本發(fā)明涉及用于制造卷繞有帶狀體的卷繞元件的卷繞裝置。
背景技術(shù):
卷繞元件用于卷繞規(guī)定的帶狀體來得到。作為卷繞元件,人們知道有比如用作鋰離子電池等的二次電池的類型。這種卷繞元件通過下述方式制造,該方式為:將涂敷了正極活性物質(zhì)的正電極片與涂敷了負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)電極片、以及用于將2個電極片絕緣的分隔件卷繞。兩個電極片和分隔件分別相當(dāng)于帶狀體。
在制造該卷繞元件的卷繞裝置中,從卷狀卷繞的原卷而供給的上述各電極片和分隔件分別被運送到能沿各自的運送通路而旋轉(zhuǎn)的卷芯。接著,通過該卷芯,電極片和分隔件以重合的狀態(tài)被卷繞,可獲得卷繞元件。
卷芯的與中心軸(旋轉(zhuǎn)軸)相垂直的截面呈橢圓形狀、長圓形狀、多邊形等的截面形狀,在由本身的外周面的外形線包圍的截面區(qū)域,具有長軸部和短軸部。長軸部指在與上述中心軸相垂直的截面,通過上述中心軸,并且以與上述外形線的交點為兩端的線段中的最長的部分。另外,短軸部指上述線段中的最短的部分。
另外,對于卷芯,人們知道有下述的類型,其包括沿其中心軸方向而延伸的2個芯片,至少1個芯片于與上述中心軸相垂直的方向移動,由此能調(diào)節(jié)形成于芯片之間的狹縫的寬度(比如參照專利文獻1等)。在采用這樣的卷芯的場合,電極片等的卷繞在以某程度而確保狹縫的寬度的狀態(tài)(開放狀態(tài))進行。另一方面,卷繞元件相對卷芯的取下(抽出)在移動芯片、使狹縫的寬度充分小的狀態(tài)(封閉狀態(tài))進行。由此,能謀求卷繞元件的順利的取下。
已有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:JP特開2003—335437號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
但是,在從上述中心軸方向觀看上述狹縫時,上述狹縫通常于與長軸部或短軸部延伸的方向相同的方向而延伸。另外,從開放狀態(tài)到閉鎖狀態(tài)的切換時的芯片的移動方向通常與和長軸部或短軸部相垂直的方向相同。由此,存在即使在從開放狀態(tài)切換到閉鎖狀態(tài)的情況下,卷芯中的相當(dāng)于長軸部或短軸部的部位的寬度仍幾乎不改變的危險。
對此方面進行具體描述,比如像圖23和圖24所示的那樣,在狹縫201s于與長軸部LS相同的方向而延伸,并且卷芯201的芯片201a、201b于與長軸部LS相垂直的方向而移動的場合,即使在從開放狀態(tài)切換到閉鎖狀態(tài)的情況下,卷芯201中的相當(dāng)于長軸部LS的部位的寬度WA仍幾乎不改變。另外,比如,像圖25和圖26所示的那樣,在狹縫202s于與短軸部SS相同的方向而延伸、并且卷芯202的芯片202a、202b于與短軸部SS相垂直的方向而移動的場合,即使在從開放狀態(tài)切換到閉鎖狀態(tài)的情況下,卷芯202中的相當(dāng)于短軸部SS的部位的寬度WB仍幾乎不改變。
如果像這樣,卷芯中的相當(dāng)于長軸部或短軸部的部位的寬度幾乎不改變,則在從卷芯上取下卷繞元件時,具有卷繞元件容易鉤掛于該部位的危險。如果卷繞元件鉤掛于卷芯上,則具有無法取下卷繞元件,導(dǎo)致卷繞裝置的動作停止,進而生產(chǎn)性降低的危險。另外,還具有下述的危險,即,即使在能取下卷繞元件的情況下,仍于已取下的卷繞元件的最內(nèi)周產(chǎn)生帶狀體的錯動,進而導(dǎo)致卷繞元件的品質(zhì)降低。另外,這樣的不良狀況不僅產(chǎn)生于卷繞有電極片、分隔件的卷繞元件中,而且會同樣地產(chǎn)生于卷繞有它們以外的帶狀體的卷繞元件中。
本發(fā)明是針對上述情況而提出的,本發(fā)明的目的在于提供一種卷繞裝置,其通過能進行卷繞元件相對卷芯的更加順利的取下作業(yè),能謀求生產(chǎn)性的提高,并且能更加確實地確保已獲得的卷繞元件的良好的品質(zhì)。
用于解決課題的技術(shù)方案
下面分項地對適合于解決上述目的的各技術(shù)方案進行說明。另外,根據(jù)需要,對相應(yīng)的技術(shù)方案,附加特有作用效果。
技術(shù)方案1.涉及一種卷繞裝置,該卷繞裝置包括卷芯,該卷芯具有沿本身的中心軸延伸的2個芯片,并且上述2個芯片中的至少1個能于與上述中心軸相垂直的方向來移動;
通過將上述中心軸作為旋轉(zhuǎn)軸,使上述卷芯旋轉(zhuǎn),卷繞規(guī)定的帶狀體;
其特征在于,上述卷芯伴隨上述芯片的移動,能在上述兩個芯片離開的開放狀態(tài)與上述兩個芯片接近的閉鎖狀態(tài)之間切換;
與上述中心軸相垂直的截面按照下述方式構(gòu)成,該方式為:在由外周面的外形線包圍的截面區(qū)域中,通過上述中心軸并且以與上述外形線的交點為兩端的線段中的作為最長部的長軸部和作為最短部的短軸部至少在上述開放狀態(tài)分別各存在1個,并且,
至少在上述開放狀態(tài)的上述2個芯片之間,具有上述長軸部和短軸部交叉的狹縫;
從上述開放狀態(tài)切換到上述閉鎖狀態(tài)時的上述芯片的移動方向為下述方向,該方向為,使上述閉鎖狀態(tài)下的上述截面區(qū)域的全部區(qū)域包含于上述開放狀態(tài)下的上述截面區(qū)域內(nèi)的方向,并且為與上述長軸部延伸的方向和上述短軸部延伸的方向的兩者相交叉的方向。
另外,“外周面的外形線”指表示卷芯中的卷繞有帶狀體的部位的形狀的閉合的環(huán)狀的線。比如,開放狀態(tài)的“外周面的外形線”為由兩個芯片中的卷繞有帶狀體的部位的外周面的外形線、以及與狹縫相對應(yīng)而設(shè)置且將兩個芯片的該外形線平滑地連接的假想線構(gòu)成的閉合的環(huán)狀的線。
按照上述技術(shù)方案1,能一邊使閉鎖狀態(tài)的卷芯處于比開放狀態(tài)的卷芯瘦的狀態(tài),一邊在卷芯中的相當(dāng)于長軸部的部位和相當(dāng)于短軸部的部位的兩者處,能有效地減少寬度。由此,在從卷芯上取下卷繞有帶狀體的卷繞元件時,卷繞元件難以鉤掛于卷芯上,能更加順利地從卷芯上取下卷繞元件。其結(jié)果是,卷繞元件的取下錯誤難以產(chǎn)生,能謀求生產(chǎn)性的提高。另外,能抑制伴隨取下,在卷繞元件的最內(nèi)周使帶狀體產(chǎn)生錯動的情況,能更加確實地確保已獲得的卷繞元件的良好的品質(zhì)。
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,從上述開放狀態(tài)切換到上述閉鎖狀態(tài)時的上述芯片的移動方向為,沿將上述兩個芯片的相對面的寬度方向中心連接的假想線的方向。
按照上述技術(shù)方案2,比如在兩個芯片的相對面的寬度相等的場合,于閉鎖狀態(tài)處于沿上述假想線方向,使兩相對面的全部區(qū)域分別相對的狀態(tài)。另外,比如在一個相對面的寬度小于另一相對面的寬度的場合,于閉鎖狀態(tài)處于沿上述假想線方向,一個相對面的全部區(qū)域與另一相對面相對的狀態(tài)。即,按照上述技術(shù)方案2,在處于閉鎖狀態(tài)時,兩個相對面不處于沿狹縫延伸的方向而相互錯開的狀態(tài)。于是,在從開放狀態(tài)切換到閉鎖狀態(tài)時,能更加確實地防止卷芯中的與兩相對面相對應(yīng)的部位的寬度增加的情況。其結(jié)果是,能進一步順利地從卷芯上取下卷繞元件,能更加有效地謀求生產(chǎn)性的提高等的效果。
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,上述開放狀態(tài)的上述截面區(qū)域呈多邊形狀或非圓形狀;
上述閉鎖狀態(tài)的上述截面區(qū)域按照呈與上述開放狀態(tài)的上述截面區(qū)域相同的多邊形狀或非圓形狀的方式構(gòu)成。
另外,“相同”不指嚴(yán)格的相同形狀,而指開放狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)的兩者的截面區(qū)域的大致形狀相同。但是,在閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域中,除去下述場合,該場合為,形成于開放狀態(tài)的截面區(qū)域不存在的高差等。比如,在開放狀態(tài)的截面區(qū)域為橢圓的場合,閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域不必為嚴(yán)格的橢圓,能為接近橢圓、外形線不具有高差等的形狀。
按照上述技術(shù)方案3,閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域按照形成與開放狀態(tài)的截面形狀相同的多邊形狀或非圓形狀的方式構(gòu)成。于是,與伴隨從開放狀態(tài)到閉鎖狀態(tài)的切換,截面區(qū)域的形狀顯著地變化的場合相比較,能更加容易地從卷芯上取下卷繞元件。由此,能更進一步有效地謀求生產(chǎn)性的提高等的效果。
附圖說明
圖1為表示電池元件的外觀結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;
圖2為表示卷繞裝置的外觀結(jié)構(gòu)圖;
圖3為卷繞部的外觀結(jié)構(gòu)圖;
圖4為開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖5為閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖6為表示驅(qū)動機構(gòu)的外觀結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;
圖7為表示使分隔件穿過移到卷繞位置的空卷芯的狹縫的狀態(tài)的卷繞裝置的動作說明圖;
圖8為表示切斷分隔件的狀態(tài)的卷繞裝置的動作說明圖;
圖9為表示將卷芯從開放狀態(tài)切換到閉鎖狀態(tài)的狀態(tài)的卷繞裝置的動作說明圖;
圖10為表示取下電池元件的狀態(tài)的卷繞裝置的動作說明圖;
圖11為表示另一實施方式的開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖12為表示另一實施方式的閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖13為表示還一實施方式的開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖14為表示還一實施方式的閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖15為表示又一實施方式的開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖16為表示又一實施方式的閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖17為表示再一實施方式的開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖18為表示再一實施方式的閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖19為表示另一實施方式的開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖20為表示另一實施方式的閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖21為表示還一實施方式的開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖22為表示還一實施方式的閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖23為表示已有技術(shù)的開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖24為表示已有技術(shù)的閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖25為表示已有技術(shù)的開放狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖;
圖26為表示已有技術(shù)的閉鎖狀態(tài)的卷芯的剖面示意圖。
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,對通過卷繞裝置而獲得的作為卷繞元件的鋰離子電池元件的結(jié)構(gòu)進行說明。
像圖1所示的那樣,鋰離子電池元件1(在下面簡稱為“電池元件1”)通過下述方式制造,該方式為:經(jīng)由2個分隔片2、3,正電極片4和負(fù)電極片5以重合的狀態(tài)卷繞。在本實施方式中,分隔件2、3和電極片4、5分別相當(dāng)于帶狀體。另外,在圖1中,為了便于說明,分隔片2、3和電極片4、5(在下面在將它們統(tǒng)稱的場合,稱為“各種片2~5”)相互間隔開地表示。
分隔片2、3分別呈具有同一寬度的帶狀,由聚丙烯(PP)等的絕緣體構(gòu)成,以便防止不同的電極片4、5之間相互接觸,產(chǎn)生短路的情況。
電極片4、5由薄板狀的金屬片構(gòu)成,具有與分隔片2、3基本相同的寬度。另外,在電極片4、5的內(nèi)外兩個面上涂敷活性物質(zhì)。正電極片4采用比如鋁箔片,在其內(nèi)外兩個面上涂敷正極活性物質(zhì)(比如錳酸鋰顆粒等)。負(fù)電極片5采用比如銅箔片,在其內(nèi)外兩個表面上涂敷負(fù)極活性物質(zhì)(比如活性碳等)。另外,經(jīng)由活性物質(zhì)能進行正電極片4和負(fù)電極片5之間的離子交換。更具體地說,在充電時,離子從正電極片4側(cè)移向負(fù)電極片5側(cè),在放電時,離子從負(fù)電極片5側(cè)移向正電極片4側(cè)。
另外,在圖中未示出的多個正極引線從正電極片4的寬度方向一端緣而伸出,并且在圖中未示出的多個負(fù)極引線從負(fù)電極片5的寬度方向另一端緣而伸出。
在獲得鋰離子電池時,電池元件1設(shè)置于由金屬制成的呈筒狀的在圖中未示出的電極容器(外殼)內(nèi)部,并且分別匯集正電極引線和負(fù)電極引線。另外,所匯集的正電極引線與正極端子部件(在圖中未示出)連接,并且所匯集的負(fù)電極引線與負(fù)極端子部件(在圖中未示出)連接,兩個端子部件以將上述電池容器的兩端開口閉塞的方式設(shè)置,由此能獲得鋰離子電池。
下面對用于制造電池元件1的卷繞裝置10進行說明。像圖2所示的那樣,卷繞裝置10包括:用于卷繞各種片2~5的卷繞部11;正電極片供給機構(gòu)31,該正電極片供給機構(gòu)31用于將正電極片4供給到卷繞部11;負(fù)電極片供給機構(gòu)41,該負(fù)電極片供給機構(gòu)41用于將負(fù)電極片5供給到卷繞部11;分隔件供給機構(gòu)51、61,該分隔件供給機構(gòu)51、61分別用于將分隔件2、3供給到卷繞部11。
正電極片供給機構(gòu)31包括正電極片4呈卷狀而卷繞的正電極片原卷32。正電極片原卷32以能自由旋轉(zhuǎn)的方式被支承,可從此處適當(dāng)?shù)爻槌稣姌O片4。
另外,正電極片供給機構(gòu)31具有片插入機構(gòu)71和片切斷用切割器72。
片插入機構(gòu)71將正電極片4供給到卷繞部11,按照能沿正電極片4的運送通路移動到接近卷繞部11的接近位置、與和卷繞部11離開的離開位置的方式構(gòu)成。片插入機構(gòu)71包括持握正電極片4的一對夾具71a、71b。夾具71a、71b按照能通過在圖中未示出的驅(qū)動機構(gòu)進行開閉動作的方式構(gòu)成。另外,在將正電極片4供給到卷繞部11時,通過夾具71a、71b持握正電極片4,然后片插入機構(gòu)71接近卷繞部11。
片切斷用切割器72用于切斷正電極片4,其包括分別位于正電極片4的內(nèi)外兩側(cè)的一對刃部72a、72b。片切斷用切割器72按照能在下述位置之間移動的方式構(gòu)成,該位置分別為,以該對刃部72a、72b夾持正電極片4的方式定位的片切斷位置、退避到正電極片4的運送通路之外的退避位置。
另外,正電極片4的切斷在通過上述夾具71a、71b持握正電極片4的狀態(tài)進行。另外,在片插入機構(gòu)71朝向卷繞部11側(cè)接近而移動,以便將正電極片4供給到卷繞部11時,一對刃部72a、72b分別與正電極片4的運送通路離開,由此不阻礙片插入機構(gòu)71的移動。
負(fù)電極片供給機構(gòu)41在其最上游側(cè)包括將負(fù)電極片5呈卷狀而卷繞的負(fù)電極片原卷42。負(fù)電極片原卷42能旋轉(zhuǎn)地被支承,從這里適當(dāng)?shù)爻槌鲐?fù)電極片5。
此外,在從負(fù)電極片原卷42到卷繞部11的負(fù)電極片5的運送通路的中途,與正電極片4的運送通路相同設(shè)置片插入機構(gòu)71和片切斷用切割器72。由于它們的各種結(jié)構(gòu)與設(shè)置于正電極片4的運送通路上的場合相同,故其具體的說明省略。
另一方面,分隔件供給機構(gòu)51、61分別包括分隔件原卷52、62,在該分隔件原卷52、62中呈卷狀而卷繞分隔件2、3。分隔件原卷52、62能自由旋轉(zhuǎn)地被支承,從這里適當(dāng)?shù)爻槌龇指艏?、3。
再有,在各種片2~5的供給通路的中途設(shè)置使各種片2~5匯集的一對導(dǎo)向輥78a、78b等用于對各種片2~5進行導(dǎo)向的各種導(dǎo)向輥(標(biāo)號省略)。
下面對卷繞部11的結(jié)構(gòu)進行說明。像圖3所示的那樣,卷繞部11包括:轉(zhuǎn)臺12,該轉(zhuǎn)臺12由以能通過在圖中未示出的驅(qū)動機構(gòu)而旋轉(zhuǎn)的相對的2個圓盤狀的臺構(gòu)成;2個卷芯13、14,該2個卷芯13、14于該轉(zhuǎn)臺12的旋轉(zhuǎn)方向以180°的間隔而設(shè)置;2個支承輥15a、15b,該2個支承輥15a、15b設(shè)置于相對該卷芯13、14,分別于轉(zhuǎn)臺12的旋轉(zhuǎn)方向每次錯開基本90°的位置;分隔件用切割器16,該分隔件用切割器16用于切斷分隔件2、3;按壓輥17,該按壓輥17用于按壓卷繞后的各種片2~5的不整齊部分;膠帶粘貼機構(gòu)18,該膠帶粘貼機構(gòu)18用于粘貼規(guī)定的固定用膠帶(在圖中未示出)。
卷芯13、14分別用于在本身的外周側(cè)卷取各種片2~5,按照能通過在圖中未示出的驅(qū)動機構(gòu),以本身的中心軸作為旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)的方式構(gòu)成。另外,卷芯13、14按照能沿轉(zhuǎn)臺12的軸線方向(圖3等的紙面進深方向),相對構(gòu)成轉(zhuǎn)臺12的一個臺而出沒的方式設(shè)置。
此外,卷芯13、14按照通過臺12的旋轉(zhuǎn),能在卷繞位置P1與取下位置P2之間旋轉(zhuǎn)運動的方式構(gòu)成。
卷繞位置P1為相對一個卷芯13、14卷繞各種片2~5的位置,將各種片2~5分別從上述各供給機構(gòu)31、41、51、61供給到上述卷繞位置P1。
取下位置P2為用于取下卷繞后的各種片2~5,即電池元件1的位置。在取下位置P2的周邊部設(shè)置用于從卷芯13、14上取下電池元件1的取下裝置(在圖中未示出)等。
另外,本實施方式的卷芯13(14)像圖4所示的那樣,包括沿本身的中心線CL方向(圖4的紙面進深方向)而延伸的一對芯片13a、13b(14a、14b)。在本實施方式中,一對芯片13a、13b(14a、14b)呈以上述中心軸CL為對稱軸而旋轉(zhuǎn)對稱的形狀,各芯片13a、13b(14a、14b)的相對面的寬度相等。
此外,在各芯片13a、13b(14a、14b)之間形成狹縫13s(14s)。狹縫13s(14s)分別于與后述的長軸部LS和短軸部SS的雙方交叉的方向而延伸。另外,各芯片13a、13b(14a、14b)按照能沿與上述中心軸CL相垂直,并且能調(diào)節(jié)狹縫13s(14s)的寬度的方向而移動的方式構(gòu)成。在下面具體地對各芯片13a、13b(14a、14b)的移動方向進行說明。
還有,作為移動各芯片13a、13b(14a、14b)的機構(gòu),比如能列舉圖6所示的那樣的芯片驅(qū)動機構(gòu)91。芯片驅(qū)動機構(gòu)91對應(yīng)于兩芯片13a、13b(14a、14b)而設(shè)置,包括:支承部92,該支承部92在能滑動的狀態(tài)支承芯片13a、13b(14a、14b)的基部;桿狀部93,該桿狀部93能沿芯片13a、13b(14a、14b)延伸的方向而往復(fù)運動;輥部94,該輥部94安裝于芯片13a、13b(14a、14b)上,并且通過在圖中未示出的偏置部件,壓接于桿狀部93的前端傾斜面上。另外,伴隨桿狀部93的往復(fù)運動,輥部94移動,由此各芯片13a、13b(14a、14b)移動。另外,在這里給出的芯片驅(qū)動機構(gòu)91到底為移動各芯片13a、13b(14a、14b)的機構(gòu)的一個例子,移動各芯片13a、13b(14a、14b)的機構(gòu)并不限于此。
還有,伴隨各芯片13a、13b(14a、14b)的移動,能在各芯片13a、13b(14a、14b)之間接近的閉鎖狀態(tài)(參照圖5)、與各芯片13a、13b(14a、14b)之間離開的開放狀態(tài)(參照圖4)切換。另外,為了便于圖示,在表示閉鎖狀態(tài)的各圖(圖5等)中,在芯片13a、13b(14a、14b)之間未形成間隙,但是,也能在實際的閉鎖狀態(tài),于芯片13a、13b(14a、14b)之間形成若干的間隙。
另外,按照下述方式構(gòu)成,該方式為:在至少開放狀態(tài),于由與上述中心軸CL正交的截面的卷芯13(14)的外周面的外形線包圍的截面區(qū)域SA1(圖4中的帶有散點圖案的區(qū)域),分別僅具有1個通過上述中心軸CL并以與上述外形線的交點作為兩端的線段中的最長部的長軸部LS和最短部的短軸部SS。在本實施方式中,開放狀態(tài)的截面區(qū)域SA1呈橢圓狀。
另一方面,按照下述方式構(gòu)成,該方式為:像圖5所示的那樣,由閉鎖狀態(tài)的卷芯13(14)的外周面的外形線包圍的截面區(qū)域SA2(圖5中的帶有格子圖案的區(qū)域)呈與開放狀態(tài)的截面區(qū)域SA1相同的多邊形或非圓形狀,在本實施方式中,呈橢圓狀。
另外,“相同”不指嚴(yán)格的相同的形狀,而指開放狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)的兩者的截面區(qū)域SA1、SA2的大致形狀相同。在本實施方式中,開放狀態(tài)的截面區(qū)域SA1為完全的橢圓,但是,閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域SA2雖然不為完全的橢圓狀,但是為接近橢圓,并且與截面區(qū)域SA1相同,于外形線不具有高差等的形狀。在本實施方式中,將這樣的相對截面區(qū)域SA1的形狀,使截面區(qū)域SA2的形狀類似的狀態(tài)規(guī)定為“相同”。
此外,關(guān)于芯片13a、13b(14a、14b)的移動方向,至少從開放狀態(tài)切換到閉鎖狀態(tài)時的芯片13a、13b(14a、14b)的移動方向滿足下述(1)和(2)。
(1)閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域SA2的全部區(qū)域包含在開放狀態(tài)的截面區(qū)域SA1內(nèi)的方向。
(2)與長軸部LS延伸的方向和短軸部SS延伸的方向的兩者相對,處于交叉的方向。
另外,在本實施方式中,按照不但滿足上述(1)和(2),還滿足下述(3)的方式構(gòu)成。
(3)沿將兩芯片13a、13b(14a、14b)的相對面的寬度方向中心CP1、CP2連接的假想線VL的方向。
在本實施方式中,一邊滿足上述(3),一邊通過各芯片13a、13b(14a、14b)的相對面的寬度分別相等,于閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域SA2的外形線上沒有形成高差等,進而截面區(qū)域SA2呈與截面區(qū)域SA1相同的多邊形狀或非圓形狀。
返回到圖3,支承輥15a、15b用于在移動到取下區(qū)域P2的卷芯13、14與上述供給機構(gòu)31、41、51、61之間,掛繞、支承分隔件2、3。
分隔件用切割器16設(shè)置于卷繞位置P1的附近,能在接近轉(zhuǎn)臺12且切斷分隔件2、3的切斷位置、以及與轉(zhuǎn)臺12離開且不妨礙卷芯13、14的移動的退避位置之間移動。
按壓輥17設(shè)置于取下位置P2的附近,按照能在接近轉(zhuǎn)臺12且按壓各種片2~5的接近位置;以及與轉(zhuǎn)臺12離開且不妨礙卷芯13、14的移動的退避位置之間移動的方式構(gòu)成。
膠帶粘貼機構(gòu)18設(shè)置于取下位置P2的附近,在卷繞結(jié)束時接近轉(zhuǎn)臺12,具有將上述固定用膠帶粘貼于分隔件2、3的終端部的功能。
下面具體地對卷繞部11的電池元件1的卷繞步驟進行說明。在這里,具體地對下述過程進行詳細說明。該過程為,沿從相對一個卷芯13(14),將1個電池元件1的量的各種片2~5的卷繞基本完成的階段,到開始將各種片2~5卷繞于另一卷芯14(13)上的過程。
如果相對位于卷繞位置P1的一個卷芯13(14),將各種片2~5以規(guī)定長度而卷繞,則卷芯13的旋轉(zhuǎn)臨時停止,通過正電極片供給機構(gòu)31的片插入機構(gòu)71持握正電極片4,然后,通過片切斷用切斷器72切斷正電極片4。
接著,如果一個卷芯13(14)的旋轉(zhuǎn)再次開始,負(fù)電極片5等以某程度卷繞,則再次臨時停止另一卷芯13(14)的卷繞。然后,通過負(fù)電極片供給機構(gòu)41的片插入機構(gòu)71持握負(fù)電極片5,然后,通過片切斷用切割器72切斷負(fù)電極片5。
然后,通過使一個卷芯13(14)的旋轉(zhuǎn)再次開始以卷取電極片4、5的終端部分(卷繞剩余部分)。
之后,不停止一個卷芯13(14)的旋轉(zhuǎn)動作,轉(zhuǎn)臺12旋轉(zhuǎn)。由此,一邊位于卷繞位置P1的一個卷芯13(14)從分隔件供給機構(gòu)51、61抽出分隔件2、3,一邊移向取下位置P2側(cè)。另一方面,位于取下位置P2的另一卷芯14(13)在沒入轉(zhuǎn)臺12中的一個臺中的狀態(tài)移向卷繞位置P1側(cè)。另外,在一個卷芯13(14)設(shè)置于取下位置P2,另一卷芯14(13)設(shè)置于卷繞位置P1的狀態(tài),轉(zhuǎn)臺12的旋轉(zhuǎn)停止。
如果處于該狀態(tài),則處于從導(dǎo)向輥78a、78b到一個卷芯13(14)而設(shè)置的分隔件2、3掛繞于支承輥15b(15a)上,在該支承輥15b(15a)和導(dǎo)向輥78a、78b之間,分隔件2、3筆直地拉伸的狀態(tài)(參照圖7)。
在該狀態(tài),使按壓輥17接近一個卷芯13(14),通過按壓輥17按壓各種片2~5,然后,分隔件用切割器16接近分隔件2、3,由此,切斷分隔件2、3(參照圖8)。
在切斷分隔件2、3后,在通過按壓輥17按壓各種片2~5的狀態(tài),使一個卷芯13(14)旋轉(zhuǎn)。由此,各種片2~5的終端部分沒有參差不齊地完全被卷取。然后,通過膠帶粘貼機構(gòu)18,借助上述固定用膠帶將分隔件2、3的終端部的卷繞終止。
在卷繞終止后,按壓輥17返回到原始的位置,并且通過上述芯片驅(qū)動機構(gòu)91,將一個卷芯13(14)從開放狀態(tài)切換到閉鎖狀態(tài)(參照圖9)。然后,在維持于閉鎖狀態(tài),通過上述取下裝置,從一個卷芯13(14)抽出電池元件1(參照圖10)。在抽出電池元件1后,一個卷芯13(14)從閉鎖狀態(tài)切換到開放狀態(tài),然后相對轉(zhuǎn)臺12而沒入。
還有,在切斷分隔件2、3之前,在另一卷芯14(13)到達卷繞位置P1的初始狀態(tài),處于設(shè)置于上述支承輥15b(15a)和導(dǎo)向輥78a、78b之間的分隔件2、3的縱向、與另一卷芯14(13)的狹縫14s(13s)的貫通方向基本平行的狀態(tài)(參照圖7)。
在該狀態(tài),另一卷芯14(13)從構(gòu)成轉(zhuǎn)臺12的一個臺而突出。由此,處于在另一卷芯14(13)的狹縫14s(13s)內(nèi)穿有分隔件2、3的狀態(tài)。另外,另一卷芯14(13)以規(guī)定量而旋轉(zhuǎn),由此,分隔件2、3以規(guī)定量卷繞于另一卷芯14(13)的外周上。然后,相對卷繞有該分隔件2、3的另一卷芯14(13),依次供給通過片插入機構(gòu)71而持握的電極片4、5,各種片2~5卷繞于另一卷芯14(13)上。
之后,反復(fù)進行上述的步驟,通過將各種片2~5交替地卷繞于卷芯13、14上,依次制造電池元件1。
像以上具體描述的那樣,按照本實施方式,能一邊使閉鎖狀態(tài)的卷芯13、14處于比開放狀態(tài)的卷芯13、14瘦的狀態(tài),一邊能有效地減少卷芯13、14中的相當(dāng)于長軸部LS的部位和相當(dāng)于短軸部SS的部位的兩者(全周方向)的寬度。由此,在從卷芯13、14上取下電池元件1時,電池元件1難以勾掛于卷芯13、14上,能更加順利地從卷芯13、14上取下電池元件1。其結(jié)果是,難以產(chǎn)生電池元件1的取下錯誤,能謀求生產(chǎn)性的提高。另外,伴隨取下,能抑制在電池元件1的最內(nèi)周,分隔件2、3或電極片4、5產(chǎn)生錯開的情況,能更加可靠地確保已獲得的電池元件1的良好的品質(zhì)。
另外,按照本實施方式,由于在假想線VL方向使芯片13a、13b(14a、14b)移動,故在處于閉鎖狀態(tài)時,芯片13a、13b(14a、14b)的兩相對面不處于沿狹縫13s(14s)的延伸方向而相互錯開的狀態(tài)。于是,在從開放狀態(tài)到閉鎖狀態(tài)的切換時,能更加確實地防止卷芯13、14的與上述兩相對面相對應(yīng)的部位的寬度增加的情況。其結(jié)果是,能更進一步順利地從卷芯13、14上取下電池元件1,能進一步有效地謀求生產(chǎn)性的提高等的效果。
此外,閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域SA2按照呈與開放狀態(tài)的截面區(qū)域SA1相同的多邊形狀或非圓形狀的方式構(gòu)成。于是,與伴隨從開放狀態(tài)到閉鎖狀態(tài)的切換,截面區(qū)域SA2的形狀相對截面區(qū)域SA1的形狀,顯著地變化的場合相比較,能從卷芯13、14上更加容易地取下電池元件1。由此,能更進一步有效地謀求生產(chǎn)性的提高等的效果。
另外,并不限于上述實施方式的記載內(nèi)容,比如也能像下述那樣而實施。顯然,在下面沒有列舉的其它的應(yīng)用例子、變形例子也是當(dāng)然可能的。
(a)在上述實施方式中,卷芯13(14)按照截面區(qū)域SA1、SA2呈橢圓形狀的方式構(gòu)成,但是,截面區(qū)域SA1、SA2的形狀并不限定于此。
于是,比如,也能像圖11和圖12所示的那樣,按照截面區(qū)域SA1、SA2分別呈截面長圓形狀的方式構(gòu)成卷芯81。另外,圖11、13、15、17、19、21等分別表示開放狀態(tài),圖12、14、16、18、20、22分別表示閉鎖狀態(tài)。另外,在圖11~22中,在截面區(qū)域SA1帶有散點圖案,在截面區(qū)域SA2帶有格子圖案。
還有,比如,像圖13和圖14所示的那樣,按照截面區(qū)域SA1、SA2呈多邊形形狀(在本例子中給出截面八邊形狀,但是,比如也能為六邊形狀等)的方式構(gòu)成卷芯82。
另外,也能比如,像圖15和圖16所示的那樣,按照截面區(qū)域SA1、SA2呈菱形狀的方式構(gòu)成卷芯83。
(b)在上述(a)和上述實施方式中,按照長軸部LS和短軸部SS相垂直的方式構(gòu)成,但是,也能像圖17和圖18所示的那樣,按照長軸部LS和短軸部SS不相垂直的方式構(gòu)成卷芯84。
(c)在上述(a)、(b)與上述實施方式中,按照一個芯片13a、14a、81a、82a、83a、84a和另一芯片13b、14b、81b、82b、83b、84b的雙方能移動,通過它們的移動,能切換到開放狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)(即,能調(diào)節(jié)狹縫13s、14s、81s、82s、83s、84s的寬度)的方式構(gòu)成。也能相對該情況,像圖19和圖20所示的那樣,僅僅移動兩個芯片85a、85b中的一個(在本例子中為芯片85b),通過一個芯片85b的移動,在開放狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)之間切換(即,能調(diào)節(jié)狹縫85s的寬度)。
(d)在上述(a)、(b)與上述實施方式中,閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域SA2按照呈與開放狀態(tài)的截面區(qū)域SA1相同的多邊形狀或非圓形狀的方式構(gòu)成(即圖11~18所示的卷芯81~84滿足上述技術(shù)手段3)。但是,不必一定像這樣構(gòu)成。于是,按照下述構(gòu)成,該方式為:比如,像圖21和圖22所示的那樣,通過調(diào)節(jié)卷芯86的芯片86a、86b的移動方向,在閉鎖狀態(tài)的截面區(qū)域SA2中,存在不位于開放狀態(tài)的截面區(qū)域SA1的外形線上的高差等,也能按照截面區(qū)域SA2呈不與截面區(qū)域SA1相同的形狀的方式構(gòu)成。
(e)在上述實施方式中,卷繞部11為具有2個卷芯13、14的結(jié)構(gòu),但是,卷芯的數(shù)量并不限于此,也能為具有1個或3個以上的卷芯的結(jié)構(gòu)。另外,在卷芯為1個的場合,能省略轉(zhuǎn)臺12等。
(f)在上述實施方式中,通過卷繞裝置10制造鋰離子電池的電池元件1,但是,通過卷繞裝置10而制造的卷繞元件并不限于此,比如,也能制造電解電容器的卷繞元件等。
(g)分隔件2、3、電極片4、5的材質(zhì)并不限定于上述實施方式。比如,在上述實施方式中,通過PP形成分隔件2、3,但是也能通過其它的絕緣性材料形成分隔件2、3。另外,比如,也能適當(dāng)改變涂敷于電極片4、5上的活性物質(zhì)。
(h)在上述實施方式中,按照各種片2~5直接地卷繞于卷芯13、14的外周上的方式構(gòu)成,但是,也能按照于卷芯13、14的外周上設(shè)置筒狀的卷芯芯體(core)(在圖中未示出),在該卷芯芯體上卷繞各種片2~5的方式構(gòu)成。
標(biāo)號的說明:
標(biāo)號1表示電池元件(卷繞元件);
標(biāo)號2、3表示分隔件(帶狀體);
標(biāo)號4表示正電極片(帶狀體);
標(biāo)號5表示負(fù)電極片(帶狀體);
標(biāo)號10表示卷繞裝置;
標(biāo)號13、14表示卷芯;
標(biāo)號13a、13b,14a、14b表示芯片;
標(biāo)號13s、14s表示狹縫;
標(biāo)號LS表示長軸部;
標(biāo)號SA1,SA2表示截面區(qū)域;
標(biāo)號SS表示短軸部;
標(biāo)號VL表示假想線。