特許 7379753 電池素子を製造するための装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-06

(45)【発行日】2023-11-14

(54)【発明の名称】電池素子を製造するための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20231107BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20231107BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01M10/0587

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023130242

(22)【出願日】2023-08-09

【審査請求日】2023-08-17

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000152675

【氏名又は名称】コマツＮＴＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】井上 貴光

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－５６７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－２２７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８８２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－１７４７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－３５７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０２３４２３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／００－１０／３９

Ｈ０１Ｍ ４／００－ ４／６２

Ｈ０１Ｍ ６／００－ ６／２２

Ｈ０１Ｇ１１／００－１３／０６

Ｂ６５Ｈ１６／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状の電極シートが巻回されてなる電池素子の製造装置であって、
前記電極シートを巻回する巻回機構と、
巻回された前記電極シートの終端部と、前記巻回機構によって次に巻回される前記電極シートの始端部との境界において前記電極シートを切断する切断装置と、
前記切断装置よりも上流位置において前記電極シートを把持可能な上流チャックと、
前記切断装置よりも下流位置において前記電極シートを把持可能であり、前記始端部を把持して、前記巻回機構に向かう搬送方向に移動することにより、前記始端部を前記巻回機構による巻回開始位置に搬送する下流チャックと、
前記始端部の幅方向の位置を検出する始端位置センサと、
前記下流チャックの位置を調整することにより、前記巻回機構に対する前記始端部の幅方向への位置ずれを補正する補正アクチュエータと、
を備える製造装置。

【請求項2】

前記始端位置センサは、前記切断装置よりも下流に配置される、
請求項１に記載の製造装置。

【請求項3】

前記切断装置は、前記上流チャックと前記下流チャックとによって前記電極シートが把持された状態で、前記電極シートを切断する、
請求項１に記載の製造装置。

【請求項4】

前記切断装置は、前記搬送方向と、前記搬送方向の逆方向とに移動可能である、
請求項１に記載の製造装置。

【請求項5】

前記切断装置は、前記電極シートを切断後、前記下流チャックが前記始端部を把持する前に、前記逆方向に移動する、
請求項４に記載の製造装置。

【請求項6】

前記下流チャックは、互いに向かい合う一対の下流ローラを含み、
前記一対の下流ローラは、前記搬送方向に応じた正回転方向のみに回転可能である、
請求項１に記載の製造装置。

【請求項7】

前記上流チャックは、
パッドと、
前記パッドと向かい合って配置される上流ローラと、
を含み、
前記上流ローラは、前記搬送方向に応じた正回転方向と、前記正回転方向と反対の逆方向とに回転可能である、
請求項１に記載の製造装置。

【請求項8】

帯状の電極シートが巻回されてなる電池素子の製造方法であって、
前記電極シートを巻回機構によって巻回することと、
巻回された前記電極シートの終端部と、次に巻回される前記電極シートの始端部との境界において、前記電極シートを切断装置によって切断することと、
前記切断装置よりも上流位置において、前記電極シートを上流チャックによって把持することと、
前記切断装置よりも下流位置において前記電極シートを下流チャックによって把持することと、
前記下流チャックによって前記始端部を把持して、前記巻回機構に向かう搬送方向に移動させることにより、前記始端部を前記巻回機構による巻回開始位置に搬送することと、
前記始端部の幅方向の位置を検出することと、
前記下流チャックの位置を調整することにより、前記巻回機構に対する前記始端部の幅方向への位置ずれを補正すること、
を備える製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、帯状の電極シートが巻回されてなる電池素子を製造するための装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、帯状の電極シートを巻回することで電池素子を製造する装置が知られている。例えば、特許文献１では、電極シートとセパレータとを所定の長さごとに巻き取る巻取装置が開示されている。この巻取装置は、回転体と、切断手段と、チャックと、レーザーセンサと、補正用アクチュエータとを備えている。

【0003】

回転体は、電極シートを巻き取る。切断手段は、刃部と台座部とを含む。切断手段は、回転体に巻き取られた電極シートの終端部と、次に巻き取られる電極シートの始端部との間で、電極シートを切断する。チャックは、切断手段よりも上流位置において電極シートを把持可能である。チャックは、電極シートの始端部を把持して回転体に向かって移動することにより、電極シートの始端部を回転体に供給する。レーザーセンサは、電極シートの始端部の位置を検出する。補正用アクチュエータは、検出した電極シートの始端部の位置に基づいて、回転体に対する電極シートの始端部の幅方向への位置ズレを補正するように、チャックの位置を調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５５９５３０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の巻取装置では、切断手段によって電極シートが切断される時には、チャックは切断手段よりも上流に配置されている。そのため、チャックが始端部を把持して回転体に向かって移動するときには、切断手段の刃部と台座部とは互いに上下に離れた退避位置に移動する。チャックは、刃部と台座部との間を通って、回転体まで移動する。

【0006】

上述した巻取装置では、切断手段の刃部と台座部とは、刃部と台座部との間をチャックが通過できるように、それぞれ退避位置まで大きく移動する。そのため、巻取装置が大型化してしまう。また、刃部と台座部との間の距離が大きいため、刃部と台座部との位置を互いに合わせることが困難である。刃部と台座部との位置合わせの精度が低くなると、電池素子の製造品質が低下してしまう。本開示の目的は、電池素子の製造装置を小型化すると共に、電池素子の製造品質を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る製造装置は、帯状の電極シートが巻回されてなる電池素子の製造装置である。製造装置は、巻回機構と、切断装置と、上流チャックと、下流チャックと、始端位置センサと、補正アクチュエータとを備える。巻回機構は、電極シートを巻回する。切断装置は、巻回された電極シートの終端部と、巻回機構によって次に巻回される電極シートの始端部との境界において電極シートを切断する。上流チャックは、切断装置よりも上流位置において電極シートを把持可能である。下流チャックは、切断装置よりも下流位置において電極シートを把持可能である。下流チャックは、始端部を把持して、巻回機構に向かう搬送方向に移動することにより、始端部を巻回機構による巻回開始位置に搬送する。始端位置センサは、始端部の幅方向の位置を検出する。補正アクチュエータは、下流チャックの位置を調整することにより、巻回機構に対する始端部の幅方向への位置ずれを補正する。

【0008】

本開示の一態様に係る製造方法は、帯状の電極シートが巻回されてなる電池素子の製造方法である。製造方法は、電極シートを巻回機構によって巻回することと、巻回された電極シートの終端部と、次に巻回される電極シートの始端部との境界において、電極シートを切断装置によって切断することと、切断装置よりも上流位置において、電極シートを上流チャックによって把持することと、切断装置よりも下流位置において電極シートを下流チャックによって把持することと、下流チャックによって始端部を把持して、巻回機構に向かう搬送方向に移動させることにより、始端部を巻回機構による巻回開始位置に搬送することと、始端部の幅方向の位置を検出することと、下流チャックの位置を調整することにより、巻回機構に対する始端部の幅方向への位置ずれを補正すること、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、下流チャックは、切断装置よりも下流位置において電極シートを把持する。そのため、下流チャックが、始端部を巻回機構に搬送する際に、切断装置を大きく退避させなくても、下流チャックが切断装置と干渉することが回避される。それにより、電池素子の製造装置を小型化すると共に、電池素子の製造品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】電池素子の製造装置の構成を示す模式図である。

【図2】電池素子の一部の拡大断面図である。

【図3】巻回機構と第１供給装置との構成を示す模式的な側面図である。

【図4】巻回機構と第１供給装置との構成を示す模式的な上面図である。

【図5A】切断工程における第１供給装置の動作を示す図である。

【図5B】切断工程における第１供給装置の動作を示す図である。

【図5C】切断工程における第１供給装置の動作を示す図である。

【図5D】切断工程における第１供給装置の動作を示す図である。

【図6A】電極供給工程における第１供給装置の動作を示す図である。

【図6B】電極供給工程における第１供給装置の動作を示す図である。

【図6C】電極供給工程における第１供給装置の動作を示す図である。

【図6D】電極供給工程における第１供給装置の動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して実施形態にかかる電池素子の製造装置について説明する。図１は、電池素子２の製造装置１の構成を示す模式図である。本実施形態では、電池素子２は、例えばリチウムイオン電池に用いられる。図１に示すように、電池素子２は、正電極シート３と、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とが、筒状に巻回されることで形成されている。

【0012】

正電極シート３と、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とは、それぞれ帯状の形状を有する。図２は、電池素子２の一部の拡大断面図である。図２に示すように、電池素子２は、互いに積層された正電極シート３と、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とを含む。正電極シート３と負電極シート５とは、活物質が塗布された金属製の薄板である。第１セパレータシート４と第２セパレータシート６とは、ポリプロピレンなどの絶縁体製である。第１セパレータシート４と第２セパレータシート６とは、正電極シート３と負電極シート５との短絡を防止するために、正電極シート３と負電極シート５との間にそれぞれ配置される。

【0013】

図１に示すように、製造装置１は、正電極シート３と、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とを互いに重ねて、巻芯７に巻回することで、電池素子２を製造する。正電極シート３は、正電極ロール８Ａから繰り出される。正電極ロール８Ａは、正電極シート３が筒状に巻回されたものである。第１セパレータシート４は、第１セパレータロール８Ｂから繰り出される。第１セパレータロール８Ｂは、第１セパレータシート４が筒状に巻回されたものである。負電極シート５は、負電極ロール８Ｃから繰り出される。負電極ロール８Ｃは、負電極シート５が筒状に巻回されたものである。第２セパレータシート６は、第２セパレータロール８Ｄから繰り出される。第２セパレータロール８Ｄは、第２セパレータシート６が筒状に巻回されたものである。

【0014】

製造装置１は、コントローラ１０と、ガイド機構１１と、第１供給装置１２と、第２供給装置１３と、巻回機構１４とを含む。コントローラ１０は、製造装置１を制御する。コントローラ１０は、例えばプロセッサと記憶装置とを含む。コントローラ１０は、記憶しているプログラム及びデータに従い、第１供給装置１２と、第２供給装置１３と、巻回機構１４とを制御する。

【0015】

ガイド機構１１は、正電極ロール８Ａから繰り出される正電極シート３を巻回機構１４まで案内する。ガイド機構１１は、第１セパレータロール８Ｂから繰り出される第１セパレータシート４を巻回機構１４まで案内する。ガイド機構１１は、負電極ロール８Ｃから繰り出される負電極シート５を巻回機構１４まで案内する。ガイド機構１１は、第２セパレータロール８Ｄから繰り出される第２セパレータシート６を巻回機構１４まで案内する。正電極ロール８Ａと、第１セパレータロール８Ｂと、負電極ロール８Ｃと、第２セパレータロール８Ｄとは、それぞれ回転可能に支持されている。

【0016】

ガイド機構１１は、複数のガイドローラＡ１－Ａ５，Ｂ１－Ｂ４，Ｃ１－Ｃ６，Ｄ１－Ｄ４を含む。複数のガイドローラＡ１－Ａ５，Ｂ１－Ｂ４，Ｃ１－Ｃ６，Ｄ１－Ｄ４は、それぞれ回転可能に支持されている。

【0017】

ガイドローラＡ１－Ａ４は、正電極ロール８Ａから繰り出される正電極シート３を案内する。ガイドローラＢ１－Ｂ４は、第１セパレータロール８Ｂから繰り出される第１セパレータシート４を案内する。ガイドローラＡ５は、正電極シート３と第１セパレータシート４とを巻回機構１４まで案内する。ガイドローラＣ１－Ｃ５は、負電極ロール８Ｃから繰り出される負電極シート５を案内する。ガイドローラＤ１－Ｄ４は、第２セパレータロール８Ｄから繰り出される第２セパレータシート６を案内する。ガイドローラＣ６は、負電極シート５と第２セパレータシート６とを巻回機構１４まで案内する。

【0018】

なお、ガイド機構１１は、図示しない張力制御機構を含む。張力制御機構は、正電極シート３と、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とに、張力を付与する。張力制御機構は、例えば、ダンサーローラを含む。

【0019】

図３は、巻回機構１４と第１供給装置１２との構成を示す模式図である。図４は、巻回機構１４、及び、第１供給装置１２の上面図である。図３に示すように、巻回機構１４は、巻回アクチュエータ１５を含む。巻回アクチュエータ１５は、例えばモータを含む。或いは、巻回アクチュエータ１５は、他のアクチュエータを含んでもよい。巻回アクチュエータ１５は、巻芯７を回転させることで、正電極シート３と、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とを、巻芯７に巻回する。なお、図３においては、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とは、省略されている。

【0020】

第１供給装置１２は、正電極シート３を巻回機構１４に供給する。図３及び図４に示すように、第１供給装置１２は、切断装置２０と、上流チャック２１と、下流チャック２２と、始端位置センサ２３と、補正アクチュエータ２４とを含む。切断装置２０は、巻回機構１４に巻回された正電極シート３の終端部と、巻回機構１４によって次に巻回される正電極シート３の始端部との境界において、正電極シート３を切断する。切断装置２０は、刃部３０と、台部３１と、第１切断アクチュエータ３２と、第２切断アクチュエータ３３とを含む。

【0021】

刃部３０と台部３１とは、互いに向かい合って配置される。正電極シート３は、刃部３０と台部３１との間を通って延びている。刃部３０と台部３１とは、それぞれ上下方向に移動可能である。上下方向は、正電極シート３に垂直な方向を意味する。また、刃部３０と台部３１とは、それぞれ正電極シート３の搬送方向と、搬送方向の逆方向とに移動可能である。搬送方向は、図３において矢印Ｘ１で示すように、第１供給装置１２から巻回機構１４に向かう方向である。

【0022】

第１切断アクチュエータ３２は、刃部３０と台部３１とを、切断位置と退避位置とに移動させる。刃部３０と台部３１とは、切断位置において正電極シート３を切断する。刃部３０と台部３１とは、退避位置において正電極シート３から、上下方向に離れる。第１切断アクチュエータ３２は、例えばモータ、或いはシリンダを含む。

【0023】

第２切断アクチュエータ３３は、刃部３０と台部３１とを、搬送方向と、搬送方向の逆方向とに移動させる。第２切断アクチュエータ３３は、例えばモータ、或いはシリンダを含む。或いは、第１切断アクチュエータ３２と第２切断アクチュエータ３３とは、それぞれ他のアクチュエータを含んでもよい。

【0024】

上流チャック２１は、切断装置２０よりも上流位置において正電極シート３を把持可能である。上流チャック２１は、パッド３４と、上流ローラ３５と、チャックアクチュエータ３６とを含む。パッド３４と上流ローラ３５とは、切断装置２０よりも上流に配置される。パッド３４と上流ローラ３５とは、互いに向かい合って配置される。正電極シート３は、パッド３４と上流ローラ３５との間を通って延びている。パッド３４は、上下方向に移動可能である。

【0025】

上流ローラ３５は、正電極シート３を支持する。上流ローラ３５は、回転可能に支持されている。上流ローラ３５は、搬送方向に応じた正回転方向と、正回転方向と反対の逆回転方向とに回転可能である。チャックアクチュエータ３６は、パッド３４を、把持位置と解放位置とに移動させる。パッド３４と上流ローラ３５とは、把持位置において、正電極シート３を把持する。パッド３４は、解放位置において、正電極シート３から上下方向に離れる。チャックアクチュエータ３６は、例えばモータ、或いはシリンダを含む。或いは、チャックアクチュエータ３６は、他のアクチュエータを含んでもよい。

【0026】

下流チャック２２は、切断装置２０よりも下流位置において正電極シート３を把持可能である。下流チャック２２は、正電極シート３の始端部を把持して搬送方向に移動することにより、始端部を巻回機構１４による巻回開始位置に搬送する。下流チャック２２は、一対の下流ローラ３７，３８と、第１チャックアクチュエータ３９と、第２チャックアクチュエータ４０とを含む。

【0027】

一対の下流ローラ３７，３８は、切断装置２０よりも下流に配置される。一対の下流ローラ３７，３８は、互いに向かい合って配置される。正電極シート３は、一対の下流ローラ３７，３８の間を通って延びている。一対の下流ローラ３７，３８は、それぞれ上下方向に移動可能である。また、一対の下流ローラ３７，３８は、搬送方向と、搬送方向の逆方向とに移動可能である。一対の下流ローラ３７，３８は、それぞれ回転可能に支持されている。一対の下流ローラ３７，３８は、それぞれ搬送方向に応じた正回転方向のみに回転可能であり、正回転方向と反対の逆回転方向には回転不能である。

【0028】

第１チャックアクチュエータ３９は、一対の下流ローラ３７，３８を、把持位置と解放位置とに移動させる。一対の下流ローラ３７，３８は、把持位置において正電極シート３を把持する。一対の下流ローラ３７，３８は、解放位置において正電極シート３から上下方向に離れる。第１チャックアクチュエータ３９は、例えばモータ、或いはシリンダを含む。

【0029】

第２チャックアクチュエータ４０は、一対の下流ローラ３７，３８を、搬送方向と、搬送方向の逆方向とに移動させる。第２チャックアクチュエータ４０は、例えばモータ、或いはシリンダを含む。或いは、第１チャックアクチュエータ３９と第２チャックアクチュエータ４０とは、他のアクチュエータを含んでもよい。

【0030】

始端位置センサ２３は、正電極シート３の始端部３Ａの幅方向の位置を検出する。始端位置センサ２３は、切断装置２０よりも下流に配置される。始端位置センサ２３は、正電極シート３の搬送方向において、切断装置２０と巻回機構１４との間に配置される。始端位置センサ２３は、例えばレーザー式の変位センサである。或いは、始端位置センサ２３は、磁気式、或いは超音波式などの他の変位センサであってもよい。

【0031】

補正アクチュエータ２４は、下流チャック２２の位置を調整することにより、巻回機構１４に対する始端部３Ａの幅方向への位置ずれを補正する。図４に示すように、一対の下流ローラ３７，３８は、正電極シート３の幅方向に移動可能である。補正アクチュエータ２４は、一対の下流ローラ３７，３８を幅方向に移動させる。

【0032】

例えば、図４に示すように、正電極シート３の始端部３Ａが、正位置Ｐ１から幅方向に、ずれている場合、始端位置センサ２３は、そのズレ方向とズレ量とを検出する。補正アクチュエータ２４は、始端部３Ａを把持している一対の下流ローラ３７，３８を、ズレ方向と反対方向に、ズレ量だけ移動させることで、始端部３Ａの幅方向への位置ずれを補正する。

【0033】

上述したアクチュエータ１５，２４，３２，３３，３６，３９，４０及び始端位置センサ２３は、コントローラ１０と通信可能に接続されている。コントローラ１０は、アクチュエータ１５，２４，３２，３３，３６，３９，４０に指令信号を送信することで、アクチュエータ１５，２４，３２，３３，３６，３９，４０をそれぞれ制御する。また、コントローラ１０は、始端位置センサ２３から、始端部３Ａのズレ量とズレ方向とを示す検出信号を受信する。コントローラ１０は、始端部３Ａのズレ量とズレ方向とに基づいて補正アクチュエータ２４を制御することで、始端部３Ａの幅方向への位置ずれを補正する。

【0034】

第２供給装置１３は、第１供給装置１２と同様の構成を有する。第２供給装置１３は、第１供給装置１２と同様に、コントローラ１０によって制御される。それにより、製造装置１による電池素子２の製造が行われる。以下、製造装置１による電池素子２の製造工程について説明する。

【0035】

まず、第１セパレータシート４の始端部と、第２セパレータシート６の始端部とが、巻芯７に取り付けられる。そして、巻回機構１４によって巻芯７が回転することで、第１セパレータシート４と第２セパレータシート６とが、巻芯７に巻回される。

【0036】

次に、後述する電極供給工程により、第１電極シートの始端部３Ａと第２電極シートの始端部とが、巻回開始位置に搬送される。例えば、第１電極シートの始端部３Ａと第２電極シートの始端部３Ａとは、第１セパレータシート４、或いは第２セパレータシート６に、巻回開始位置において挟み込まれ、第１セパレータシート４及び第２セパレータシート６と共に、巻芯７に巻回される。それにより、巻回工程が開始される。

【0037】

巻回工程では、図３に示すように、上流チャック２１と下流チャック２２とは、それぞれ解放位置に位置している。また、切断装置２０は、退避位置に位置している。この状態で、製造装置１は、巻回装置が巻芯７を回転させることにより、正電極シート３と、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とを互いに重ねて、巻芯７に巻回する。

【0038】

正電極シート３と負電極シート５とが、所定長さだけ巻回されると、製造装置１は、巻回工程を終了して、切断工程を開始する。切断工程では、巻回機構１４による巻芯７の回転は停止される。図５Ａ～図５Ｄは、切断工程での第１供給装置１２の動作を示す図である。切断工程では、まず図５Ａに示すように、下流チャック２２が把持位置に移動する。それにより、下流チャック２２は、切断装置２０よりも下流位置において、正電極シート３を把持する。

【0039】

次に、図５Ｂに示すように、上流チャック２１が把持位置に移動する。それにより、上流チャック２１は、切断装置２０よりも上流位置において、正電極シート３を把持する。図５Ｃに示すように、切断装置２０は、上流チャック２１と下流チャック２２とによって正電極シート３が把持された状態で、正電極シート３を切断する。切断装置２０は、巻回機構１４に巻回された正電極シート３の終端部３Ｂと、次に巻回される正電極シート３の始端部３Ａとの境界で、正電極シート３を切断する。

【0040】

正電極シート３が切断されると、図５Ｄに示すように、下流チャック２２は解放位置に移動し、切断装置２０は退避位置に移動する。上流チャック２１は、切断装置２０よりも上流位置において正電極シート３を把持している。そして、巻回機構１４が巻芯７を回転させることで、電極シートの終端部３Ｂが巻芯７に巻回される。第２供給装置１３も、上述した第１供給装置１２と同様に動作する。それにより、正電極シート３と、第１セパレータシート４と、負電極シート５と、第２セパレータシート６とが筒状に巻回されることで、電池素子２が製造される。

【0041】

切断工程が完了すると、製造装置１は、電池素子２が巻回された巻芯７を、次の巻芯７と交換する。例えば、製造装置１は、図示しない交換装置を備えており、交換装置により、電池素子２が巻回された巻芯７を、次の巻芯７と交換する。それにより、次の巻芯７が、巻回機構１４に配置される。

【0042】

次に、製造装置１は、電極供給工程を開始する。図６Ａ～図６Ｄは、電極供給工程での第１供給装置１２の動作を示す図である。電極供給工程では、図６Ａに示すように、切断装置２０と下流チャック２２とは、搬送方向と逆方向に移動する。すなわち、切断装置２０と下流チャック２２とは、上流チャック２１に近づくように移動する。そして、図６Ｂに示すように、下流チャック２２は、把持位置に移動する。それにより、下流チャック２２は、切断装置２０より下流位置で正電極シート３を把持する。

【0043】

次に、図６Ｃに示すように、上流チャック２１は、解放位置に移動する。それにより、正電極シート３が上流チャック２１による把持から解放される。そして、図６Ｄに示すように、下流チャック２２は、正電極シート３を把持した状態で、搬送方向に移動する。このとき、始端位置センサ２３は、始端部３Ａの幅方向へのズレ量とズレ方向とを検出する。補正アクチュエータ２４は、ズレ量とズレ方向とに基づいて、始端部３Ａの幅方向への位置ずれを補正する。それにより、正電極シート３の始端部３Ａが、精度よく巻回開始位置に供給される。

【0044】

第１電極シートの始端部３Ａは、巻回開始位置において、第１セパレータシート４と共に、巻芯７に巻回される。このとき、切断装置２０は、搬送方向に移動して図３に示す巻回工程における位置に戻る。下流チャック２２は、解放位置に移動すると共に、搬送方向と逆方向に移動して、図３に示す巻回工程における位置に戻る。それにより、上述した巻回工程が再び開始される。

【0045】

第２供給装置１３も、上述した第１供給装置１２と同様に動作する。それにより、第２電極シートの始端部が、巻回開始位置に供給される。そして、第２電極シートの始端部が、第２セパレータシート６と共に、巻芯７に巻回される。

【0046】

以上説明した本実施形態に係る電池素子２の製造装置１では、電極供給工程において、下流チャック２２は、切断装置２０よりも下流位置において正電極シート３を把持する。そのため、下流チャック２２が、始端部３Ａを巻回機構１４に搬送する際に、切断装置２０を大きく退避させなくても、下流チャック２２が切断装置２０と干渉することが回避される。それにより、電池素子２の製造装置１を小型化することができる。

【0047】

例えば、図３に示すように、切断装置２０が退避位置において、刃部３０と台部３１との間の距離は、下流チャック２２よりも小さくてもよい。刃部３０と台部３１との間の距離は、正電極シート３と接触しない程度の小さな距離であってもよい。そのため、刃部３０と台部３１との位置合わせの精度が向上することで、正電極シート３の切断の品質が向上する。

【0048】

切断工程において、切断装置２０は、上流チャック２１と下流チャック２２とによって正電極シート３が把持された状態で、正電極シート３を切断する。そのため、切断時における正電極シート３の撓みが抑えられる。それにより、正電極シート３の切断の品質が向上する。

【0049】

始端位置センサ２３は、切断装置２０よりも下流に配置されている。従って、始端位置センサ２３は、切断装置２０よりも上流に配置される場合と比べて、巻芯７に近い位置で、始端部３Ａの幅方向の位置を検出することができる。それにより、始端部３Ａの位置ズレの補正の精度が向上する。

【0050】

切断装置２０は、正電極シート３を切断後、下流チャック２２が始端部３Ａを把持する前に、搬送方向と逆方向に移動する。それにより、下流チャック２２が切断装置２０と干渉することが抑えられると共に、下流チャック２２による正電極シート３の把持代を確保することができる。

【0051】

以上、第１供給装置１２による本実施形態に係る製造装置１の効果について説明したが、第２供給装置１３によっても、上述した第１供給装置１２による効果と同様の効果が得られる。

【0052】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0053】

ガイド機構１１、第１供給装置１２、第２供給装置１３、或いは巻回機構１４の構成は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、ガイド機構１１におけるガイドローラの配置、及び、数は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。

【0054】

第１供給装置１２において、下流チャック２２の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、下流チャック２２は、ローラに限らず、パッドなどの他の部材によって、正電極シート３を把持してもよい。上流チャック２１の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、上流チャック２１は、一対のローラなどの他の部材によって、正電極シート３を把持してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本開示によれば、電池素子の製造装置を小型化すると共に、電池素子の製造品質を向上させることができる。

【符号の説明】

【0056】

１：製造装置
３：正電極シート
３Ｂ：終端部
３Ａ：始端部
１４：巻回機構
２０：切断装置
２１：上流チャック
２２：下流チャック
２３：始端位置センサ
２４：補正アクチュエータ
３４：パッド
３５：上流ローラ
３７，３８：下流ローラ

【要約】

【課題】電池素子の製造装置を小型化すると共に、電池素子の製造品質を向上させる。
【解決手段】製造装置は、巻回機構と、切断装置と、上流チャックと、下流チャックと、始端位置センサと、補正アクチュエータとを備える。巻回機構は、電極シートを巻回する。切断装置は、巻回された電極シートの終端部と、巻回機構によって次に巻回される電極シートの始端部との境界において電極シートを切断する。上流チャックは、切断装置よりも上流位置において電極シートを把持可能である。下流チャックは、切断装置よりも下流位置において電極シートを把持可能である。下流チャックは、始端部を把持して、巻回機構に向かう搬送方向に移動することにより、始端部を巻回機構による巻回開始位置に搬送する。始端位置センサは、始端部の幅方向の位置を検出する。補正アクチュエータは、下流チャックの位置を調整することにより、巻回機構に対する始端部の幅方向への位置ずれを補正する。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】