本發(fā)明涉及一種卷繞裝置,該卷繞裝置用于獲得比如內(nèi)置于二次電池等中的卷繞元件。
背景技術(shù):
比如用作鋰離子電池等的二次電池的電池元件通過下述方式制造:涂敷有正極活性物質(zhì)的帶狀的正電極箔與涂敷有負極活性物質(zhì)的帶狀的負電極箔在隔著由絕緣材料形成的兩個帶狀的分隔件而重疊的狀態(tài)下進行卷繞。
作為制造電池元件的卷繞裝置,人們知道有下述的類型,其中,將從呈卷狀而卷繞的原料卷供給的各電極箔和各分隔件卷取到可旋轉(zhuǎn)的卷芯上,在卷取后,將已卷繞的電極箔和分隔件(在下面稱為“卷繞元件”)從上述卷芯上取下。但是,在這樣的卷繞裝置中,通過卷繞元件的卷繞壓力而從卷芯上取下卷繞元件這一點可能比較困難,或在取下時,可能導(dǎo)致電極箔、分隔件的破損等情況。另外,可能因卷繞壓力而造成位于卷繞元件的中心部分的電極箔、分隔件的端部產(chǎn)生錯位。如果產(chǎn)生這樣的錯位,則兩個電極箔之間的距離過大,其結(jié)果是,卷繞元件的中心部分無法充分地發(fā)揮作為電池的功能。
于是,為了消除這樣的不良情況,人們提出了下述的技術(shù),其中,將筒狀的卷芯芯體安裝于卷芯的外周上,并且將電極箔和分隔件卷取于該卷芯芯體上,在它們的卷取后,針對每個卷芯芯體,取 下上述卷繞元件。
但是,在上述那樣的技術(shù)中,在卷取前,將分隔件固定于卷芯芯體的外周面上。作為將分隔件固定于卷芯芯體的第1方法,考慮下述方法,在該方法中,采用規(guī)定的粘接膠帶而將兩個分隔件的起始端側(cè)部分固定。
另外,作為第2方法,人們知道有下述方法,在該方法中,在卷芯芯體的外周面上設(shè)置熱塑性樹脂制的覆蓋層,將由樹脂材料形成的分隔件的起始端側(cè)部分熱焊接于該覆蓋層上(比如,參照專利文獻1等)。通過設(shè)置覆蓋層,即使在卷芯芯體由金屬制成,或由其熔點顯著高于或低于分隔件的樹脂制成的情況下,仍可進行熱焊接。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:JP特開2009-224235號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
但是,實際上,必須將兩個分隔件固定于卷芯芯體上,而在上述第1方法中,無法在使兩個分隔件的起始端對齊的狀態(tài)下一次將該兩個分隔件固定。其原因在于:幾乎無法將粘接膠帶粘貼于位于內(nèi)周側(cè)(卷芯芯體側(cè))的分隔件上。于是,在采用第1方法時,為了更加可靠地將兩個分隔件固定,必須使各分隔件的起始端相互錯開,在位于內(nèi)周側(cè)的分隔件中,必須充分地確保粘接膠帶的粘貼量。然而,在與原料卷連接的各分隔件中,可能難以僅將該起始端錯開,生產(chǎn)性會降低。另外,為了以規(guī)定長度使分隔件的起始端錯開,可能必須要求復(fù)雜的裝置,可能裝置會復(fù)雜化、制造成本會增加。
另外,在上述第2方法中,在將分隔件固定于卷芯芯體上時,必須要求在卷芯芯體上設(shè)置覆蓋層的工序,以及進行熱焊接的工序,可能導(dǎo)致生產(chǎn)性降低。
本發(fā)明是針對上述情況而提出的,其目的在于提供一種卷繞裝置,其一邊謀求生產(chǎn)性的提高、制造成本的降低等,一邊更加可靠地將分隔件固定于卷芯芯體上。
用于解決問題的技術(shù)方案
下面分項地對適合解決上述課題的各技術(shù)方案進行說明。另外,根據(jù)需要,在相應(yīng)的技術(shù)方案后面附加有特有的作用效果。
技術(shù)方案1涉及一種卷繞裝置,該卷繞裝置包括:
旋轉(zhuǎn)機構(gòu),該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)可使卷芯芯體以其軸線為中心而旋轉(zhuǎn),在該卷芯芯體的外周面上,具有外側(cè)呈凸起形狀的凸面部;
固定機構(gòu),該固定機構(gòu)將兩個帶狀的分隔件固定于上述卷芯芯體上;
電極箔供給機構(gòu),該電極箔供給機構(gòu)將正電極箔和負電極箔分別供向上述卷芯芯體側(cè),
在通過上述固定機構(gòu)而將上述兩個分隔件固定于上述卷芯芯體上后,一邊根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的動作使上述卷芯芯體旋轉(zhuǎn),一邊使上述正電極箔和上述負電極箔在分別隔著上述兩個分隔件而相互絕緣的狀態(tài)下進行卷取,
其特征在于,該卷繞裝置包括彎曲機構(gòu),該彎曲機構(gòu)按照下述方式構(gòu)成:通過至少沿上述卷芯芯體的上述凸面部使上述兩個分隔件的起始端側(cè)部分彎曲,從而上述兩個分隔件的起始端之間錯開,
上述固定機構(gòu)按照下述方式構(gòu)成:在通過上述彎曲機構(gòu)使上述兩個分隔件的起始端側(cè)部分彎曲的狀態(tài)下,以跨于上述兩個分隔件的起始端和上述卷芯芯體的方式,將規(guī)定的粘接膠帶粘貼于上述分 隔件和上述卷芯芯體上。
另外,“筒狀的卷芯芯體”不僅指通過金屬材料、較厚的樹脂材料等形成的較難以變形的類型,而且還包括通過將較薄的樹脂材料等卷繞于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的方式形成的可較容易變形的類型。
按照上述技術(shù)方案1,通過固定機構(gòu)采用粘接膠帶將兩個帶狀的分隔件固定于卷芯芯體上。然后,一邊根據(jù)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的動作使卷芯芯體旋轉(zhuǎn),一邊通過電極箔供給機構(gòu)將正電極箔和負電極箔供向卷芯芯體,在分別隔著各分隔件而相互絕緣的狀態(tài)而卷取。接著,最終,針對每個卷芯芯體,取下已卷繞的電極箔和分隔件,由此獲得卷繞元件。
在上述技術(shù)方案1中,在將分隔件固定于卷芯芯體上之前,通過彎曲機構(gòu)使分隔件的起始端側(cè)部分沿卷芯芯體的凸面部彎曲。由此,可使內(nèi)周側(cè)(卷芯芯體側(cè))的分隔件的起始端與外周側(cè)的分隔件的起始端相對彎曲前的狀態(tài)而錯開。由此,可在內(nèi)周側(cè)的分隔件中產(chǎn)生粘接膠帶的粘貼量,可將粘接膠帶粘貼于內(nèi)周側(cè)的分隔件上。
此外,伴隨將外周側(cè)的分隔件固定于卷芯芯體上的動作的進行,可在外周側(cè)的分隔件上產(chǎn)生沿其縱向的張力。另外,通過該張力,可從外周側(cè)的分隔件對內(nèi)周側(cè)的分隔件施加朝向上述凸面部的按壓力。由此,內(nèi)周側(cè)的分隔件呈通過外周側(cè)的分隔件和卷芯芯體而被夾持的形狀,可牢固地保持內(nèi)周側(cè)的分隔件。
如上述那樣,按照上述技術(shù)方案1,可通過粘接膠帶將外周側(cè)的分隔件固定于卷芯芯體上,可通過從粘接膠帶、外周側(cè)分隔件施加的按壓力,將內(nèi)周側(cè)的分隔件固定于卷芯芯體上。于是,可牢固地將兩個分隔件固定于卷芯芯體上。
另外,按照上述技術(shù)方案1,可通過下述非常簡單的方法而牢 固地將兩個分隔件固定于卷芯芯體上,該方法為:在沿卷芯芯體的凸面部而使分隔件的起始端側(cè)部分彎曲后,通過粘接膠帶而將分隔件粘貼于卷芯芯體上。于是,在將兩個分隔件固定于卷芯芯體上時,不必要求困難的作業(yè),另外,也不必要求采用復(fù)雜的裝置。由此,可謀求生產(chǎn)性的提高、制造成本的降低,以及裝置的簡化。
技術(shù)方案2涉及技術(shù)方案1所述的卷繞裝置,其特征在于,上述彎曲機構(gòu)包括可自由旋轉(zhuǎn)的彎曲用輥,
上述彎曲用輥按照下述方式構(gòu)成:一邊將上述兩個分隔件夾持于上述彎曲用輥與上述卷芯芯體的外周面之間,一邊沿上述卷芯芯體的外周面,朝向上述分隔件的起始端移動,由此,沿上述凸面部而使上述兩個分隔件的起始端側(cè)部分彎曲。
按照上述技術(shù)方案2,在彎曲用輥和卷芯芯體的外周面之間夾持兩個分隔件的狀態(tài)下,沿卷芯芯體的外周面使彎曲用輥朝向分隔件的起始端移動,由此,使兩個分隔件的起始端側(cè)部分彎曲。于是,在分隔件的彎曲時,可有效地抑制在分隔件的表面上產(chǎn)生擦傷等破損的情況。另外,在沿凸面部使分隔件彎曲時,可更加可靠地抑制分隔件(特別是內(nèi)周側(cè)的分隔件)產(chǎn)生撓曲等變形的情況。作為這些情況的結(jié)果,可更加可靠地防止在已獲得的卷繞元件中,電池性能降低的情況。
技術(shù)方案3涉及技術(shù)方案1或2所述的卷繞裝置,其特征在于,其包括保持機構(gòu),該保持機構(gòu)在通過上述彎曲機構(gòu)使上述兩個分隔件彎曲時,可通過將上述兩個分隔件中的相對上述起始端側(cè)部分的終端側(cè)部分夾持在上述彎曲機構(gòu)與上述卷芯芯體之間的方式,保持上述兩個分隔件。
按照上述技術(shù)方案3,可更加容易且更加可靠地進行分隔件的彎曲。
另外,通過并用技術(shù)方案2,可更加可靠地使外周側(cè)的分隔件產(chǎn)生張力,可更進一步牢固地保持內(nèi)周側(cè)的分隔件。其結(jié)果是,可在更加穩(wěn)定的狀態(tài),將分隔件固定于卷芯芯體上。
技術(shù)方案4涉及技術(shù)方案3所述的卷繞裝置,其特征在于,上述固定機構(gòu)包括按壓機構(gòu),該按壓機構(gòu)在粘貼上述粘接膠帶時,將上述粘接膠帶朝向上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)側(cè)按壓,
上述保持機構(gòu)按照下述方式構(gòu)成:在通過上述按壓機構(gòu)按壓上述粘接膠帶時,抵抗上述按壓機構(gòu)的按壓力而支承上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
按照上述技術(shù)方案4,可在按壓機構(gòu)的粘接膠帶的按壓時,通過保持機構(gòu)而抵抗來自按壓機構(gòu)的按壓力,從而支承旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。于是,可更加可靠地將粘接膠帶粘貼于卷芯芯體和分隔件上。另外,可更加可靠地防止旋轉(zhuǎn)機構(gòu)產(chǎn)生翹起等變形的情況。
此外,按照上述技術(shù)方案4,由于保持機構(gòu)兼具支承旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的功能,故不必要求在粘接膠帶的粘貼時單獨設(shè)置用于支承旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的機構(gòu)。由此,可更加有效地謀求裝置的簡化、制造成本的抑制。
技術(shù)方案5涉及技術(shù)方案1~4中任一項所述的卷繞裝置,其特征在于,上述卷芯芯體呈扁平狀,
在上述卷芯芯體的外周面上,具有第1平坦面部和第2平坦面部,該第1平坦面部與上述卷芯芯體周向的上述凸面部的一端連接,該第2平坦面部與上述周向的上述凸面部的另一端連接,并且與上述第1平坦面部基本平行,
上述彎曲機構(gòu)按照下述方式構(gòu)成:按照從上述第1平坦面部越過上述凸面部到達上述第2平坦面部的方式,沿上述卷芯芯體的外周面移動,從而使上述分隔件彎曲。
另外,“基本平行”不僅包括兩個平坦部處于嚴格的平行狀態(tài)的場合,而且還包括兩個平坦部稍傾斜的場合。
按照上述技術(shù)方案5,由于分隔件以約180°的程度回折,故可通過張力的作用而使外周側(cè)的分隔件朝向凸面部側(cè)強烈地按壓。由此,可通過外周側(cè)的分隔件,將內(nèi)周側(cè)的分隔件更加牢固地按壓于卷芯芯體(凸面部)側(cè)。另外,可將內(nèi)周側(cè)的分隔件按壓于沿卷芯芯體的周向的凸面部的全部區(qū)域。這些動作配合作用,可在非常穩(wěn)定的狀態(tài)下,將分隔件固定于卷芯芯體上。
技術(shù)方案6涉及技術(shù)方案1~4中任一項所述的卷繞裝置,其特征在于,上述卷芯芯體的外周面的與上述軸線相垂直的截面呈圓形,
上述彎曲機構(gòu)按照下述方式構(gòu)成,該方式為:沿上述卷芯芯體的外周面,在橫跨半周以上的范圍內(nèi)移動,從而使上述兩個分隔件彎曲。
按照上述技術(shù)方案6,由于分隔件以180°以上而回折,故可通過張力的作用,使外周側(cè)的分隔件朝向卷芯芯體側(cè)強烈地按壓。由此,可通過外周側(cè)的分隔件,將內(nèi)周側(cè)的分隔件更加牢固地按壓于卷芯芯體側(cè)。另外,可將內(nèi)周側(cè)的分隔件按壓于卷芯芯體的外周面的較寬范圍。作為這些情況的結(jié)果,可在極穩(wěn)定的狀態(tài)下,將分隔件固定于卷芯芯體上。
附圖說明
圖1為表示電池元件的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;
圖2為表示卷繞裝置的主視示意圖;
圖3(a)為彎曲機構(gòu)的主視示意圖,圖3(b)為彎曲機構(gòu)的俯視示意圖;
圖4為表示使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)半圈的狀態(tài)的卷繞裝置的主視示意圖;
圖5(a)~(c)為表示分隔件相對卷芯芯體的固定過程的局 部剖面主視示意圖;
圖6(a)~(c)為表示分隔件相對卷芯芯體的固定過程的局部剖面主視示意圖;
圖7為表示另一實施方式的卷芯等的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;
圖8為用于說明另一實施方式的分隔件的彎曲量的局部剖面示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖,對一個實施方式進行說明。
首先,對通過本實施方式的卷繞裝置而獲得的鋰離子電池元件的結(jié)構(gòu)進行說明。如圖1所示的那樣,鋰離子電池元件(在下面稱為“電池元件”)1通過下述方式構(gòu)成:相對筒狀的卷芯芯體2,卷繞兩個分隔件3、4和正電極箔5與負電極箔6。另外,在圖1中,為了便于說明,給予分隔件3、4、正電極箔5與負電極箔6相互的間距而表示。另外,在圖1中,以大于實際的厚度表示位于電池元件1的中心的卷芯芯體2和分隔件3、4。
卷芯芯體2通過下述方式形成,該方式為:在卷繞由規(guī)定的樹脂(比如PET)形成的膜后,將上述膜的重疊部分之間熱焊接。另外,卷芯芯體2呈在軸線CL1方向延伸的筒狀,在本實施方式中,與軸線CL1相垂直的剖面呈扁平狀。另外,在圖1等中,卷芯芯體2的膜的重疊部分等在圖中沒有示出,以簡化方式表示卷芯芯體2。
此外,在卷芯芯體2的外周面上,存在兩個外側(cè)呈凸起形狀的凸面部2A的部位。另外,在卷芯芯體2的外周面上,存在第1平坦面部2B和第2平坦面部2C,該第1平坦面部2B與卷芯芯體2周向的凸面部2A的一端連接,該第2平坦面部2C與上述周向的 凸面部2A的另一端連接,并且與第1平坦面部2B平行。
分隔件3、4具有與沿卷芯芯體2的軸線CL1方向延伸的長度相同的寬度,通過絕緣體(比如聚丙烯(PP)等樹脂)構(gòu)成,以便防止不同的電極箔5、6之間相互接觸而產(chǎn)生短路的情況。另外,在本實施方式中,分隔件3、4的熔點顯著地低于卷芯芯體2的熔點,難以通過熱焊接而將分隔件3、4和卷芯芯體2固定。
正電極箔5和負電極箔6均與分隔件3、4相同,具有與沿卷芯芯體2的縱向的長度基本相同的寬度。另外,在正電極箔5和負電極箔6的內(nèi)外兩個表面上涂敷在圖中未示出的活性物質(zhì)。正電極箔5采用比如鋁箔片,在其內(nèi)外兩個表面上涂敷正極活性物質(zhì)。負電極箔6采用比如銅箔片,在其內(nèi)外兩個表面上涂敷負極活性物質(zhì)。此外,經(jīng)由這些活性物質(zhì),可進行正電極箔5和負電極箔6之間的離子交換。更具體地說,在充電時,離子從正電極箔5側(cè)移向負電極箔6側(cè),在放電時,離子從負電極箔6側(cè)移向正電極箔5側(cè)。
另外,從正電極箔5的寬度方向一端緣,伸出在圖中未示出的多根正極引線,并且從負正電極箔6的寬度方向另一端緣,伸出在圖中未示出的多根負極引線。
在獲得鋰離子時,已卷繞的電池元件1設(shè)置于金屬制且呈筒狀的電池容器(在圖中未示出)內(nèi)部,并且分別匯集上述正極引線和負極引線。另外,已匯集的正極引線與正極端子部件(在圖中未示出)連接,并且同樣,已匯集的負極引線與負極端子部件(在圖中未示出)連接,兩端子部件按照堵塞于上述電池容器的兩端開口的方式設(shè)置,由此,可獲得鋰離子電池。
下面對用于制造電池元件1的卷繞裝置11進行說明。
如圖2所示的那樣,卷繞裝置11包括以可旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的轉(zhuǎn)臺12。該轉(zhuǎn)臺12按照兩個圓盤狀臺14、15相對的方式構(gòu)成, 按照跨于兩個臺14、15之間的方式,以臺14、15的中心為對稱中心設(shè)置兩個作為旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的卷芯20。另外,兩個臺14、15(轉(zhuǎn)臺12)按照可沿順時針的方向旋轉(zhuǎn)的方式構(gòu)成,并且按照兩個臺14、15同步旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)定。由此,各卷芯20可在裝卸位置P1和卷取位置P2之間移動。另外,兩個臺14、15也可每旋轉(zhuǎn)180°而反轉(zhuǎn)。
卷芯20的截面呈扁平狀,該卷芯20包括沿本身的中心軸而延伸的狹縫(參照圖5等)。另外,卷芯20按照可通過在圖中未示出的驅(qū)動機構(gòu),以本身的中心軸為旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)的方式構(gòu)成。另外,卷芯20按照可沿轉(zhuǎn)臺12的軸線方向(圖2等的紙面進深方向),相對該轉(zhuǎn)臺12而出沒的方式構(gòu)成。
另外,卷芯20可通過上述轉(zhuǎn)臺12的旋轉(zhuǎn),在裝卸位置P1(圖2等的左側(cè)位置)和卷取位置P2(圖2等的右側(cè)位置)之間移動。在本實施方式中,對應(yīng)于裝卸位置P1,設(shè)置用于將卷芯芯體2安裝于卷芯20上的安裝機構(gòu)31、以及用于取下電池元件1的取下機構(gòu)32。在將卷芯芯體2安裝于卷芯20上時,首先,將供給到裝卸位置P1的樹脂制的膜卷于卷芯20的外周上。然后,借助設(shè)置于安裝機構(gòu)31上的在圖中未示出的熱焊接機構(gòu)將上述膜的重疊部分之間熱焊接等的方式,從而將卷芯芯體2安裝于卷芯20上。
另外,卷取位置P2為將分隔件3、4和各電極箔5、6卷繞于卷芯芯體2上的位置,對應(yīng)于該卷取位置P2,設(shè)置用于供給分隔件3、4和各電極箔5、6的帶狀體供給機構(gòu)。此外,在圖2中,為了便于說明,在圖中示出帶狀體供給機構(gòu)中的作為電極箔供給機構(gòu)的正電極箔供給機構(gòu)16和負電極箔供給機構(gòu)17。
此外,在本實施方式中,對應(yīng)于上述卷取位置P2,設(shè)置固定機構(gòu)41、以及可切斷上述分隔件3、4的切斷機構(gòu)42。
固定機構(gòu)41包括彎曲機構(gòu)51、粘接膠帶機構(gòu)61以及夾具機 構(gòu)71。彎曲機構(gòu)51按照下述方式構(gòu)成:通過在圖中未示出的驅(qū)動機構(gòu),可相對設(shè)置于卷取位置P2的卷芯20的外周面而接近/離開,并且可沿卷芯20(卷芯芯體2)的周向移動。
彎曲機構(gòu)51如圖3(a)、圖3(b)所示的那樣,包括彎曲用輥52以及作為保持機構(gòu)的保持用輥53。
再有,彎曲用輥52在由相對的一對第1基本部件54夾持的狀態(tài)下,以可旋轉(zhuǎn)的方式通過軸承而支承于兩個第1基本部件54上。
保持用輥53在由相對的一對第2基本部件55夾持的狀態(tài)下,以可旋轉(zhuǎn)的方式通過軸承而支承于兩個第2基本部件55上。另外,上述第1基本部件54以可旋轉(zhuǎn)的方式通過軸承而支承于上述第2基本部件55上。由此,可細微地調(diào)整彎曲用輥52與保持用輥53的相對位置。
返回到圖2,粘接膠帶粘貼機構(gòu)61用于將由與上述分隔件3、4相同的原材料(在本實施方式中為PP)構(gòu)成的粘接膠帶TP粘貼于卷芯芯體2等的表面上。粘接膠帶粘貼機構(gòu)61包括:膠帶保持部62(參照圖6(c)),該膠帶保持部62可通過吸接等的方式保持粘接膠帶TP;膠帶供給部(在圖中未示出),該膠帶供給部將粘接膠帶TP供給到該膠帶保持部62;膠帶切割器(在圖中未示出),該膠帶切割器用于以規(guī)定長度切斷粘接膠帶TP。膠帶保持部62按照下述方式構(gòu)成:可通過在圖中未示出的促動器,相對設(shè)置于卷取位置P2的卷芯芯體2而接近/離開。
夾持機構(gòu)71在下述的通過切斷機構(gòu)42將分隔件3、4切斷時等場合,通過夾持分隔件3、4的方式而保持(參照圖5(a))。
切斷機構(gòu)42包括規(guī)定的切割器,具有通過該切割器一次性地將分隔件3、4切斷的功能。
下面對用于通過上述卷繞裝置11制造電池元件1的方法進行 說明。
首先,通過安裝機構(gòu)31而將卷芯芯體2安裝于位于裝卸位置P1的卷芯20上,并且位于卷取位置P2的卷芯20旋轉(zhuǎn),由此,將分隔件3、4和電極箔5、6卷取于卷芯芯體2上。
如果分隔件3、4和電極箔5、6的卷取基本完成,則使轉(zhuǎn)臺12沿順時針方向轉(zhuǎn)半圈,由此,將其中一個卷芯20移到裝卸位置P1,并且將另一卷芯20移到卷取位置P2。比如,在圖4所示的例子中,一直位于卷取位置P2,分隔件3、4和電極箔5、6的卷取基本完成的卷芯20移向裝卸位置P1。另一方面,一直位于裝卸位置P1,安裝有新的卷芯芯體2的卷芯20移向卷取位置P2。
然后,通過夾持機構(gòu)71而保持分隔件3、4。接著,在通過使切斷機構(gòu)42動作,在構(gòu)成劃分的位置,一次將兩個分隔件3、4切斷,該劃分為卷繞于位于裝卸位置P1的卷芯20上的分隔件3、4的終端部、與通過位于卷取位置P2的卷芯20而下次卷繞的分隔件3、4的起始端部的劃分。另外,由于一次切斷兩個分隔件3、4,故在該階段,分隔件3、4的起始端部處于對齊的狀態(tài)(沒有錯開的狀態(tài))。
接著,如圖5(a)(另外,在圖5、圖6等中,為了便于圖示,以大于實際的厚度而表示分隔件3、4、卷芯芯體2)所示的那樣,在通過夾持機構(gòu)71而保持分隔件3、4的狀態(tài)下,使彎曲機構(gòu)51接近設(shè)置于卷取位置P2的卷芯20,將分隔件3、4夾于彎曲用輥52和保持用輥53與卷芯芯體2的外周面(第2平坦面部2C)之間。接著,解除夾持機構(gòu)71對分隔件3、4的保持。然后,如圖5(b)、圖5(c)和圖6(a)、圖6(b)所示的那樣,一邊將彎曲機構(gòu)51按壓于卷芯20側(cè),一邊沿卷芯20(卷芯芯體2)的周向移動。由此,彎曲用輥52一邊在其與卷芯芯體2的外周面之間夾持分隔件 3、4,一邊沿卷芯芯體2的外周面而朝向分隔件3、4的起始端移動。其結(jié)果是,兩個分隔件3、4的起始端側(cè)部分沿凸面部2A彎曲,在彎曲前對齊的分隔件3、4的起始端之間處于相互錯開的狀態(tài)。接著,位于內(nèi)周側(cè)(卷芯芯體2側(cè))的分隔件4的起始端部向外部露出。另外,在本實施方式中,通過彎曲機構(gòu)51,按照從第1平坦面部2B越過凸面部2A到第2平坦面部2C的方式,將分隔件3、4回彎。
另外,在分隔件3、4的彎曲時,保持用輥53在其與卷芯芯體2之間,夾持分隔件3、4的相對上述起始端側(cè)部分的終端側(cè)部分,由此保持分隔件3、4。另外,在分隔件3、4的彎曲完成時,保持用輥53處于通過分隔件3、4和卷芯芯體2支承卷芯20的狀態(tài)。
接著,如圖6(c)所示的那樣,在通過彎曲機構(gòu)51使分隔件3、4的起始端側(cè)部分彎曲的狀態(tài)下,使保持粘接膠帶TP的膠帶保持部62朝向卷芯20接近,按照跨于分隔件3、4的起始端和卷芯芯體2上的方式,將粘接膠帶TP粘貼于分隔件3、4和卷芯芯體2上。由此,將分隔件3、4固定于卷芯芯體2的外周面上。
另外,在粘接膠帶TP的粘貼時,將膠帶保持部62朝向上述卷芯20側(cè)按壓,以便將分隔件3、4更加可靠地固定于卷芯芯體2上。也就是說,在本實施方式中,膠帶保持部62相當于按壓機構(gòu)。另外,在粘接膠帶TP的粘貼時,通過保持用輥53抵抗膠帶保持部62的按壓力,支承卷芯20。
在此以后,在卷取位置P2上,使卷芯20旋轉(zhuǎn),由此,卷芯芯體2以軸線CL1為中心旋轉(zhuǎn)。接著,在規(guī)定的時刻,使負電極箔供給機構(gòu)17和正電極箔供給機構(gòu)16動作,將各電極箔5、6朝向卷芯芯體2而供給。由此,正電極箔5和負電極箔6分別隔著分隔件3、4而在相互絕緣的狀態(tài)下被卷取。如果分隔件3、4和電極箔 5、6的卷繞基本完成,則沿順時針方向使轉(zhuǎn)臺12轉(zhuǎn)半圈,由此,將分隔件3、4等的基本卷繞完的卷芯芯體2移向裝卸位置P1。接著,通過上述切斷機構(gòu)42而將分隔件3、4切斷,并且將已切斷的剩余的分隔件3、4完全卷取,采用膠帶而固定,由此,卷取完成。然后,將卷芯20移到相對轉(zhuǎn)臺12而隱蔽的方向,通過取下機構(gòu)32,將分隔件3、4等的已卷繞的卷芯芯體2從卷芯20取下,由此獲得電池元件1。
另外,在上述例子中,對在存在已于上次而卷繞于裝卸位置P1處的電池元件1的場合,將分隔件3、4固定于卷芯芯體2上的方法進行了具體說明。相對該情況,即使在不存在于上次卷繞于裝卸位置P1處的電池元件1的情況下,仍通過與上述相同的方法,可將分隔件3、4固定于卷芯芯體2上。
如以上具體描述的那樣,按照本實施方式,在將分隔件3、4固定于卷芯芯體2上之前,通過彎曲機構(gòu)51使分隔件3、4的起始端側(cè)部分沿卷芯芯體2的凸面部彎曲。由此,可相對彎曲前的狀態(tài),使內(nèi)周側(cè)(卷芯芯體2側(cè))的分隔件4的起始端與外周側(cè)的分隔件3的起始端錯開。由此,可在內(nèi)周側(cè)的分隔件4中產(chǎn)生粘接膠帶TP的粘接量,可將粘接膠帶TP粘貼于內(nèi)周側(cè)的分隔件4上。
此外,伴隨外周側(cè)的分隔件3固定于卷芯芯體2上的情況,可使外周側(cè)的分隔件3產(chǎn)生沿其縱向的張力。接著,可通過該張力,從外周側(cè)的分隔件3對內(nèi)周側(cè)的分隔件4施加朝向凸面部2A的按壓力。由此,內(nèi)周側(cè)的分隔件4呈通過外周側(cè)的分隔件3和卷芯芯體2而夾持的形狀,可牢固地保持內(nèi)周側(cè)的分隔件4。
如上述那樣,按照本實施方式,可通過粘接膠帶TP將外周側(cè)的分隔件3固定于卷芯芯體2上,可通過從粘接膠帶TP、外周側(cè)的分隔件3而施加的按壓力,將內(nèi)周側(cè)的分隔件4固定于卷芯芯體 2上。于是,可牢固地將分隔件3、4固定于卷芯芯體2上。
另外,由于分隔件3、4回折約180°,故通過張力的作用,可將外周側(cè)的分隔件3更加強烈地按壓于凸面部2A側(cè)。由此,可通過外周側(cè)的分隔件3,將內(nèi)周側(cè)的分隔件4更加強烈地按壓于卷芯芯體2(凸面部2A)側(cè)。另外,可將內(nèi)周側(cè)的分隔件4按壓于沿卷芯芯體2的周向的凸面部2A的全部區(qū)域。這些動作相配合,可在非常穩(wěn)定的狀態(tài),將分隔件3、4固定于卷芯芯體2上。
此外,在本實施方式中,通過在沿凸面部2A使分隔件3、4的起始端側(cè)部分彎曲后,使用通過粘接膠帶TP將分隔件3、4粘貼于卷芯芯體2上的非常簡單的方法,可牢固地將分隔件3、4固定于卷芯芯體2上。于是,在將間隔件3、4固定于卷芯芯體2上時,不必要求困難的作業(yè),另外也不必要求采用復(fù)雜的裝置。由此,可謀求生產(chǎn)性的提高、制造成本的降低、裝置的簡化。
還有,由于通過彎曲用輥52進行分隔件3、4的彎曲,故在分隔件3、4的彎曲時,可有效地抑制在分隔件3、4的表面上產(chǎn)生擦傷等破損的情況。另外,在沿凸面部2A使分隔件3、4彎曲時,可更加可靠地抑制分隔件3、4(特別是內(nèi)周側(cè)的分隔件4)撓曲等變形的情況。作為它們的結(jié)果,可更加可靠地防止在已獲得的電池元件1中的電池性能下降的情況。
再有,在分隔件3、4的彎曲時,通過保持用輥53保持分隔件3、4,故更加容易地并且更加可靠地進行分隔件3、4的彎曲。
另外,在膠帶保持部62的粘接膠帶TP的按壓時,通過保持用輥53抵抗來自膠帶保持部62,從而支承卷芯20。于是,可更加可靠地將粘接膠帶TP粘貼于卷芯芯體2和分隔件3、4上。另外,可更加可靠地防止卷芯20產(chǎn)生翹曲等變形的情況。
此外,由于用于保持分隔件3、4的保持用輥53兼具有支承卷 芯20的功能,故在粘接膠帶TP的粘貼時,不必單獨地設(shè)置用于支承卷芯20的機構(gòu)。由此,可更加有效地謀求簡化裝置、抑制制造成本。
另外,并不限于上述實施方式的記載內(nèi)容,比如,也可如下述那樣實施。顯然,在下面沒有列舉的其它的應(yīng)用例、變形例也是當然可能的。
(a)凸面部2A的形狀并不限定于上述實施方式,凸面部也可為向外側(cè)突出的彎曲形狀、向外側(cè)凸起的棱角的形狀、將彎曲形狀和棱角形狀組合的形狀。于是,比如,卷芯芯體的外周面也可為截面為橢圓的形狀、截面為矩形的形狀、截面為多邊形的形狀等。
另外,也可如圖7所示的那樣,卷芯芯體8的外周面按照與軸線CL1相垂直的截面呈圓形的方式構(gòu)成,在卷芯芯體8的外周面的全部區(qū)域具有凸面部。另外,在該場合,還可如圖8(在圖8中,沒有示出卷芯等)所示的那樣,按照下述方式構(gòu)成,該方式為:通過彎曲機構(gòu)51,在卷芯芯體8的外周面的半周以上的部分的范圍內(nèi),使兩個分隔件3、4(至少位于內(nèi)周側(cè)的分隔件4)彎曲。通過如此構(gòu)成,由于按照180°以上的程度將分隔件3、4回折,故可通過張力的作用,將外周側(cè)的分隔件3更加強烈地按壓于卷芯芯體2側(cè)。由此,可通過外周側(cè)的分隔件3,將內(nèi)周側(cè)的分隔件4更加強烈地按壓于卷芯芯體2側(cè)。另外,將內(nèi)周側(cè)的分隔件4按壓到卷芯芯體2的外周面的較寬范圍。作為這些情況的結(jié)果,可在極穩(wěn)定的狀態(tài)下,將分隔件3、4固定于卷芯芯體2上。
(b)也可在從使分隔件3、4彎曲到粘貼粘接膠帶TP的期間,設(shè)置將分隔件3、4的最起始端部朝向卷芯20側(cè)按壓的導(dǎo)向部件??赏ㄟ^設(shè)置這樣的導(dǎo)向部件,將分隔件3、4的最起始端部對準于卷芯芯體2的外周面上。其結(jié)果是,可更加可靠地將粘接膠帶TP 粘貼于分隔件3、4上,進而可進一步牢固地將分隔件3、4固定于卷芯芯體2上。
(c)在上述實施方式中,按照下述方式構(gòu)成:通過彎曲機構(gòu)51,設(shè)置于卷芯芯體2的下方的分隔件3、4卷返到卷芯芯體2的上方,但是,也可按照下述方式構(gòu)成:將分隔件3、4放置于卷芯芯體2的頂面上,通過重力使分隔件3、4的起始端部下垂,由此使分隔件3,4彎曲。
(d)在上述實施方式中,作為下述的彎曲用部件,列舉有下述彎曲用輥52,但是彎曲用部件并不限定于此,該彎曲用部件52通過一邊將分隔件3、4夾持于彎曲用部件與卷芯芯體2之間,一邊使分隔件3、4沿卷芯芯體2的外周面移動的方式,使分隔件3,4沿凸面部2A彎曲。于是,作為彎曲用部件,也可采用不能旋轉(zhuǎn)的不動部件(比如圓柱狀的部件)。另外,在采用這樣的不動部件的場合,也可通過一邊將分隔件3、4夾持于不動部件的外周面和卷芯芯體2之間,一邊使不動部件沿卷芯芯體2的外周面移動的方式,不動部件在捋動分隔件3、4(至少外周側(cè)的分隔件3)的同時,使其移動。在該場合,可更加可靠地使外周側(cè)的分隔件3產(chǎn)生張力,進而可更進一步牢固地保持內(nèi)周側(cè)的間隔件4。另外,在沿凸面部2A而使間隔件3、4彎曲時,可更加可靠地抑制分隔件3、4產(chǎn)生撓曲等變形的情況。
(e)在上述實施方式中,按照通過使彎曲機構(gòu)51移動而使分隔件3、4彎曲的方式構(gòu)成,但是,也可按照下述方式構(gòu)成,該方式為:在分隔件3、4夾持于彎曲用部件和卷芯芯體2之間的狀態(tài)下,通過使卷芯20旋轉(zhuǎn),從而使分隔件3、4彎曲。即,采用彎曲機構(gòu)51的分隔件3、4的彎曲可通過使彎曲機構(gòu)51相對分隔件3、4移動的方式實現(xiàn)。
(f)在上述實施方式中,按照在使分隔件3、4彎曲后,將粘接膠帶TP粘貼于分隔件3、4等上的方式構(gòu)成,但是也可按照下述方式構(gòu)成:在使分隔件3、4彎曲前,在設(shè)置于外周側(cè)的分隔件3的起始端部預(yù)先粘貼粘接膠帶TP,在分隔件3、4的彎曲后,通過固定機構(gòu)而將粘接膠帶TP粘貼于卷芯芯體2、分隔件4上。
(g)在上述實施方式中,卷芯芯體2由膜形成,厚度小,但是卷芯芯體2也可由厚度較大的樹脂形成,是較硬質(zhì)的材料。
另外,在上述實施方式中,作為卷芯芯體2的原材料,列舉有比如PET等的樹脂原材料,但是卷芯芯體2的原材料并沒有特別的限定。于是,比如,也可由以金屬(比如鋁)等為代表的較硬質(zhì)的原材料形成卷芯芯體。
此外,在上述實施方式中,通過不同的原材料形成卷芯芯體2和分隔件3、4,但是,也可通過相同的原材料形成卷芯芯體2和分隔件3、4。另外,作為分隔件3、4,也可采用在表面上涂敷陶瓷的類型等的難以進行卷芯芯體的熱焊接的類型。
(h)在上述實施方式中,卷芯芯體2的縱向長度和分隔件3、4的寬度與兩個電極箔5、6的寬度相同,但是,也可按照卷芯芯體2的縱向長度和分隔件3、4的寬度與兩個電極箔5、6的寬度不同的方式構(gòu)成。
(i)在上述實施方式中,卷繞裝置11包括兩個卷芯20,但是卷芯的數(shù)量并不限定于此。于是,卷繞裝置11也可包括比如三個以上的卷芯。
(j)在上述實施方式中,卷芯20采用扁平的類型,卷芯的形狀并不限定于此。于是,比如,也可采用外周形狀(截面形狀)呈圓形、橢圓狀、多邊形等的卷芯。
(k)在上述實施方式中,通過卷繞裝置11制造鋰離子電池的 電池元件1,但是,通過卷繞裝置11制造的卷繞元件并不限定于此。于是,還可通過卷繞裝置11制造比如電解電容器的卷繞元件等。
標號的說明:
標號2表示卷芯芯體;
標號2A表示凸面部;
標號2B表示第1平坦面部;
標號2C表示第2平坦面部;
標號3、4表示分隔件;
標號5表示正電極箔;
標號6表示負電極箔;
標號11表示卷繞裝置;
標號16表示正電極箔供給機構(gòu);
標號17表示負電極箔供給機構(gòu);
標號20表示卷芯(旋轉(zhuǎn)機構(gòu));
標號41表示固定機構(gòu);
標號51表示彎曲機構(gòu);
標號52表示彎曲用輥;
標號53表示保持用輥(保持機構(gòu));
標號62表示膠帶保持部(按壓機構(gòu));
符號CL1表示軸線;
符號TP表示粘接膠帶。