壁面，且以交替吸附有隔膜13的連續(xù)體的狀態(tài)重疊于層疊區(qū)域(第I區(qū)域)56。優(yōu)選的是，第I壁面51、第2壁面52的寬度與隔膜13的寬度相同，或比隔膜13的寬度寬些。第I壁面51、第2壁面52的寬度也可以比隔膜13的寬度窄，但如果對(duì)隔膜13的整個(gè)寬度進(jìn)行支承，則容易較高地維持折疊時(shí)的彎折部分的精度。
[0036]隔膜13是防止上述正極片材(正極板、正極層)11與負(fù)極片材(負(fù)極板、負(fù)極層)12之間的短路的構(gòu)件，也可以具有保持電解液的功能。隔膜13例如是由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴等構(gòu)成的微多孔性膜，也具有如下功能，在過(guò)載電流流過(guò)時(shí)，膜的空孔由于該電流的放熱而關(guān)閉，從而阻斷電流。隔膜13不僅限于聚烯烴等的單層膜，也能夠使用以聚乙烯層夾著聚丙烯層而成的三層構(gòu)造、將聚烯烴微多孔膜與有機(jī)無(wú)紡布等層疊而成的膜。而且，在本說(shuō)明書中，所謂的隔膜表示夾于電極間的膜狀的物質(zhì)。
[0037]層疊單元50的第I翼71是包括第I壁面51和在與第I壁面51垂直的方向上延伸的第3壁面53的作為整體呈逆L字型的單元，第I壁面51具有用于吸附(吸引)隔膜13的多個(gè)吸引孔41。第2翼72是包括第2壁面52和在與第2壁面52垂直的方向上延伸的第4壁面54的作為整體呈逆L字型的單元，第2壁面52包括用于吸附(吸引)隔膜13的多個(gè)吸引孔41。
[0038]層疊單元50包括用于控制第I翼71的第I副單元73和用于控制第2翼72的第2副單元74。第I副單元73包括:電機(jī)75，該電機(jī)75驅(qū)動(dòng)使第I翼71以基端51a為中心回轉(zhuǎn)而使該第I翼71呈向?qū)盈B區(qū)域56倒下的狀態(tài)和從層疊區(qū)域56反轉(zhuǎn)的狀態(tài)(在垂直方向起立的狀態(tài))；和吸附控制單元77，該吸附控制單元77使設(shè)于第I壁面51的多個(gè)吸引孔41為負(fù)壓，從而使第I壁面51進(jìn)行吸附而保持隔膜13，或解除負(fù)壓而釋放隔膜13。具體而言，第I副單元73在第2壁面52倒下時(shí)以第I壁面51吸附隔膜13的連續(xù)體，以吸附有隔膜13的連續(xù)體的狀態(tài)使第I壁面51倒下于層疊區(qū)域(第I區(qū)域)56，以釋放了隔膜13的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)第I壁面51。
[0039]第2副單元74包括:電機(jī)76，該電機(jī)76驅(qū)動(dòng)使第2翼72以基端52a為中心回轉(zhuǎn)，而使該第2翼72呈向?qū)盈B區(qū)域56倒下的狀態(tài)和從層疊區(qū)域56反轉(zhuǎn)的狀態(tài)(起立的狀態(tài))；和吸附控制單元78，該吸附控制單元78使設(shè)于第2壁面52的多個(gè)吸引孔41為負(fù)壓，從而使第2壁面52進(jìn)行吸附而保持隔膜13，或解除負(fù)壓而釋放隔膜13。第2副單元74在第I壁面51倒下時(shí)以第2壁面52吸附隔膜13的連續(xù)體，以吸附有隔膜13的連續(xù)體的狀態(tài)使第2壁面52倒下于層疊區(qū)域(第I區(qū)域)56，以釋放了隔膜13的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)第2壁面52。
[0040]各壁面51、52的基端51a、52a配置為和與層疊體(電極體)10的截面(俯視)同一尺寸的層疊區(qū)域56的在X方向上對(duì)峙的邊一致。第I壁面51的長(zhǎng)度(高度)LI與層疊區(qū)域56的長(zhǎng)度(幅度)L1、即層疊體10的長(zhǎng)度(幅度)相同，第I翼71順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)時(shí)，第I壁面51與層疊區(qū)域56重合，將由第I壁面51吸附的隔膜13折疊于層疊區(qū)域56而進(jìn)行重疊，制造長(zhǎng)度(幅度)LI的電極體10。
[0041]此時(shí)，第I壁面51的上端51b到達(dá)對(duì)峙的第2壁面52的基端52a的緊旁邊，第3壁面53以極短的距離與第2壁面52對(duì)峙(相向、相面對(duì))。因此，第I翼71向?qū)盈B區(qū)域56倒下時(shí)，除了將隔膜13的連續(xù)體折疊于層疊區(qū)域56之外，還由第I壁面51的上端51b將隔膜13的連續(xù)體引導(dǎo)至第2翼72的第2壁面52，成為由第I翼71的第3壁面53和第2翼72的第2壁面52夾著的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，解除第I壁面51的吸引(吸附)，以第2壁面52吸附隔膜13的連續(xù)體時(shí)，隔膜13的連續(xù)體不會(huì)松弛，支承從第I壁面51接替為第2壁面52。
[0042]由第2翼72將隔膜13的連續(xù)體折疊于層疊區(qū)域56而進(jìn)行重疊時(shí)也同樣。因此，將隔膜13的連續(xù)體折疊于層疊區(qū)域56時(shí)，由第I壁面51以及第2壁面52交替吸附支承隔膜13的連續(xù)體。而且，隔膜13的支承從第I壁面51接替至第2壁面52時(shí)，由一側(cè)的壁面51或壁面52將隔膜13折疊按壓于層疊區(qū)域56，而且，成為由另一側(cè)的壁面52或壁面51和第3壁面53或第4壁面54夾著的狀態(tài)。因此，隔膜13的支承從第I壁面51向第2壁面52轉(zhuǎn)移時(shí)，或支承相反地轉(zhuǎn)移時(shí)，隔膜13不會(huì)移動(dòng)、支承不會(huì)松弛，能夠以恒定的張力以及長(zhǎng)度高精度地將隔膜13折疊于層疊區(qū)域56。
[0043]因此，對(duì)于向隔膜13施加張力的張力輥132而言，只需調(diào)整為使隔膜13具有到達(dá)第I壁面51以及第2壁面52時(shí)不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)的程度的必要最小限度的張力即可。因此，能夠使對(duì)隔膜13施加的張力相對(duì)變松，能夠提前防止隔膜13斷裂、折疊后收縮這樣的故障。另外，也能夠提前防止隔膜13的張力過(guò)于弱、在折疊期間褶皺聚攏、松動(dòng)的故障。
[0044]特別地，第I壁面51以及第2壁面52具有與折疊隔膜13的層疊區(qū)域56相同的長(zhǎng)度LI，寬度也與層疊區(qū)域56相同或比其寬些。因此，第I壁面51以及第2壁面52能夠以折疊隔膜13的尺寸以及面積進(jìn)行吸附支承，能夠提前防止在折疊時(shí)產(chǎn)生褶皺、隔膜13松動(dòng)的故障。另外，在第I壁面51的頂端51b設(shè)有第3壁面53，在第2壁面52的頂端52b設(shè)有第4壁面54，由第3壁面53以及第4壁面54對(duì)將隔膜13折回的部分進(jìn)行引導(dǎo)，高精度地將其吸附于另一側(cè)的壁面51或52。因此，也容易確保將隔膜13折回的部分、即折疊了的隔膜13的端部的精度。因此，采用該層疊裝置1，能夠制造品質(zhì)較高的層疊體(電極體)10。
[0045]層疊臺(tái)55具有吸附支承最初折疊的隔膜13的吸引孔(未圖示)。在層疊臺(tái)55之上隔膜13夾著正極片材11以及負(fù)極片材12并進(jìn)行折疊時(shí)，利用作為位置調(diào)整單元59而運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，層疊臺(tái)55相對(duì)于旋轉(zhuǎn)支承翼71以及翼72的支承臺(tái)79逐漸下降。因此，控制為使得由第I壁面51以及第2壁面52將隔膜13折疊的層疊區(qū)域56的位置總是在支承臺(tái)79的上表面保持恒定。因此，由第I壁面51以及第2壁面52將隔膜13折疊的角度、由第I壁面51以及第2壁面52將隔膜13按壓(加壓)于層疊體10的力也保持恒定。位置調(diào)整單元59也可以控制支承臺(tái)79的位置而代替控制層疊臺(tái)55的位置、也可以控制兩者的位置。
[0046]在圖5中，表示在層疊單元50中制造層疊體(電極體)10的過(guò)程。在圖5的(a)中，第I翼71在將隔膜13的連續(xù)體(隔膜)吸附于第I壁面51的狀態(tài)下，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)而向?qū)盈B區(qū)域56倒下。在圖5的(b)中，由第I壁面51將隔膜13折疊于層疊區(qū)域56而進(jìn)行重疊。與此同時(shí)，由第3壁面53以隔膜13與第2壁面52相向的方式對(duì)隔膜13進(jìn)行引導(dǎo)，由第2壁面52吸附支承隔膜13。
[0047]之后，在圖5的(c沖，第I翼71以釋放了隔膜13的狀態(tài)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))，第I壁面51從層疊區(qū)域56向大致直角的方向上立起。與此同時(shí)，由第I輸送單元61將正極片材11送入層疊區(qū)域56，在折疊了的隔膜13之上重疊正極片材11。之后，第2翼72以在第2壁面52吸附支承有隔膜13的狀態(tài)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)(倒下)。
[0048]在圖5的(d)中，由第2壁面52將隔膜13折疊于層疊區(qū)域56。與此同時(shí)，由第4壁面54以隔膜13與第I壁面51相向的方式對(duì)隔膜13進(jìn)行引導(dǎo)，由第I壁面51吸附支承隔膜13。之后，在圖5的(e)中，第2翼72以釋放了隔膜13的狀態(tài)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))，第2壁面52從層疊區(qū)域56立起。與此同時(shí)，由第2輸送單元62將負(fù)極片材12送入層疊區(qū)域56，在折疊了的隔膜13之上重疊負(fù)極片材12。此后，返回至圖5的(a)所示的狀態(tài)，重復(fù)上述工序直到規(guī)定數(shù)目的正極片材11以及負(fù)極片材12夾著隔膜13層疊為止。
[0049]在此期間，利用位置調(diào)整單元59使層疊臺(tái)55的位置與重疊的隔膜13、正極片材11以及負(fù)極片材12的厚度對(duì)應(yīng)地下降。另外，通過(guò)第3輸送單元135的供給輥136沿著滑道137在X方向上移動(dòng)，隔膜13的供給位置在X方向上前后移動(dòng)以成為大致沿著第I壁面51以及第2壁面52的位置。
[0050]在圖6中，表示由控制單元100對(duì)該層疊裝置I進(jìn)行控制而制造電池用的層疊體(電極體、單電池)10的過(guò)程?？刂茊卧?00是包括CPU、存儲(chǔ)器等計(jì)算機(jī)資源的控制器，由程序(程序產(chǎn)品)對(duì)層疊裝置I進(jìn)行控制。
[0051]首先，在步驟81中，對(duì)電機(jī)75進(jìn)行控制而以吸附有連續(xù)的隔膜13的狀態(tài)使第I壁面51倒下，將隔膜13折疊于層疊區(qū)域56。在步驟82中，開(kāi)始第2壁面52的吸附，之后，解除第I壁面51的吸附。由此，隔膜13的支承從第I壁面51向第2壁面52轉(zhuǎn)移。在步驟83中，使第I壁面51反轉(zhuǎn)，以釋放了隔膜13的狀態(tài)使第I壁面51立起。在步驟84中，由第I輸送單元61將正極片材11送入層疊區(qū)域56而將其重疊于隔膜13。
[0052]在步驟85中，對(duì)電機(jī)76進(jìn)行控制，以吸附有連續(xù)的隔膜13的狀態(tài)使第2壁面52倒下，將隔膜13折疊于層疊區(qū)域56。在步驟86中，開(kāi)始第I壁面51的吸附，之后，解除第2壁面52的吸附。由此，隔膜13的支承從第2壁面52向第I壁面51轉(zhuǎn)移。在步驟87中，使第2壁面52反轉(zhuǎn)，在釋放了隔膜13的狀態(tài)下使第2壁面52立起。在步驟88中，由第2輸送單元62將負(fù)極片材12送入層疊區(qū)域56而將其重疊于隔膜13。
[0053]在步驟89中，重復(fù)從步驟81至88直到規(guī)定量(次數(shù))的折疊(層疊)作業(yè)完成為止。通過(guò)以上的工序，在層疊裝置I中，利用連續(xù)的隔膜13 —個(gè)接一個(gè)地制造單電池10。
[0054]而且，在上述內(nèi)容中，對(duì)利用層疊裝置I制造鋰離子電池用的電極體(單電池)10的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于鋰離子電池，層疊裝置I較佳地適合于包含層疊型的電極體的電池的制造。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，其用于制造夾著隔膜將正極片材以及負(fù)極片材層疊而成的電極體，其中， 該裝置具有: 第I單元，其用于將隔膜的連續(xù)體折疊于第I區(qū)域；和 第2單元，其用于與上述第I單元折疊上述隔膜的連續(xù)體同步地向上述第I區(qū)域交替供給正極片材以及負(fù)極片材， 上述第I單元包括第I壁面以及第2壁面，該第I壁面以及第2壁面具有與折疊的長(zhǎng)度大致相等的長(zhǎng)度，以交替吸附有上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)將上述隔膜的連續(xù)體折疊于上述第I區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 上述第I壁面以及上述第2壁面配置于上述第I區(qū)域的兩側(cè)，相對(duì)于上述第I區(qū)域交替倒下以及反轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中， 上述第I壁面以及上述第2壁面配置于上述第I區(qū)域的兩側(cè)，相對(duì)于上述第I區(qū)域交替倒下以及起立。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其中， 上述第I單元包 括: 第I副單元，其在上述第2壁面倒下時(shí)以上述第I壁面吸附上述隔膜的連續(xù)體，使上述第I壁面以吸附有上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向上述第I區(qū)域倒下，以釋放了上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)上述第I壁面；和 第2副單元，其在上述第I壁面倒下時(shí)以第2壁面吸附上述隔膜的連續(xù)體，使上述第2壁面以吸附有上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向上述第I區(qū)域倒下，以釋放了上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)上述第2壁面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2~4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中， 上述第I壁面包括在倒下時(shí)將上述隔膜的連續(xù)體引導(dǎo)至上述第2壁面的基端的頂端， 上述第2壁面包括在倒下時(shí)將上述隔膜的連續(xù)體引導(dǎo)至上述第I壁面的基端的頂端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2~5中任一項(xiàng)所述的裝置，其中， 上述第I單元還包括在上述第I壁面倒下時(shí)將上述隔膜的連續(xù)體按壓于上述第2壁面的第3壁面和在上述第2壁面倒下時(shí)將上述隔膜的連續(xù)體按壓于上述第I壁面的第4壁面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的裝置，其中， 還具有使層疊于上述第I區(qū)域的層疊體相對(duì)于上述第I壁面以及上述第2壁面后退的位置調(diào)整單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的裝置，其中， 還具有以有張力的狀態(tài)向上述第I壁面以及上述第2壁面供給上述隔膜的連續(xù)體的供給單元。
9.一種方法，其中， 該方法是具有制造夾著隔膜將正極片材以及負(fù)極片材層疊而成的電極體的方法， 制造上述電極體包括: 使與折疊的長(zhǎng)度大致相等的長(zhǎng)度的第I壁面以及第2壁面以交替吸附有隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)重疊于第I區(qū)域，將上述隔膜的連續(xù)體折疊于上述第I區(qū)域；與折疊上述隔膜的連續(xù)體同步地向上述第I區(qū)域交替供給正極片材以及負(fù)極片材并進(jìn)行層疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中， 上述折疊包括:配置于上述第I區(qū)域的兩側(cè)的上述第I壁面以及上述第2壁面交替向上述第I區(qū)域倒下以及從上述第I區(qū)域反轉(zhuǎn)，將從上方對(duì)上述第I區(qū)域供給的上述隔膜的連續(xù)體折疊于上述第I區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 上述折疊包括: 上述第I壁面以吸附有上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向上述第I區(qū)域倒下，以釋放了上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)反轉(zhuǎn)； 在上述第I壁面倒下時(shí)，上述第2壁面吸附上述隔膜的連續(xù)體。
12.一種裝置的控制方法， 該裝置具有: 第I單元，其用于使與折疊的長(zhǎng)度大致相等的長(zhǎng)度的第I壁面以及第2壁面交替向第I區(qū)域倒下而將隔膜的連續(xù)體折疊于上述第I區(qū)域；和 第2單元，其用于與折疊上述隔膜的連續(xù)體同步地向上述第I區(qū)域交替供給正極片材以及負(fù)極片材，其中， 該控制方法具有: 使上述第I壁面以吸附有上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向上述第I區(qū)域倒下，使上述第I壁面以釋放了上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)立起； 在上述第I壁面立起時(shí)，使上述第2壁面以吸附有上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)向上述第I區(qū)域倒下，使上述第2壁面以釋放了上述隔膜的連續(xù)體的狀態(tài)立起。
【文檔編號(hào)】H01M10/04GK103797633SQ201380003050
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月28日
【發(fā)明者】宮崎司, 山浦誠(chéng)司 申請(qǐng)人:長(zhǎng)野自動(dòng)機(jī)械株式會(huì)社