特許7930405IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、矩形の電極にシール部材およびセパレータを接合して形成した多数の電池セルを積層して構成される電池を製造する製造システムおよび製造方法に関するものである。

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

の特許文献1に記載された蓄電モジュールの製造方法では、矩形のシート状のバイポーラ電極に対して、互いに重ね合わせるバイポーラ電極同士を間仕切りするために、バイポーラ電極の周囲の四辺にシール材およびセパレータが溶着されて、バイポーラ型電池の電池セルが製造される。そのようなバイポーラ型電池の製造工程で使用されるセパレータは、一組の電池セルに対応して矩形のシート状に切断された状態で、例えば、特許文献2に記載されたセパレータ供給装置によって供給される。あるいは、ロボットアームやロボットハンドのような搬送用のマニピュレータ等を用いて供給される。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

の目的を達成するために、この発明は、矩形の電極箔の周囲四辺にシール部材を接合し、前記シール部材を接合した前記電極箔を、シート状のセパレータを挟んで積層させて形成する電池の製造システムであって、前記電極箔の素材が帯状に成形された電極箔素材ウェブを巻き取って保持した電極箔リールと、前記電極箔リールから供給される前記電極箔素材ウェブを搬送する電極箔搬送装置と、前記電極箔搬送装置により搬送される・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

この発明で対象とする電池は、集電体あるいは電極板となる矩形の電極箔の周囲四辺にシール部材を接合し、そのようなシール部材を接合した多数の電極箔を、セパレータを挟んで積層させることにより形成される。従来の電池は、例えば、シート状に成形した電極箔を一枚ごとに搬送してシール部材を接合し、また、シール部材を接合した一枚の電極箔に対して、別工程でシート状に切断したセパレータを一枚ずつ電極箔の上に搬送して製造されている。そのため、電極箔の搬送、セパレータの搬送、および、それらの位置決めや芯出し等に多くの時間を要している。それに対して、この発明の電池の製造システムおよび製造方法では、電極箔リールに巻き取られた帯状の電極箔素材(電極箔素材ウェブ)、および、シール部材を接合して帯状に継ぎ合わされた電極箔(電極箔ウェブ)、ならびに、セパレータリールに巻き取られた帯状のセパレータの素材(セパレータウェブ)が、それぞれ、電極箔搬送装置、および、セパレータ搬送装置で搬送される。すなわち、電極箔およびセパレータを形成するための各部材(ウェブ)が、それぞれ、いわゆるウェブ搬送される。

電極箔素材ウェブは、電極箔搬送装置によってウェブ搬送され、その搬送の途中で、搬送されている状態のまま、幅方向に切断される。帯状の電極箔素材ウェブが切断されることにより、矩形の電極箔が形成される。そして、一旦、切断された電極箔にシール部材が接合されることにより、電極箔同士が継ぎ合わされて、再び、帯状の電極箔ウェブが形成される。したがって、電極箔は、電極箔素材ウェブの搬送から、切断、シール部材の接合、および、電極箔同士の継ぎ合わせ(電極箔ウェブの成形)まで、電極箔搬送装置によるウェブ搬送の一連の流れの中で加工される。そのため、シート状の電極箔を一枚ごとに搬送して成形する従来の製造技術と比較して、材料や成形品の位置決め、芯出し等が不要に、もしくは、容易になる。例えば、ウェブ搬送の流れの途中で、電極箔素材ウェブや電極箔ウェブの幅方向における位置が固定されれば、搬送方向の位置や移動量を調整するだけで、容易に、材料や成形品の位置決めを行うことができる。

また、セパレータウェブは、セパレータ搬送装置によってウェブ搬送され、その搬送の途中で、搬送されている状態のまま、幅方向に切断される。帯状のセパレータウェブが切断されることにより、のような矩形の電極箔に貼り合わせるための、矩形のシート状のセパレータが形成される。シート状に成形されたセパレータは、電極箔ウェブを搬送している電極箔搬送装置に合流するように搬送され、電極箔搬送装置上で電極箔ウェブと重ね合わせられる。そして、電極箔ウェブの電極箔にセパレータが接合される。したがって、セパレータは、セパレータウェブの搬送から、切断(矩形のセパレータの成形)、電極箔ウェブへの重ね合わせ、および、電極箔との接合(電池セル素材の成形)まで、セパレータ搬送装置および電極箔搬送装置によるウェブ搬送の一連の流れの中で加工される。そのため、シート状のセパレータを一枚ごとに搬送して成形する従来の製造技術と比較して、材料や成形品の位置決め、芯出し等が不要になる。もしくは、容易になる。例えば、ウェブ搬送の流れの途中で、セパレータウェブの幅方向における位置が固定されれば、搬送方向の位置や移動量を調整するだけで、容易に、材料や成形品の位置決めを行うことができる。

そして、セパレータが接合された電極箔素材ウェブ(すなわち、電池セル素材)が一連のウェブ搬送によって搬送されつつ、その搬送されている状態で幅方向に切断されることにより、矩形の電極箔にセパレータを貼り付けた電池セルが形成される。

このように、この発明の電池の製造システムおよび製造方法では、電極箔素材および電極箔、ならびに、セパレータが、それぞれ、ウェブ搬送され、そのウェブ搬送による一連の流れの中で、電極箔素材からの電極箔(サイズ)の切り出し、シール部材の接合、セパレータの切り出し、セパレータと電極箔との接合、および、電池セルの切り出し等が行われる。そのため、例えば、電極箔を一枚ごとに調達して搬送する場合や、別工程でセパレータを切断して搬送する場合などの従来の製造技術と比較して、電池(電池セル)を製造する際のサイクルタイムを短縮することができる。また、電極箔の切断、シール部材の接合、ならびに、セパレータの切断および接合等を、別工程で実施するための場所が不要になり、製造場所の省スペース化を図ることができる。

したがって、この発明の電池の製造システムおよび製造方法によれば、電池の製造のサイクルタイムの短縮、および、製造場所の省スペースを容易に実現することができる。

この特許の権利範囲[特許請求の範囲]

知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)

この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 図1は、この発明で製造の対象にする電池の基本的な製造工程の概要を示す工程図である。
【図2】 図2は、この発明で製造の対象にする電池(電池セル)の構成要素(電極箔、シール部材、および、セパレータ)の概要(イメージ)を説明するための図である。
【図3】 図3は、この発明の電池の製造システムおよび製造方法の概要(イメージ)を説明するための図である。
【図4】 図4は、この発明の電池の製造システムおよび製造方法を説明するための図であって、電極箔切断装置を用いて、電極箔切断工程(電極箔の切り出し、および、間隔を空けた搬送)を行うイメージを示す図である。
【図5】 図5は、この発明の電池の製造システムおよび製造方法を説明するための図であって、シール材接合装置を用いて、シール材接合工程(切断方向あるいは継ぎ合わせ方向側のシール部材の接合)を行うイメージを示す図である。
【図6】 図6は、この発明の電池の製造システムおよび製造方法を説明するための図であって、シール材接合装置を用いて、シール材接合工程(搬送方向側のシール部材の接合)を行うイメージを示す図である。
【図7】 シール材接合工程で搬送方向側のシール部材を接合する際に、電極箔ウェブのエッジとシール部材の中心とを合わせるシール材巻き出し装置のイメージを示す図である。
【図8】 図8は、この発明の電池の製造システムおよび製造方法を説明するための図であって、セパレータ接合装置を用いて、セパレータ接合工程(セパレータの搬送、セパレータの切り出し、および、セパレータの接合)を行うイメージを示す図である。

代表図 図1本件の代表的な図

1 電池セル 2 電極箔 2a (電極箔の)上面 2b (電極箔の)下面 3 シール部材 4 シール部材 5 セパレータ 6 電極箔素材ウェブ 6a (電極箔素材ウェブ切断後の)間隔 7 電極箔ウェブ 8 セパレータウェブ 10 製造システム 11 電極箔搬送装置 12 電極箔切断装置 13 シール材接合装置 14 セパレータ搬送装置 15 セパレータ切断装置 16 セパレータ接合装置 17 電池セル切り出し装置 18 電極箔リール 19 シール材リール 20 シール材リール 21 セパレータリール 31 クランプ機構 31a (クランプ機構の上流側の)クランプ 31b (クランプ機構の下流側の)クランプ 32 切断機構 32a (切断機構の)レーザー光発生装置 33 第1シール材接合装置(シール材接合装置) 33a (第1シール材接合装置の)レーザー加熱装置 34 第1シール材リール(シール材リール) 35 第2シール材接合装置(シール材接合装置) 35a (第2シール材接合装置の)レーザー加熱装置 35b (第2シール材接合装置の)加圧ローラ 35c (第2シール材接合装置の)エッジセンサー 35d (第2シール材接合装置の上面側の)シール材巻き出し装置 35e (第2シール材接合装置の下面側の)シール材巻き出し装置 36 第2シール材リール(シール材リール) 41 第1駆動ローラ(セパレータ搬送装置) 41a (第1駆動ローラの)ロール表面 42 切断機構 42a (切断機構の)可動ローラ 42b (切断機構の)カッター 43 第2駆動ローラ (電極箔搬送装置) 43a (第2駆動ローラの)ロール表面 44 従動ローラ 45 加熱装置 46 加圧ローラ

全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録

[広告欄]

ログインすれば広告は減ります

ログインすれば広告は減ります