專利名稱：電池制造裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在制造鋰離子電池等蓄電池時所采用的電池制造裝置。
背景技術：
比如按照下述方式制造鋰離子電池等蓄電池，該方式為涂敷正極活性物質的正 極片和涂敷負極活性物質的負極片以重合的狀態，通過絕緣材料形成的分隔片卷繞。在正負兩電極片分別卷繞前的運送過程中，在活性物質未涂敷部上焊接耳片，并 且粘貼保護該耳片的保護帶(比如，參照專利文獻1)。已有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2002-110148號公報
發明內容
但是，由于在電極片上的活性物質的涂敷間隔中產生少許偏差，故在過去通過傳 感器檢測電極片上的活性物質涂敷部和未涂敷部的邊界部位，以該邊界部位為基準，將焊 接耳片的位置定位于焊接裝置的位置。其結果是，由于已焊接的耳片的間隔也有偏差，故必 須在對應于該耳片的位置粘貼保護帶時，再次檢測該耳片或上述邊界部位的位置，以該位 置為基準將粘貼保護帶的位置定位于粘貼裝置的位置。S卩，在過去不但要求耳片焊接時的定位工序，而且必須要求保護帶粘貼時再次定 位工序，阻礙制造裝置的高速化，進而成為阻礙電池生產性的提高的阻礙因素。另外，作為在耳片焊接后對電極片再次檢測，不停止定位而粘貼保護帶的方法，人 們考慮比如，在耳片焊接后不運送電極片，而在該焊接位置接著進行粘貼保護帶的方法，或 者在規定位置的耳片焊接中，在耳片焊接完的其它的位置，同時進行粘貼保護帶的方法等。但是，在前者方法中，必須要求與正在停止的電極片上的耳片焊接位置對應，交替 地移動耳片焊接裝置和帶粘貼裝置的機構，與使電極片運動而定位的機構比較，有裝置復 雜或尺寸增大的危險。另外，電極片上的活性物質涂敷部的涂敷間隔一般在500 900mm的范圍內，根據 電池種類不同而有較大不同。由此，在采用后者方法的場合，因為確保可對應各種產品的通 用性，故在前者的基礎上，要求使帶粘貼裝置沿片運送方向較大地移動(比如，400mm)的機 構。本發明是針對上述情況而提出的，本發明的一個主要目的在于提供可謀求提高電 池生產性的電池制造裝置。下面分項對適合于解決上述課題的各方案進行說明。另外，根據需要，針對相應的 方案，附加特有的作用效果。技術方案1 一種電池制造裝置，其中，在卷繞按照規定間隔涂敷有電極材料的電 極片而制造電池時，對該電極片焊接耳片，并且粘貼保護該耳片的保護帶，其特征在于該裝置包括運送機構，其運送上述電極片；檢測機構，其可檢測通過上述運送機構運送的電極片中的電極材料涂敷部和電極 材料未涂敷部的邊界部位；片定位機構，其根據上述檢測機構的檢測結果，將上述電極片的規定位置定位停 止于片運送方向第一位置；耳片焊接機構，其在上述片運送方向第一位置，將上述耳片焊接于上述電極片 上；帶粘貼機構，其在位于距上述片運送方向第一位置規定長度的下游側的片運送方 向第二位置，與上述耳片焊接后的電極片的運送同步驅動，可將上述保護帶粘貼于運送中 的該電極片上。按照上述技術方案1，通過設置與電極片的運送同步驅動的帶粘貼機構，在耳片焊 接后對電極片再次檢測，不停止定位而可以對運送中的電極片粘貼保護帶。其結果是，可謀 求制造裝置的高速化，進而謀求提高電池生產性。此外，按照該方案，可省略在耳片焊接后，進行電極片的定位用的檢測機構和定位 機構，并且也不必設置使耳片焊接機構和帶粘貼機構移動的較大機構。其結果是，可謀求制 造裝置的簡化，整體尺寸的減小，進而謀求成本的降低。另外，在本方案中，從耳片焊接位置(片運送方向第一位置)到帶粘貼位置(片運 送方向第二位置)的距離，不依賴于所制造的品種(電極材料涂敷部的涂敷間隔)，通常是 恒定的。由此，不用使帶粘貼機構沿片運送方向移動，可對應于電極片上的電極材料涂敷部 的涂敷間隔差異很大的各種制品，通用性高。技術方案2 涉及技術方案1所述的電池制造裝置，其特征在于上述帶粘貼機構包 括旋轉體，其按照可保持上述保護帶的方式構成，并且按照與上述電極片的運送同步的方 式可旋轉地構成。按照上述技術方案2，通過比較簡單的結構，可以實現與電極片的運送同步驅動， 對運送中的電極片粘貼保護帶的方案。其結果是，可謀求制造裝備的進一步簡化。作為旋 轉體的一個例子，列舉有輥或皮帶等。技術方案3 涉及技術方案2所述的電池制造裝置，其特征在于上述旋轉體從動于 上述電極片而旋轉。在這里所說的“從動，，指通過與電極片的接觸(摩擦)，與該電極片的運送同步運 動的動作。按照上述技術方案3，不必要求使旋轉體與電極片的運送同步旋轉驅動用的復雜 的機構，可謀求制造裝置的進一步簡化等。技術方案4 涉及上述技術方案2或3所述的電池制造裝置，其特征在于從在上述 耳片的焊接中(電極片的停止中)上述旋轉體保持上述保護帶的旋轉方向第一位置到上述 旋轉體與上述電極片接觸的旋轉方向第二位置的上述旋轉體的外周面上的距離，與從上述 片運送方向第一位置到上述片運送方向第二位置的距離相同(上述規定長度)。按照上述技術方案4，在焊接于片運送方向第一位置的耳片通過此后的電極片的 運送，運送到片運送方向第二位置(與旋轉體的接觸位置)的同時，通過與耳片焊接后的電極片的運送同步的旋轉體的旋轉，運送到保持在旋轉方向第一位置的保護帶運送到旋轉方 向第二位置(與電極片的接觸位置)，在與耳片相對應的位置，粘貼保護帶。技術方案5 涉及技術方案2 4中的任何一項所述的電池制造裝置，其特征在于 在上述耳片的焊接中，在停止的上述旋轉體上保持上述保護帶。按照上述方案5，由于僅將保護帶保持在旋轉體上，故也可不減緩或停止該旋轉體 的旋轉(電極片的運送)速度等，這樣可謀求進一步提高電池生產性。另外，與在旋轉體的 旋轉動作中將保護帶保持在該旋轉體上的方案相比較，可在更適合的狀態下，將保護帶保 持在旋轉體上，于是可抑制電池品質的降低。技術方案6 涉及技術方案1 5中的任何一項所述的電池制造裝置，其特征在于 對應于上述電極片的內外兩面，設置兩個上述帶粘貼機構。按照上述方案6，由于可按照從電極片的內外兩面夾持耳片的方式粘貼保護帶，故 可制造耐久性更優良的電池。
圖1為表示電池制造裝置的結構的外觀結構圖；圖2(a)為表示電極片的結構的平面示意圖，圖2(b)為僅僅在外面上粘貼保護帶 的場合的電極片的結構的側面示意圖，圖2(c)為在內外兩個面上粘貼保護帶的場合的電 極片的結構的側面示意圖；圖3為表示耳片焊接時的電極片運送機構的主要部分的示意圖；圖4為表示耳片焊接后的片運送過程中的電極片運送機構的主要部分的示意圖；圖5為表示耳片焊接后的片運送過程中的電極片運送機構的主要部分的示意圖；圖6為表示耳片焊接后的片運送過程中的電極片運送機構的主要部分的示意圖；圖7為表示另一個實施方式的電極片運送機構的主要部分的圖。
具體實施例方式下面參照附圖對一個實施方式進行說明。首先，參照圖1對電池制造裝置30的外 觀結構進行說明。電池制造裝置30包括運送負極片的電極片運送機構31、運送正極片的電極片運 送機構32和運送分隔片的分隔片運送機構33、34。通過各片運送機構31 34運送的各片 按照各片重合的方式卷取于片卷取部35上，由此制造比如鋰蓄電池等。如圖2(a) (c)所示的那樣，通過各電極片運送機構31、32運送的電極片1 (正 極片和負極片)采用按照預定的間隔而涂敷作為電極材料的活性物質21的金屬片20。具 體來說，正極片采用比如鋁箔片，在其內外兩面上按照一定的間隔而涂敷正極活性物質。負 極片采用比如銅箔片，在其內外兩面上按照一定的間隔涂敷負極活性物質。另外，在活性物 質未涂敷部22的規定位置上焊接耳片Tb，并且按照從內外兩面夾持該耳片的方式粘貼保 護帶Tp。接著，對電極片運送機構31、32進行具體說明。另外，由于兩個電極片運送機構 31、32為相同的結構，因此在這里以負極片的電極片運送機構31為例進行說明。在下面，關 于負極片適當稱為電極片1。
在電極片運送機構31中，通過設置于片卷取部35的上游側的一對夾送輥11，將電 極片1每次按照規定量送向下游側。另外，追隨該情況，每次按照規定量將新的電極片1從 電極片輥2供給。夾送輥11構成本實施方式的運送機構和片定位機構，還具有適當調整電極片1的 運送量，并且將電極片1定位于規定位置的功能。從電極片輥2拉出的電極片1，首先經由行駛用輥3a和張力輥北，送給作為檢測 機構的檢測傳感器4的下方位置。檢測傳感器4檢測電極片1上的活性物質涂敷部(電極 材料涂敷部)21和活性物質未涂敷部(電極材料未涂敷部)22的邊界部位D。在檢測傳感器4的下游側，設置作為耳片焊接機構的耳片焊接裝置6。耳片焊接裝 置6將耳片Tb焊接于電極片1上的活性物質未涂敷部22上。另外，在耳片焊接裝置6的下游側，對應于電極片1的內面設置第1帶粘貼裝置7， 在其更下游側，對應于電極片1的外面設置第2帶粘貼裝置8。帶粘貼裝置7、8構成本實施 方式的帶粘貼機構，具有粘貼用于保護已焊接的耳片Tb的保護帶Tp的功能。帶粘貼裝置7、8包括分別從動于電極片1而旋轉的旋轉體的從動輥7a、8a ；與該 從動輥7a、8a壓接的按壓輥7b、8b。如圖3所示的那樣，從動輥7a、8a和按壓輥7b、8b分別從耳片焊接位置F3沿片運 送方向Sl (參照圖4等)，僅按照規定長度L1、L2，在下游側離開的帶粘貼位置F4、F5，按照 可與電極片1接觸的方式設置。在本實施方式中，耳片焊接位置F3相當于片運送方向第一 位置，帶粘貼位置F4、F5相當于片運送方向第二位置。通常，從動輥7a、8a和按壓輥7b、8b處于與電極片1不接觸的狀態。按壓輥7b、8b按照可沿上下方向升降的方式構成，該按壓輥7b、8b經由電極片1， 與從動輥7a、8a壓接，由此從動輥7a、8a可從動于電極片1而旋轉。在從動輥7a、8a的外周面規定位置，設置用于保持保護帶Tp的帶保持部(圖示省 略)。在該帶保持部中，形成與規定的吸引裝置連通的吸引孔。在該吸引孔中吸附保護帶 Tp,由此即使在旋轉中的從動輥7a、8a中，仍可通過其外周面保持保護帶Tp。此外，從動輥7a、8a通過圖中未表示出的彈簧機構等，沿與旋轉方向S2、S3 (參照 圖4)相反的方向偏置，按照在與電極片1非接觸的通常時，以基準姿勢的方式構成。在從 動輥7a、8a為基準姿勢的場合，相對旋轉方向S2、S3，上述帶保持部位于處在相對與電極片 1共面的片接觸位置A1、B1相差180°的相反側的基準位置A2、B2。在本實施方式中，上述 帶保持部的基準位置A2、B2相當于旋轉方向第一位置，片接觸位置Al、Bl相當于旋轉方向 第二位置。在這里，從動輥7a、8a的半周長(從上述帶保持部的基準位置A2、B2到片接觸位 置A1、B1的從動輥7a、8a的外周面上的距離)K1、K2按照分別等于從耳片焊接位置F 3到 帶粘貼位置F4、F5的距離L1、L2的方式設定。接著，對通過電池制造裝置30而進行的、向電極片1的耳片Tb的焊接工序和保護 帶Tp的粘貼工序進行具體說明。首先，通過檢測傳感器4，進行電極片1上的活性物質涂敷部21和活性物質未涂敷 部22的邊界部位D的位置檢測。接著，僅按照與檢測傳感器4的檢測結果相對應的規定量，夾持輥11運送電極片1使其停止。由此，處于活性物質未涂敷部22上的規定位置對位于耳片焊接位置F3的狀態。在耳片焊接位置F3上，通過耳片焊接裝置6，在活性物質未涂敷部22上的規定位 置焊接耳片Tb (參照圖3)。在耳片Tb的焊接中，后續工序所采用的保護帶Tp的準備也同時地進行。更具體 地說，相對以基準姿勢停止的從動輥7a、8a的帶保持部，通過圖中表未示出的帶供給機構 供給保護帶Tp。在這里，保護帶Tp在其粘接面朝向外側的狀態，吸附保持于從動輥7a、8a 的外周面上。此外，在耳片Tb的焊接中，按壓輥7b、8b分別驅動，經由電極片1壓接于從動輥 7a、8a 上。如果耳片Tb的焊接結束，則通過夾持輥11進行運送動作，運送電極片1。從動于 該動作，從動輥7a、8a也旋轉(參照圖4)。另外，如果焊接于耳片焊接位置F3的耳片Tb運 送到帶粘貼位置F4，則從動輥7a也僅按照半周長Kl (180° )而旋轉，在基準位置A2而保 持于帶保持部上的保護帶Tp運送到片接觸位置Al (參照圖5)。其結果是，不用停止電極片 1的運送，在與焊接耳片Tb的位置相對應的電極片1的內面上粘貼保護帶Tp。在這里，由于保護帶Tp的粘接力大于上述吸引裝置的吸引力，在進行保護帶Tp的 粘貼時，即使不用暫時停止吸引裝置的吸引這一復雜的控制，在電極片1上也順利地粘貼 保護帶Tp。在耳片Tb通過帶粘貼位置F4之后，按壓輥7b與電極片1離開。其結果是，從動 輥7a通過彈簧機構等偏置力返回到基準姿勢。另外，如果進行電極片1的運送，已焊接的耳片Tb運送到帶粘貼位置F5，則從動輥 8a也僅按照半周長K2( (180° )而旋轉，保護帶Tp運送到片接觸位置Bl (參照圖6)。其結 果是，與上述帶粘貼位置F4的粘貼的場合相同，不用停止電極片1的運送，而在電極片1的 外面側的耳片Tb上粘貼保護帶Tp。在耳片Tb通過帶粘貼位置F5后，按壓輥8b與電極片1離開。其結果是，從動輥 8a通過彈簧機構等偏置力返回到基準姿勢。如果經過上述各過程，耳片Tb的焊接步驟和保護帶Tp的粘貼工序完成，則最終安 裝了耳片Tb和保護帶Tp的電極片1，經由行駛用輥10和夾持輥11運送到片卷取部35。 在夾持輥11和片卷取部35之間，設置按照制造一個電池所必需的規定的長度切斷電極片 1的切割器12，通過切割器12切斷的電極片1卷取到片卷取部35上。如以上具體描述的那樣，按照本實施方式，設置與電極片1的運送同步驅動的從 動輥7a、8a，由此，在耳片Tb的焊接后對電極片1再次檢測，不停止定位而可以對運送中的 電極片1粘貼保護帶Tp。其結果是，可謀求電池制造裝置30的高速化，進而謀求提高電池 的生產性。另外，可省略在耳片Tb的焊接后，進行電極片1的定位用的檢測傳感器和定位機 構，進而也不必設置使耳片焊接裝置6和帶粘貼裝置7、8移動的大型機構。其結果是，可簡 化電池制造裝置30，使其整體尺寸減小，進而可謀求成本的降低。此外，在本實施方式中，從耳片焊接位置F3到帶粘貼位置F4、F5的距離L1、L2不 依賴于所制造的電池品種(活性物質涂敷部21的涂敷間隔)，通常是恒定的。由此，不用使 帶粘貼裝置7、8沿片運送方向Sl移動，可應對電極片1上的活性物質涂敷部21的涂敷間隔差異很大的各種制品，通用性高。還有，在本實施方式中形成下述的結構，其中在耳片Tb的焊接中，將保護帶Tp保 持于停止的從動輥7a、8a上。由此，為了將保護帶Tp保持于從動輥7a、8a上，也可不減緩 或停止該從動輥7a、8a的旋轉(電極片1的運送)速度等，這樣，可謀求進一步提高電池生 產性等效果。另外，與在從動輥7a、8a的旋轉動作中，將保護帶Tp保持在該從動輥7a、8a 上的方案相比較，可在更適合的狀態，將保護帶Tp保持在從動輥7a、8a上，這樣可抑制電池 品質的降低。再有，并不限于上述實施方式的記載內容，比如也可以如下述這樣實施。(a)在上述實施方式中，帶粘貼機構采用從動輥7a、8a，但是，并不限于此，也可采 用其它的方案。比如，也可如圖7所示的那樣構成，采用皮帶機構17、18代替從動輥7a、8a。皮帶機 構17、18分別由一對輥17a、18a和皮帶17b、18b構成，該皮帶17b、18b掛裝于該對輥17a、 18a之間作為旋轉體。并且，皮帶17b、18b伴隨所運送的電極片1進行保護帶Tp的粘貼。在采用皮帶機構17、18的場合，即使在從耳片焊接位置F3到帶粘貼位置F4、F5的 距離Li、L2增大的情況下，仍不必增加片運送方向Sl的寬度，這樣可抑制制造裝置尺寸的 增加。顯然，帶粘貼機構并不限于從動的類型，如果可與電極片1的運送同步驅動，也可 采用其它的方案。比如，也可采用下述的方案，其中針對上述實施方式，省略按壓輥7b、8b，從動輥 7a、8a不與電極片1接觸，與夾持輥11等的、電極片1的運送機構聯動地運動。(b)在上述實施方式中，形成對應于電極片1的內外兩面(參照圖2(c))，具有兩 個帶粘貼裝置7、8的結構，但是并不限于此，也可為比如，僅僅對應于電極片1的外面側 (參照圖2 (b))，只具有一個帶粘貼裝置7的方案。(c)在上述實施方式中，兩個帶粘貼裝置7、8分別設置于片運送方向Sl的不同位 置F4、F5，但是并不限于此，也可為比如，在帶粘貼位置F4的上下分別設置帶粘貼裝置，內 外同時地在電極片1上粘貼保護帶Tp的方案。(d)將從動輥7a、8a維持在基準姿勢的方案并不限于上述實施方式的彈簧機構。 比如，采用在保護帶Tp的粘貼后，通過電動機等驅動機構返回到基準姿勢的方案，或者通 過磁鐵等停止惰性地運動的從動輥7a、8a的方案等。(e)在上述實施方式中，形成下述的方案，其中在耳片Tb的焊接中，在停止的從動 輥7a、8a上保持保護帶Tp。并不限于此，也可將保護帶Tp保持在旋轉動作中的從動輥7a、 8a上的方案。比如，形成相對在耳片Tb的焊接后，伴隨所運送的電極片1而運動的從動輥 7a、8a，對應于耳片Tb到達帶粘貼位置F4、F5的時刻，轉接保護帶Tp的方案。(f)也可形成下述的方案，其中針對上述實施方式，從動輥7a、8a的半周長(從上 述帶保持部的基準位置A2、B2到片接觸位置A1、B1的從動輥7a、8a的外周面上的距離)K1、 Κ2分別按照等于從耳片焊接位置F3到帶粘貼位置F4、F5的距離Li、L2的方式設定，在耳 片Tb的焊接后的電極片1的運送開始的同時，開始從動輥7a、8a的從動。并不限于此，比 如，相對耳片Tb的焊接后的電極片1的運送開始，遲于規定時間，將按壓輥7b、8b壓接，由 此，對應于耳片Tb到達帶粘貼位置F4、F5的時刻，開始從動輥7a、8a的從動。按照該方案，可較小地設定從動輥7a、8a的直徑。
權利要求
1.一種電池制造裝置，其中，在卷繞按照規定間隔涂敷有電極材料的電極片而制造電 池時，對該電極片焊接耳片，并且粘貼保護該耳片的保護帶，其特征在于該裝置包括運送機構，其運送上述電極片；檢測機構，其可檢測通過上述運送機構運送的電極片中的電極材料涂敷部和電極材料 未涂敷部的邊界部位；片定位機構，其根據上述檢測機構的檢測結果，將上述電極片的規定位置定位停止于 片運送方向第一位置；耳片焊接機構，其在上述片運送方向第一位置，將上述耳片焊接于上述電極片上；帶粘貼機構，其在位于距上述片運送方向第一位置規定長度下游側的片運送方向的第 二位置，與上述耳片焊接后的電極片的運送同步驅動，可將上述保護帶粘貼于運送中的該 電極片上。
2.根據權利要求1所述的電池制造裝置，其特征在于上述帶粘貼機構包括旋轉體，其 按照可保持上述保護帶的方式構成，并且按照與上述電極片的運送同步的方式可旋轉地構 成。
3.根據權利要求2所述的電池制造裝置，其特征在于上述旋轉體從動于上述電極片而旋轉。
4.根據權利要求2所述的電池制造裝置，其特征在于從在上述耳片的焊接中上述旋轉 體保持上述保護帶的旋轉方向第一位置到上述旋轉體與上述電極片接觸的旋轉方向第二 位置的上述旋轉體的外周面上的距離，與從上述片運送方向第一位置到上述片運送方向第 二位置的距離相同。
5.根據權利要求3所述的電池制造裝置，其特征在于從在上述耳片的焊接中，上述旋 轉體保持上述保護帶的旋轉方向第一位置到上述旋轉體與上述電極片接觸的旋轉方向第 二位置的上述旋轉體的外周面上的距離，與從上述片運送方向第一位置到上述片運送方向 第二位置的距離相同。
6.根據權利要求2所述的電池制造裝置，其特征在于在上述耳片的焊接中，在停止的 上述旋轉體上保持上述保護帶。
7.根據權利要求3所述的電池制造裝置，其特征在于在上述耳片的焊接中，在停止的 上述旋轉體上保持上述保護帶。
8.根據權利要求4所述的電池制造裝置，其特征在于在上述耳片的焊接中，在停止的 上述旋轉體上保持上述保護帶。
9.根據權利要求5所述的電池制造裝置，其特征在于在上述耳片的焊接中，在停止的 上述旋轉體上保持上述保護帶。
10.根據權利要求1 9中的任何一項所述的電池制造裝置，其特征在于對應于上述電 極片的內外兩面，設置兩個上述帶粘貼機構。
全文摘要
本發明涉及一種電池制造裝置。本發明的課題在于提供可謀求提高電池生產性的電池制造裝置。電池制造裝置包括將耳片(Tb)焊接于電極片(1)上的耳片焊接裝置(6)；將保護帶(Tp)粘貼于電極片(1)上的帶粘貼裝置(7、8)。該帶粘貼裝置(7、8)包括與耳片(Tb)焊接后的電極片(1)的運送同步驅動且保持保護帶(Tp)的從動輥(7a、8a)。另外，通過該從動輥(7a、8a)伴隨耳片(Tb)焊接后的電極片(1)的運送而旋轉，由此在耳片(Tb)焊接后對電極片(1)再次檢測，不停止定位而可以對運送中的電極片(1)粘貼保護帶(Tp)。
文檔編號H01M10/058GK102148403SQ20101025084
公開日2011年8月10日 申請日期2010年8月6日 優先權日2010年2月4日
發明者加藤丈博 申請人:Ckd株式會社