JP5831488B2 - Battery resin sheet processing apparatus and processing method - Google Patents
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Description
本発明は電池用樹脂シートの加工装置および加工方法に関する。 The present invention relates to a battery resin sheet processing apparatus and method.
近年、大気汚染や地球温暖化に対処するため、二酸化炭素量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が盛んに行われている。 In recent years, in order to cope with air pollution and global warming, reduction of the amount of carbon dioxide has been strongly desired. In the automobile industry, there is a great expectation for reducing carbon dioxide emissions by introducing electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV), and the development of secondary batteries for motor drive that holds the key to commercialization of these is thriving. Has been done.
モータ駆動用二次電池としては、携帯電話やノートパソコン等に使用される民生用リチウムイオン二次電池と比較して極めて高い出力特性、および高いエネルギを有することが求められている。したがって、全ての電池の中で最も高い理論エネルギを有するリチウムイオン二次電池(一つの二次電池を単電池と称する)を直列に積層した双極型二次電池が注目を集めており、現在急速に開発が進められている。 As a secondary battery for driving a motor, it is required to have extremely high output characteristics and high energy as compared with a consumer lithium ion secondary battery used for a mobile phone, a notebook personal computer or the like. Therefore, a bipolar secondary battery in which lithium ion secondary batteries having the highest theoretical energy among all batteries (one secondary battery is referred to as a single battery) are stacked in series is attracting attention. Development is underway.
電池用セパレータを切断する技術としては、帯状セパレータの巻き出し機構から巻き出されるセパレータを所定寸法に切断し間欠的に送り出す送り出し機構が開示されている(特許文献1)。 As a technique for cutting a battery separator, a feeding mechanism is disclosed in which a separator unwound from a belt separator unwinding mechanism is cut into a predetermined size and intermittently fed (Patent Document 1).
しかし、電池用セパレータは金属と比較して導電性が低い材料からなるため、巻き出し機構から送り出す工程を含む切断装置では、セパレータは静電気を帯びる。また、電池用セパレータは薄く、しわが発生しやすい。そのため、セパレータを切断するときに、セパレータにしわが発生し、電池を組んだとき電気抵抗が増加するおそれがある。 However, since the battery separator is made of a material having lower conductivity than that of a metal, the separator is charged with static electricity in a cutting apparatus including a step of feeding out from the unwinding mechanism. In addition, the battery separator is thin and wrinkles easily. Therefore, when the separator is cut, wrinkles are generated in the separator, and the electric resistance may increase when the battery is assembled.
上記課題を解決するために、本発明に係る電池用樹脂シートの加工装置は、吸着手段と、切断手段と、可動吸着手段と、支持部と、送り出し手段とを有する。吸着手段は、吸着する面が水平かつ同じ高さに設定されることで互いに隣接する第一吸着部および第二吸着部で、送り出された樹脂シートを吸着し、樹脂シートのしわの発生を抑制する。切断手段は、吸着手段に吸着された樹脂シートを第一吸着部と第二吸着部との間で切断する。可動吸着手段は、第一吸着部上の切断された樹脂シートを吸着面で吸着し、第二吸着部上へ搬送する。支持部は、樹脂シートを支持しながら上下に移動可能に設けられる。送り出し手段は、支持部を通して樹脂シートを第一吸着部上へ送り出す。さらに、支持部は、支持する前記樹脂シートが第一吸着部および第二吸着部の吸着する面と同じ高さ以下となる点を最下点として移動可能である。また、吸着手段は、前記切断手段により切断された前記樹脂シートの、第一吸着部での吸着が解除された後に、可動吸着手段により第二吸着部上へ搬送された樹脂シートを第二吸着部で吸着させ、第一吸着部で樹脂シートを吸着する前に支持部が前記樹脂シートを支持しながら最下点まで移動し、その後第一吸着部に樹脂シートを吸着させることにより、第一吸着部および第二吸着部で樹脂シートを吸着する。 In order to solve the above-described problems, a battery resin sheet processing apparatus according to the present invention includes an adsorbing unit, a cutting unit, a movable adsorbing unit, a support unit, and a delivery unit. Adsorption means adsorbs the delivered resin sheet at the first adsorbing part and the second adsorbing part adjacent to each other by setting the adsorbing surface to be horizontal and at the same height, and suppresses wrinkling of the resin sheet To do. The cutting means cuts the resin sheet adsorbed by the adsorption means between the first adsorption part and the second adsorption part. The movable adsorbing means adsorbs the cut resin sheet on the first adsorbing part on the adsorbing surface, and conveys it onto the second adsorbing part. The support portion is provided to be movable up and down while supporting the resin sheet. The delivery means feeds the resin sheet onto the first adsorption part through the support part. Further, the support portion is movable point at which the resin sheet to support becomes less the same height as the suction surfaces of the first adsorption unit and a second adsorption section as nadir. The adsorbing means is configured to adsorb the resin sheet conveyed by the movable adsorbing means onto the second adsorbing portion after the adsorbing at the first adsorbing portion of the resin sheet cut by the cutting means is released. The support part moves to the lowest point while supporting the resin sheet before adsorbing the resin sheet at the first adsorbing part, and then adsorbs the resin sheet to the first adsorbing part. The resin sheet is adsorbed by the adsorption part and the second adsorption part.
本発明に係る電池用樹脂シートの加工装置によれば、比較的導電性が低いセパレータや樹脂集電体といった樹脂シートをしわの発生を抑えながら切断できるため、電池に組んだときの電気抵抗の増加を抑制することができる。 According to the battery resin sheet processing apparatus of the present invention, the resin sheet such as a separator or a resin current collector having relatively low conductivity can be cut while suppressing the generation of wrinkles. Increase can be suppressed.
以下に、本発明に係る電池用樹脂シートの加工装置および加工方法について実施形態により詳細に説明する。樹脂シートとしては、導電性がより低い絶縁体からなるセパレータが最適である。そこで、以下、樹脂シートの例として双極型のリチウムイオン二次電池(以下、「積層型電池」と称する)に用いられるセパレータに関して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、樹脂シートは、他の電池に用いられるセパレータや、電池に用いられる樹脂集電体であってもよい。なお、以下参照する図面では、積層型電池の構成要素の形状、厚さ等を誇張しているが、これは発明の理解を容易にするためである。 The battery resin sheet processing apparatus and method according to the present invention will be described below in detail with reference to embodiments. As the resin sheet, a separator made of an insulator having lower conductivity is optimal. Thus, a separator used in a bipolar lithium ion secondary battery (hereinafter referred to as “stacked battery”) will be described below as an example of a resin sheet, but the present invention is not limited to this. That is, the resin sheet may be a separator used for other batteries or a resin current collector used for batteries. In the drawings to be referred to below, the shape, thickness and the like of the components of the stacked battery are exaggerated for the purpose of facilitating understanding of the invention.
図1は、本発明の実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置および加工方法によって加工された樹脂シートが用いられる積層型電池の外観図である。図2は、図1に示す積層型電池の断面図である。 FIG. 1 is an external view of a stacked battery in which a resin sheet processed by a battery resin sheet processing apparatus and a processing method according to an embodiment of the present invention is used. 2 is a cross-sectional view of the stacked battery shown in FIG.
図1に示すように、積層型電池10は、たとえば、長方形状の扁平な形状を有し、その両側部からそれぞれ電力を取り出すための正極タブ110Aおよび負極タブ110Bが引き出される。発電要素120は、積層型二次電池10の外装材(たとえば、ラミネートフィルム)130によって包まれ、その周囲は熱融着されており、正極タブ110Aおよび負極タブ110Bを引き出した状態で密封される。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、積層型電池10の発電要素120は、正極活物質層210と、負極活物質層220とが集電体230のそれぞれの面に形成された積層型電池用電極260を複数有する。各積層型電池用電極260は、電解質層240を介して積層されて発電要素120を形成する。
As shown in FIG. 2, the
電解質層240は、セパレータに液体電解質またはゲル電解質を保持させてなる。セパレータは、正極活物質層210と負極活物質層220の間に介在して両活物質層の接触に伴う短絡を防止する機能と、電解質を保持して導電性を確保する機能と、を有する。セパレータとしては、例えば、上記電解質を吸収保持する樹脂からなる多孔性シートや樹脂フィルム、および不織布を挙げることができる。
The
集電体230は、導電性を有する薄膜であり、アルミニウム箔、ステンレス箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材からなってもよいがこれらに限定されない。例えば、集電体230は、樹脂集電体であってもよい。
The
樹脂集電体は、金属の集電体と比較して導電性が低いため、比較的静電気を帯びやすく、しわが発生しやすい。このため、セパレータと同じように、樹脂集電体の加工に本実施形態を適用することもできる。 Resin current collectors have a lower electrical conductivity than metal current collectors, and thus are relatively easily charged with static electricity and tend to cause wrinkles. For this reason, this embodiment can also be applied to the processing of the resin current collector, like the separator.
隣接する正極活物質層210、電解質層240および負極活物質層220は、一つの単電池200を構成する。したがって、積層型電池10は、単電池200が積層されてなる構成を有する。また、各集電体230のそれぞれ対向する面の外周には、隣接する集電体230間を絶縁するためのシール部材250を設ける。
The adjacent positive electrode
次に、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置について説明する。 Next, the battery resin sheet processing apparatus according to this embodiment will be described.
図3は、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置の構造を示す説明図である。本実施形態が適用される電池用樹脂シートにはセパレータおよび樹脂集電体を含む。 FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the battery resin sheet processing apparatus according to this embodiment. The battery resin sheet to which the present embodiment is applied includes a separator and a resin current collector.
図3に示すように、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置は、第一吸着部300、第二吸着部310、カッター320、可動吸着部330、テンションローラ340、セパレータ巻き出し機構370、ガイドローラ380、制御部360、からなりうる。
As shown in FIG. 3, the battery resin sheet processing apparatus according to this embodiment includes a
第一吸着部300は、面状であり、セパレータ巻き出し機構370から支持部340を通じて送り出されたセパレータ350を吸着する機能を有する。吸着は、例えば、真空吸引によって行うことができる。すなわち、第一吸着部300上に送り出されたセパレータ350と第一吸着部との間の外気を第一吸着部300全面で継続的に吸引することで第一吸着部300とセパレータ350との間を真空に近づける。これにより、第一吸着部300がセパレータ350を吸着してもよい。第一吸着部300は水平に設置することが望ましい。
The
第二吸着部310は、第一吸着部300と同様に面状で、セパレータ350を全面で吸着する機能を有する。第一吸着部300と第二吸着部310とは互いに隣接させて配置する。すなわち、面状を有する第一吸着部300および第二吸着部310を水平かつ同じ高さに設置する。これにより、セパレータ350が第一吸着部300と第二吸着部310にまたがった状態になったときでもセパレータ350の形状を段差のない面状とすることができる。
The
カッター320は、セパレータ350を切断する機能を有する。カッター320は、第一吸着部300および第二吸着部310に対し垂直、かつ、第一吸着部300と第二吸着部310との間、に配置する。そして、カッター320は、垂直下方に移動することでセパレータ350を第一吸着部300と第二吸着部310との間で切断することができる。第一吸着部300と第二吸着部310との間には、カッターの磨耗を防止するためのカッター受け321を設けてもよい。
The
可動吸着部330は、吸着面331、支持体333、支持棒332とからなりうる。可動吸着部330は、吸着面331を第一吸着部300または第二吸着部310と対面させながら吸着面331を垂直方向に移動させることができる。
The
これにより、吸着面331を下降させ、第一吸着部300と共にセパレータ350を挟み込んだ状態とする。この状態で吸着面331を真空引きすることで、接着面331はセパレータ350を吸着することができる。
As a result, the
また、吸着面331でセパレータ350を吸着させたまま吸着面331を上昇させることでセパレータ350を上方へ移動させることができる。
Further, the
ここで、可動吸着部330の吸着面331の上昇速度を下降速度より遅くすることが望ましい。これにより、セパレータの応力集中を緩和し、破損を抑制することができる。
Here, it is desirable to make the rising speed of the
このような吸着面331の移動は、吸着面331を支持する支持体333と、支持体333を支持する支持棒332と、のいずれか一方に駆動源を、他方に従動体を設けることで実現できる。
Such movement of the
さらに、可動吸着部330は、吸着面331を水平方向へ移動させることができる。これにより、セパレータ350を吸着させたまま、吸着面331を第一吸着部300上方から第二吸着部310上方まで移動させることができる。このような吸着面331の移動は、吸着面331を支持する支持体333と、支持体333を支持する支持棒332と、のいずれか一方に駆動源を、他方に従動体を設けることで実現できる。可動吸着部330で、吸着させながらセパレータを移動させることで、移動時においてもしわを発生しにくくすることができる。
Furthermore, the
テンションローラ340は、セパレータ350を支持しながら垂直方向に上下に移動することができる。セパレータ350を支持しながら垂直方向に上下に移動させることで、第一吸着部300上の、もしくは、第一吸着部300上から第二吸着部310上にまたがったセパレータ350に生じさせる張力を調整することができる。テンションローラ340は、可動吸着部330の吸着面331と同じ高さを最上点とし、第一吸着部および第二吸着部と同じ高さ以下を最下点として可動可能とする。
The
テンションローラ340を最上点に位置させることにより、可動吸着部330がセパレータ350を吸着させて上方へ移動させた状態でも、セパレータ350を水平に保つことができる。これにより、セパレータ350の張力を一定とすることができるため、しわの発生を抑制しつつセパレータ350を搬送することができる。また、全てのセパレータ350のしわの発生を抑制し、一定品質を保つことができる。例えば、支持部の上昇速度は5mm/sとすることができる。
By positioning the
また、セパレータ350を第二吸着部310上まで搬送した後、セパレータ350を第二吸着部310では吸着し、第一吸着部300では吸着しない状態で、テンションローラ340を最下点に位置させることができる。これにより、セパレータ350の張力を一定にさせた状態で第一吸着部300および第二吸着部310にセパレータ350を吸着させることができる。したがって、しわの発生を抑制しつつ第一吸着部300および第二吸着部310にセパレータ350を吸着させることができる。また、全てのセパレータ350のしわの発生を抑制し、一定品質を保つことができる。
In addition, after the
セパレータ巻き出し機構370は、セパレータ350を連続的に送り出す機能を有する。セパレータ巻き出し機構370は、例えば、セパレータ350を捲装したフープとフープを回転駆動するモータからなりうる。
ガイドローラ380は、セパレータ巻き出し機構370から送り出されたセパレータ350の走行を滑らかにするために設ける。
The
制御部360は、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置の構成要素である、第一吸着部300、第二吸着部310、カッター320、可動吸着部330、テンションローラ340、セパレータ巻き出し機構370、ガイドローラ380を制御する。制御部360は、記憶装置を有し、記憶装置に記憶させたプログラムにより該構成要素を制御してもよい。制御部360が制御する各構成要素と制御部360との間に設ける信号線は、図面の簡略化のため省略した。
The
次に、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工方法について加工装置の動作とともに説明する。 Next, the battery resin sheet processing method according to this embodiment will be described together with the operation of the processing apparatus.
図4は、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工方法のフローチャートを示す図である。図5は、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工方法を実施する際の電池用樹脂シートの加工装置の動作を示す説明図である。なお、図5においては、本実施形態の理解を容易にするため、樹脂シートの加工装置の各構成要素の寸法を一部誇張している。また、図5においては図の複雑化を回避するため符号の表示を省略した。 FIG. 4 is a view showing a flowchart of a method for processing a battery resin sheet according to the present embodiment. FIG. 5 is an explanatory view showing the operation of the battery resin sheet processing apparatus when the battery resin sheet processing method according to the present embodiment is performed. In FIG. 5, in order to facilitate understanding of the present embodiment, the dimensions of each component of the resin sheet processing apparatus are partially exaggerated. Further, in FIG. 5, the display of reference numerals is omitted in order to avoid complication of the drawing.
以下、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工方法について、図4のフローチャートのステップ番号を明示してステップ番号ごとに説明する。 Hereinafter, the processing method of the battery resin sheet according to the present embodiment will be described for each step number with the step numbers in the flowchart of FIG.
[S500]
第一吸着部にセパレータを吸着させる。
[S500]
The separator is adsorbed on the first adsorption part.
セパレータ巻き出し機構370から送り出されるセパレータ350を、ガイドローラ380、テンションローラ340を介して第一吸着部300上に設置し、第一吸着部300を真空吸引させることで第一吸着部300にセパレータ350を吸着させる。図5のAに、本ステップを実施したときのセパレータの加工装置の状態を示す。
The
なお、本ステップは、本実施形態を実施した結果として生じる状態である。すなわち、本実施形態は、第一吸着部300および第二吸着部310でセパレータ350を吸着させた状態で、第一吸着部300と第二吸着部310との間でセパレータ350を切断する(後述するステップS507参照)。そして、第二吸着部上310にある切断されたセパレータ350を回収することで、本ステップの状態となる。
This step is a state generated as a result of carrying out this embodiment. That is, in the present embodiment, the
本ステップにおいては、第一吸着部300と可動吸着部330の吸着面331との距離は狭くする方が望ましい。こうすることで、次ステップにおける可動吸着部の移動距離を短縮できるため、工程時間を短縮し、生産性を向上することができる。例えば、第一吸着部300と可動吸着部330の吸着面331との距離は、10mmとすることができる。
In this step, it is desirable to reduce the distance between the
[S501]
可動吸着部にセパレータを吸着させる。
[S501]
The separator is adsorbed on the movable adsorption unit.
可動吸着部330を第一吸着部上300に下降させ、可動吸着部330と第一吸着部300とでセパレータ350を挟み込む状態にする。この状態で、可動吸着部330に真空吸引を開始させるとともに第一吸着部300に真空吸引を解除させる。これにより、可動吸着部330にセパレータ350を吸着させることができる。
The
図5のBに、本ステップを実施したときの電池用樹脂シートの加工装置の状態を示す。 FIG. 5B shows the state of the battery resin sheet processing apparatus when this step is performed.
[S502]
テンションローラを上昇させる。
[S502]
Raise the tension roller.
テンションローラ340を最上点まで上昇させる。テンションローラ340の最上点は、次ステップS503で可動吸着部330を上昇させたときの吸着面331と同じ高さとする。
The
次ステップSで503で可動吸着部を上昇させる前に、テンションローラ340を最上点に位置させることにより、その後、可動吸着部330がセパレータ350を吸着させて上方へ移動させた状態でも、セパレータ350を水平に保つことができる。これにより、セパレータ350の張力を一定とすることができるため、しわの発生を抑制しつつセパレータ350を搬送することができる。また、全てのセパレータ350のしわの発生を抑制し、一定品質を保つことができる。
In the next step S, the
図5のCに、本ステップを実施したときの電池用樹脂シートの加工装置の状態を示す。 FIG. 5C shows the state of the battery resin sheet processing apparatus when this step is performed.
[S503]
可動吸着部でセパレータを搬送する。
[S503]
The separator is transported by the movable suction unit.
まず、可動吸着部330を、セパレータ350を全面で吸着したまま第一吸着部300の上方へ上昇させる。次に、可動吸着部330をセパレータ350を全面で吸着したまま第二吸着部310の上方へ水平移動させる。その後、可動吸着部330がセパレータ350を吸着したまま、可動吸着部330を第二吸着部上へ下降する。これにより、可動吸着部はセパレータを第一吸着部300上から第二吸着部310上へ搬送する。
First, the
このように、吸着させながらセパレータ350を移動させるので、移動時においてもしわを発生しにくい。
Thus, since the
図5のDに、本ステップを実施しているときの電池用樹脂シートの加工装置の状態を示す。 FIG. 5D shows the state of the battery resin sheet processing apparatus when this step is performed.
[S304]
第二吸着部にセパレータを吸着させる。
[S304]
The separator is adsorbed on the second adsorption part.
前ステップで第二吸着部310上に搬送されたセパレータ350を、第二吸着部310に真空吸引させることで第二吸着部310全面にセパレータ350を吸着させる。なお、本ステップでは、第一吸着部300にはセパレータ350を吸着させない。
The
図5のEに、本ステップを実施したときの電池用樹脂シートの加工装置の状態を示す。 FIG. 5E shows the state of the battery resin sheet processing apparatus when this step is performed.
[S305]
テンションローラを下降させる。
[S305]
Lower the tension roller.
テンションローラ340を最下点まで下降させる。テンションローラ340の最下点は、第一吸着部300および第二吸着部310と同じ高さ以下の点とする。
The
本ステップでは、セパレータ350を第二吸着部310で吸着させ、第一吸着部300では吸着させない状態で、テンションローラ340を最下点に位置させる。これにより、セパレータ350の張力を一定にさせた状態とすることができるため、次ステップS306において、しわの発生を抑制しつつ第一吸着部300および第二吸着部310にセパレータ350を吸着させることができる。また、全てのセパレータ350のしわの発生を抑制し、一定品質を保つことができる。
In this step, the
図5のFに、本ステップを実施したときの電池用樹脂シートの加工装置の状態を示す。 FIG. 5F shows the state of the battery resin sheet processing apparatus when this step is performed.
[S306]
第一吸着部にセパレータを吸着させる。
[S306]
The separator is adsorbed on the first adsorption part.
前ステップでテンションローラ340を下降させてセパレータ350の張力を一定にした状態のまま、第一吸着部300全面にセパレータを吸着させる。これにより、しわの発生を抑制しつつ第一吸着部300および第二吸着部310にセパレータ350を吸着させることができる。
In the previous step, the
図5のGに、本ステップを実施したときの電池用樹脂シートの加工装置の状態を示す。 FIG. 5G shows the state of the battery resin sheet processing apparatus when this step is performed.
[S307]
セパレータを切断する。
[S307]
Cut the separator.
前ステップでしわの発生を抑制しつつ第一吸着部300および第二吸着部310にセパレータ350を吸着させた状態で、第一吸着部300と第二吸着部310との間にカッター320を下降させることでセパレータを切断する。これにより、セパレータ350にしわが発生しないようにセパレータ350を切断できる。そのため、セパレータ350に生じたしわに起因する電池の電気抵抗の増加を抑制することができる。また、セパレータ350に破損やピンホールを発生させずにセパレータ350の加工をすることができる。また、装置によりしわの発生を抑制するため、不純物の混入を防止することができる。
The
以上、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置および加工方法について説明したが、本実施形態の第一吸着部は、本発明の第一吸着部および吸着手段に相当し、第二吸着部は、第二吸着部および吸着手段に相当する。カッターは切断手段に相当する。テンションローラは支持部に、セパレータは樹脂シートに、セパレータ巻き出し機構は送り出し手段に、相当する。 As mentioned above, although the processing apparatus and processing method of the resin sheet for batteries concerning this embodiment were explained, the 1st adsorption part of this embodiment is equivalent to the 1st adsorption part and adsorption means of the present invention, and the 2nd adsorption part. Corresponds to the second adsorption part and the adsorption means. The cutter corresponds to cutting means. The tension roller corresponds to the support portion, the separator corresponds to the resin sheet, and the separator unwinding mechanism corresponds to the feeding means.
<実験結果>
本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置で加工したセパレータを使用した双極型二次電池と、従来の双極型二次電池とにつき、微小短絡試験の比較実験を行った。
<Experimental result>
A comparative experiment of a micro short circuit test was conducted on a bipolar secondary battery using a separator processed by the battery resin sheet processing apparatus according to the present embodiment and a conventional bipolar secondary battery.
本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置で加工したセパレータを用いて双極型二次電池を100個作製し、環境温度を20℃として、作製した電池を充放電した。 100 bipolar secondary batteries were manufactured using the separator processed by the battery resin sheet processing apparatus according to this embodiment, and the manufactured battery was charged and discharged at an environmental temperature of 20 ° C.
従来の電池用樹脂シートの加工装置で加工したセパレータを用いて双極型二次電池を100個作製し、環境温度を20℃として、作製した電池を充放電した。 100 bipolar secondary batteries were manufactured using a separator processed by a conventional battery resin sheet processing apparatus, and the manufactured battery was charged and discharged at an environmental temperature of 20 ° C.
充放電を行った電池の容量値を計測し、設計値に対し±3%の範囲外の容量値となった電池を不良とし、歩留を求めた。 The capacity value of the charged / discharged battery was measured, the battery having a capacity value outside the range of ± 3% of the design value was determined as defective, and the yield was determined.
その結果、従来の双極型二次電池の歩留は81%であったのに対し、本実施形態に係る加工装置によるセパレータを使用した電池の歩留は98%であった。 As a result, the yield of the conventional bipolar secondary battery was 81%, while the yield of the battery using the separator by the processing apparatus according to this embodiment was 98%.
本実験により、本実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置で加工したセパレータを使用した双極型二次電池の微小短絡試験における歩留向上効果が実証された。 By this experiment, the yield improvement effect in the micro short circuit test of the bipolar secondary battery using the separator processed with the processing apparatus of the battery resin sheet according to the present embodiment was verified.
以下に、本発明の実施形態に係る電池用樹脂シートの加工装置および加工方法の効果を示す。
・電池用樹脂シート(セパレータ、樹脂集電体)をしわが発生しないように切断できるため、電池に組んだときの電気抵抗の増加を抑制することができる。
・電池積層工程に組み込むことで、電池の一定品質を保ち、歩留、生産性を向上させることができる。
Below, the effect of the processing apparatus and processing method of the resin sheet for batteries which concerns on embodiment of this invention is shown.
-Since the battery resin sheet (separator, resin current collector) can be cut so as not to be wrinkled, an increase in electrical resistance when assembled in a battery can be suppressed.
-By incorporating it in the battery stacking process, it is possible to maintain a certain quality of the battery and improve yield and productivity.
10 積層型電池、
110A 正極タブ、
110B 負極タブ、
120 発電要素、
130 外装材、
200 単電池、
210 正極活物質層、
220 負極活物質層、
230 集電体、
240 電解質層、
250 シール部材、
260 電極、
300 第一吸着部(第一吸着部、吸着手段)、
310 第二吸着部(第二吸着部、吸着手段)、
320 カッター(切断手段)、
330 可動吸着部、
331 吸着面、
332 支持棒、
333 支持体、
340 テンションローラ(支持部)、
350 セパレータ(樹脂シート)、
360 制御部、
370 セパレータ巻き出し機構(送り出し手段)、
380 ガイドローラ。
10 stacked battery,
110A positive electrode tab,
110B negative electrode tab,
120 power generation elements,
130 exterior material,
200 cells,
210 positive electrode active material layer,
220 negative electrode active material layer,
230 current collector,
240 electrolyte layer,
250 seal member,
260 electrodes,
300 first adsorption part (first adsorption part, adsorption means),
310 second adsorption part (second adsorption part, adsorption means),
320 cutter (cutting means),
330 Movable suction part,
331 adsorption surface,
332 support rod,
333 support,
340 tension roller (support part),
350 separator (resin sheet),
360 control unit,
370 Separator unwinding mechanism (feeding means),
380 Guide roller.
Claims (2)
前記吸着手段に吸着された前記樹脂シートを前記第一吸着部と前記第二吸着部との間で切断する切断手段と、
前記第一吸着部上の切断された前記樹脂シートを吸着面で吸着し、前記第二吸着部上へ搬送する可動吸着手段と、
前記樹脂シートを支持しながら上下に移動可能な支持部と、
前記支持部を通して前記樹脂シートを前記第一吸着部上へ送り出す送り出し手段とを有し、
前記支持部は、支持する前記樹脂シートが前記第一吸着部および前記第二吸着部の前記吸着する面と同じ高さ以下となる点を最下点として移動可能であり、
前記吸着手段は、前記切断手段により切断された前記樹脂シートの、前記第一吸着部での吸着が解除された後に、前記可動吸着手段により前記第二吸着部上へ搬送された前記樹脂シートを前記第二吸着部で吸着させ、前記第一吸着部で前記樹脂シートを吸着する前に前記支持部が前記樹脂シートを支持しながら前記最下点まで移動し、その後前記第一吸着部に前記樹脂シートを吸着させることにより、前記第一吸着部および第二吸着部で前記樹脂シートを吸着することを特徴とする電池用樹脂シートの加工装置。 Adsorption that suppresses generation of wrinkles of the resin sheet by adsorbing the sent resin sheet at the first adsorbing part and the second adsorbing part adjacent to each other by setting the adsorbing surface to be horizontal and at the same height. Means,
Cutting means for cutting the resin sheet adsorbed by the adsorbing means between the first adsorbing part and the second adsorbing part;
Movable adsorbing means for adsorbing the cut resin sheet on the first adsorbing portion on an adsorbing surface and transporting the resin sheet onto the second adsorbing portion;
A support part movable up and down while supporting the resin sheet;
A delivery means for delivering the resin sheet onto the first adsorption part through the support part;
The support portion is movable point at which the resin sheet to support becomes less the same height as the suction surfaces of the first suction section and the second suction portion to a lowest point,
The adsorbing means removes the resin sheet conveyed by the movable adsorbing means onto the second adsorbing part after the adsorbing of the resin sheet cut by the cutting means is released at the first adsorbing part. The support part moves to the lowest point while supporting the resin sheet before adsorbing the resin sheet by the second adsorbing part and adsorbing the resin sheet by the first adsorbing part. An apparatus for processing a resin sheet for a battery, wherein the resin sheet is adsorbed by the first adsorbing portion and the second adsorbing portion by adsorbing the resin sheet.
前記吸着手段に吸着された前記樹脂シートを前記第一吸着部と前記第二吸着部との間で切断する切断段階と、
前記第一吸着部上の前記切断された前記樹脂シートを吸着面で吸着し、前記第二吸着部上へ搬送する搬送段階と、を有し、
前記吸着段階は、前記切断段階で切断された前記樹脂シートの、前記第一吸着部での吸着が解除された後に、前記搬送段階で前記第二吸着部上へ搬送された前記樹脂シートを前記第二吸着部で吸着させ、前記第一吸着部で前記樹脂シートを吸着させる前に、前記樹脂シートを支持しつつ前記第一吸着部上へ送り出した支持部を、前記支持部が支持する前記樹脂シートが前記第一吸着部および前記第二吸着部の前記吸着させる面と同じ高さ以下となる最下点まで前記支持部により前記樹脂シートを支持させながら移動させることを特徴とする電池用樹脂シートの加工方法。 An adsorption stage that adsorbs the delivered resin sheet and suppresses wrinkling of the resin sheet at the first adsorption unit and the second adsorption unit that are adjacent to each other by setting the adsorption surface to be horizontal and at the same height. When,
A cutting step of cutting the resin sheet adsorbed by the adsorbing means between the first adsorbing part and the second adsorbing part;
A step of adsorbing the cut resin sheet on the first adsorption unit with an adsorption surface and conveying the resin sheet onto the second adsorption unit;
In the adsorption stage, after the resin sheet cut in the cutting stage is released from the adsorption in the first adsorption part, the resin sheet conveyed on the second adsorption part in the conveyance stage is adsorbed in the second adsorption unit, prior to adsorption of the resin sheet in the first adsorption unit, a supporting portion feeding into the resin sheet supporting while said first suction portion on the support portion for supporting the battery resin sheet is characterized in that moving while supporting the resin sheet by the supporting unit to the lowest point to be less flush with the said surface to be adsorbed in the first adsorption section and the second suction portion Resin sheet processing method.
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