卷绕元件的制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种卷绕元件的制造装置，其课题在于不导致生产性的降低，使电极箔的插入以良好的精度与分隔件的运动同步，防止会在电极箔的插入时产生的故障。该制造装置包括卷芯，该卷芯卷取正电极箔、负电极箔和两个分隔件；截面呈圆形的接触辊，其一边与一个分隔件接触，一边至少在其与卷芯之间夹持两个分隔件，并且该辊在卷取时，对应于一个分隔件的移动而旋转；电极箔插入机构，其在夹持于卷芯和接触辊之间的分隔件之间，插入至少一个电极箔；编码器，其可检测接触辊的旋转速度；控制机构，其根据编码器的检测速度，控制电极箔插入机构的动作。按照与接触辊的外周部分的旋转速度一致的速度，可进行电极箔的插入。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造一种内置在充电电池中的卷绕元件用的制造装置。
技术介绍
例如，一种用于锂离子电池的充电电池的卷绕元件，其通过下述方式构成。该方式为卷绕正电极箔和负电极箔与两个分隔件形成的带状体，该正电极箔和负电极箔由活性物质涂敷于表面上。以前，人们知道有将自身中心轴作为旋转轴而旋转的卷芯，相对该卷芯依次供给分隔件、负电极箔和正电极箔的技术(比如，参照专利文献1等)作为用于卷绕带状体获得卷绕元件的方式。具体而言，使卷芯旋转，按照某一程度将两个分隔件卷绕在卷芯上，然后， 在一个分隔件的外周面和另一分隔件的内周面之间，插入负电极箔。并且，在插入负电极箔之后，在一个分隔件的内周面和另一分隔件的外周面之间插入正电极箔，通过卷取两个分隔件和两个电极箔，从而可以获得卷绕元件。另外，插入两个电极箔都分别是在卷芯正在旋转中进行的。专利文献专利文献1 日本特开2009-64686号文献
技术实现思路
但是，当在卷芯的旋转中插入电极箔时，如果分隔件的移动速度和电极箔的插入速度不一致(不同步)，则会产生下述的情况，即，在电极箔中发生褶皱，产生卷绕偏移，或在正电极箔的始端部分和负电极箔的始端部分之间产生错位，导致电池性能的不稳定。于是人们考虑，在卷芯的旋转轴上设置编码器，根据由该编码器获得的卷芯的旋转速度，设定电极的插入速度。但是，根据制造的卷绕元件的种类不同，卷芯的尺寸、形状也各不同。于是，为了通过上述方式插入电极箔，以使与卷取分隔件同步，必须针对不同尺寸、形状的每种卷芯，复杂地调整插入速度的设定，其结果是会导致生产性降低。另外，在上述方式中，由于卷取在卷芯上的分隔件的厚度的影响，电极箔的插入速度和分隔件的移动速度容易产生差异，上述故障依然容易发生。本专利技术是针对这样的情况而提出的，本专利技术的目的在于不会导致生产性的降低， 而提供一种卷绕元件的制造装置，该制造装置可使电极箔的插入以良好的精度与分隔件的动作同步，可有效地防止在插入电极箔时产生的故障。下面分项对适合于解决上述目的的各技术方案进行说明。另外，根据需要，在相应的技术方案中，附有特有的作用效果。技术方案1涉及一种卷绕元件的制造装置，在该卷绕元件中，分别呈带状的正电极箔、负电极箔和两个分隔件重合地卷绕，其特征在于该制造装置包括卷芯，其以自身中心轴作为旋转轴而旋转，在外周卷取上述两个电极箔和上述两个分隔件；截面呈圆形的接触辊，其一边与上述两个分隔件中的一个分隔件的外周面接触， 一边至少在其与上述卷芯之间夹持上述两个分隔件，并且该辊在卷取时，对应于上述一个分隔件的移动而旋转；电极箔插入机构，其在夹持于上述卷芯和上述接触辊之间的两个分隔件之间，插入上述两个电极箔中的至少一个电极箔的始端部；速度检测机构，其可检测上述接触辊的旋转速度；控制机构，其根据上述速度检测机构的检测速度，控制上述电极箔插入机构的动作；按照与上述接触辊的外周部分的旋转速度一致的插入速度，可插入来自上述电极箔插入机构的上述电极箔。另外，“两个分隔件”不仅分别表示为单独的分隔件，而且也包括通过比如中间部分弯曲两折而成等的方式，表示为一体的分隔件。即，分隔件从内外两个面夹持电极箔也可以。由上述技术方案1，按照与分隔件的外周面接触进行卷取时，按分隔件的移动进行旋转的接触辊的外周部分的旋转速度一致的速度，可将至少一个电极箔插入两个分隔件之间。于是，即使在采用不同尺寸、形状的卷芯的情况下，针对每个各种卷芯，并不复杂地调整插入速度的设定，可与分隔件的移动速度相对应地插入电极箔。另外，由于接触辊的旋转速度考虑分隔件的厚度，故可以良好的精度使电极箔的插入与分隔件的动作同步。即，按照上述技术方案1，不会导致生产性的降低，可谋求防止发生电极箔的褶皱，并且可以良好的精度将两个电极箔的始端部分的位置对准。其结果是，可谋求提高合格率、抑制卷绕元件的性言旨不稳定。另外，在卷芯的外周部分(卷绕有分隔件、电极箔的部分)的轴垂直方向的截面形状不为圆形的(比如，椭圆形状或长圆形状、多边形状、平板状等的)场合，即，如果要对应于卷芯的旋转速度，设定电极箔的插入速度，则上述技术方案1对于需要更复杂地调整插入速度的设定的场合特别有效。技术方案2涉及上述技术方案1所述的卷绕元件的制造装置，其特征在于上述电极箔插入机构包括负电极箔插入机构，其在由上述卷芯和上述接触辊夹持的上述两个分隔件之间， 插入上述负电极箔的始端部；正电极箔插入机构，其在由上述卷芯和上述接触辊夹持的上述两个分隔件之间， 插入上述正电极箔的始端部；由上述负电极箔插入机构插入上述负电极箔和由上述正电极箔插入机构插入上述正电极箔这两个插入，按照与上述接触辊的外周部分的旋转速度一致的插入速度而进行。由上述技术方案2，按照与接触辊的旋转速度一致的速度，正电极箔和负电极箔这两者被插入到两个分隔件之间。于是，可更加确实地防止在两个电极箔中产生褶皱的情况， 并且能以更加良好的精度将两个电极箔的始端部分的位置对准。技术方案3涉及技术方案1或2所述的卷绕元件的制造装置，其特征在于其包括检测上述卷芯的旋转角度的旋转角检测机构；基于上述旋转角检测机构的检测角度，可以设定由上述电极箔插入机构插入上述电极箔的时刻。由上述技术方案3，因为基于卷芯的旋转角度，可以设定由电极箔插入机构插入电极箔的时刻，故可提高插入时刻的精度。由此，可以进一步以良好的精度将两个电极箔的始端部分的位置对准，并且可进一步抑制卷绕元件的性能不稳定。技术方案4涉及技术方案1 3中的任何一项所述的卷绕元件的制造装置，其特征在于上述电极箔插入机构具有可夹持上述电极箔的一对夹持辊，上述夹持辊可沿上述电极箔的供给方向而旋转，另一方面不可沿与上述供给方向相反的方向而旋转。由上述技术方案4，因为夹持电极箔的夹持辊可沿电极箔的供给方向旋转，故从将电极箔插入分隔件之间的瞬间，可以将电极箔相对于卷芯进行供给。由此，可更加进一步确实地防止电极箔的始端部分的错位。另外，由于夹持辊限制沿与电极箔的供给方向相反的方向的旋转，故可一边从终端侧对电极箔施加张力(即，一边防止电极箔的挠曲)，一边夹持电极箔。于是，可更进一步确实地防止电极箔产生褶皱的情况。附图说明图1为表示卷绕元件的制造装置的外观结构的主视图；图2为表示卷取机构等的放大主视图；图3为表示正电极箔的插入步骤的部分放大主视图；图4为表示另一实施形式的编码器等的部分放大主视图；图5为表示电池元件的结构的剖面示意图。具体实施例方式下面参照附图，对一个实施形式进行说明。首先，对通过本实施方式的卷绕元件的制造装置获得的卷绕元件的锂离子电池元件的结构进行说明。如图5所示，锂离子电池元件(下称“电池元件”)1通过卷绕带状体6 的方式构成，该带状体6由两个分隔件2、3和正电极箔4与负电极箔5构成。另外，在图5 中，为了便于说明，按照分隔件2、3，正电极箔4和负电极箔5相互间隔开的方式表示。分隔件2、3分别形成具有相同宽度的带状，其由绝缘体(比如，聚丙烯(PP)等) 构成，以便防止不同的电极箔4、5之间相互接触，引起短路的情况。另外，在本实施形式中， 采用两个分隔件2、3，但是也可采用中间部分弯折为两个部分的一个分隔件代替两个分隔件 2、3。正电极箔4和负电极箔5通过规定的金属材料形成，具有与分隔件2、3基本相同的宽度。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种卷绕元件的制造装置，在该卷绕元件中，分别呈带状的正电极箔、负电极箔和两个分隔件重合地卷绕，其特征在于该制造装置包括：卷芯，其以自身中心轴作为旋转轴而旋转，在外周卷取上述两个电极箔和上述两个分隔件；截面呈圆形的接触辊，其一边与上述两个分隔件中的一个分隔件的外周面接触，一边至少在其与上述卷芯之间夹持上述两个分隔件，并且该接触辊在卷取时，对应于上述一个分隔件的移动而旋转；电极箔插入机构，其在夹持于上述卷芯和上述接触辊之间的两个分隔件之间，插入上述两个电极箔中的至少一个电极箔的始端部；速度检测机构，其可检测上述接触辊的旋转速度；控制机构，其根据上述速度检测机构的检测速度，控制上述电极箔插入机构的动作；按照与上述接触辊的外周部分的旋转速度一致的插入速度，可插入来自上述电极箔插入机构的上述电极箔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：青木宽哉，
申请(专利权)人：CKD株式会社，
类型：发明
国别省市：JP