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課題

セパレータシートにおける欠陥部分を容易に除去可能としつつ、簡素化や製造コスト増大抑制を効果的に図ることができる巻回装置を提供する。

解決手段

巻回装置10は、2枚の電極シート4,5と2枚のセパレータシート2,3とを回転可能な巻芯13,14に対し供給し、巻芯13,14を回転させることで各種シート2〜5が巻回されてなる電池素子を製造する。巻回装置10は、巻回予定の一素子分のセパレータシート2,3の中における欠陥部分の有無を検出する検出手段と、当該検出手段により次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分があることを検出した場合、巻芯13,14に両電極シート4,5を供給せず、両セパレータシート2,3のうち少なくとも欠陥部分が存在する側を巻芯13,14へと供給するように、各種シート2〜5の供給を制御する供給制御手段とを備える。

概要

背景

例えば、リチウムイオン電池等の二次電池に用いられる巻回素子は、正極活物質が塗布された正電極シートと、負極活物質が塗布された負電極シートとが、絶縁素材からなる2枚のセパレータシートを介して重ね合わされた状態で巻回されることにより製造される。

巻回素子を製造する巻回装置においては、ロール状に巻回された原反から供給される上記両電極シート及び両セパレータシートがそれぞれ別個搬送路に沿って巻回部へと搬送される。巻回部は、例えば、回転可能に設けられたターレットと、当該ターレットの回転方向に沿って所定間隔をあけて配置されるとともに、自身も回転可能な複数の巻芯とを備えている(例えば、特許文献1等参照)。

また、上記のようなターレット等を備えた巻回装置において、巻回素子の製造は、例えば、次のようにして行われる。まず、所定の第一ポジションに位置する巻芯に対し、両セパレータシートを巻付けた状態とする。これは、例えば、巻芯の外周に設けられた巻芯コアに両セパレータシートを溶着した上で、又は、巻芯に設けられたスリットに両セパレータシートを挿通した上で、巻芯を所定量だけ回転させることによりなされる。次いで、セパレータシートの巻き付けられた巻芯に対し、両電極シートが供給される。両電極シートの供給手法としては、例えば、電極シートの搬送路に配置された把持手段によって電極シートを把持した上で、この把持手段を巻芯側へと接近させ、両セパレータシート間に電極シートを送り込むといった手法が挙げられる。電極シートの供給後、巻芯を回転させることで、両電極シート及び両セパレータシートが巻回されていく。

そして、両電極シートの巻回量が所定量に到達すると、巻芯の回転が一時停止され、両電極シートが切断される。次に、ターレットが回転することで、両セパレータシートを原反側から引き出しつつ、巻芯が前記第一ポジションから所定の第二ポジションへと移動させられる。次いで、第二ポジションの巻芯側から延びる両セパレータシートを切断するとともに、巻芯を回転させ、両セパレータシートの終端部分を巻取ることで、巻回素子が得られる。

ところで、電極シートやセパレータシートに何らかの欠陥部分(例えば、傷など)が存在することがある。この場合において、巻回素子に前記欠陥部分が含まれてしまうと、巻回素子の品質低下を招いてしまうおそれがある。

そこで、欠陥部分除去装置を設け、当該欠陥部分除去装置によって、電極シートにおける欠陥部分を除去する手法が提案されている(例えば、特許文献2等参照)。当該手法について、より具体的に説明すると、欠陥部分除去装置は、巻芯よりも上流側における電極シートの搬送路に対応して設けられており、電極シートを把持しつつ回転可能な2つの芯材を備えている。そして、電極シートに欠陥部分がある場合には、両芯材が、電極シートを把持した上で回転することにより、電極シートにおける欠陥部分が巻き取られる。その後、欠陥部分除去装置よりも上流において電極シートを切断した上で、欠陥部分が巻付けられた両芯材が電極シートの搬送路から退避することで、欠陥部分が除去される。

概要

セパレータシートにおける欠陥部分を容易に除去可能としつつ、簡素化や製造コスト増大抑制を効果的にることができる巻回装置を提供する。巻回装置10は、2枚の電極シート4,5と2枚のセパレータシート2,3とを回転可能な巻芯13,14に対し供給し、巻芯13,14を回転させることで各種シート2〜5が巻回されてなる電池素子を製造する。巻回装置10は、巻回予定の一素子分のセパレータシート2,3の中における欠陥部分の有無を検出する検出手段と、当該検出手段により次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分があることを検出した場合、巻芯13,14に両電極シート4,5を供給せず、両セパレータシート2,3のうち少なくとも欠陥部分が存在する側を巻芯13,14へと供給するように、各種シート2〜5の供給を制御する供給制御手段とを備える。

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セパレータシートにおける欠陥部分を容易に除去可能としつつ、簡素化や製造コストの増大抑制を効果的に図ることができる巻回装置を提供する

効果

実績

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請求項1

2枚の電極シート絶縁素材からなる2枚のセパレータシートとを下流側に位置する回転可能な巻芯に対し供給するとともに、前記巻芯が回転することで前記両電極シート及び前記両セパレータシート巻回されてなる巻回素子を製造するための巻回装置であって、前記セパレータシートを切断するセパレータ切断手段と、巻回予定の一素子分の前記セパレータシートの中における欠陥部分の有無を検出する検出手段と、前記検出手段によって、次に巻回される予定の一素子分の前記セパレータシートの中に欠陥部分があることを検出した場合、前記巻芯に対し前記両電極シートを供給することなく、前記両セパレータシートのうち少なくとも欠陥部分が存在する側を前記巻芯へと供給するように、前記電極シート及び前記セパレータシートの供給を制御する供給制御手段とを備え、前記巻芯の回転によって前記セパレータシートの前記欠陥部分を巻回した上で、前記セパレータ切断手段によって前記巻芯に巻回された側とそれよりも上流側とが分離されるように前記セパレータシートを切断するように構成されていることを特徴とする巻回装置。

請求項2

前記供給制御手段は、前記検出手段によって、次に巻回される予定の一素子分の前記セパレータシートの中に欠陥部分があることを検出した場合、前記両セパレータシートのうち欠陥部分が存在する側のみを前記巻芯へと供給するように、前記セパレータシートの供給を制御することを特徴とする請求項1に記載の巻回装置。

請求項3

前記供給制御手段は、前記両セパレータシートのうちの一方を吸着可能な第一吸着部と、前記両セパレータシートのうちの他方を吸着可能な第二吸着部とを有し、前記巻芯は、自身の回転軸方向に沿って移動可能であるとともに、少なくとも前記両セパレータシートを挿通可能なスリットを有し、前記回転軸方向に沿って前記スリットと重なる位置に前記セパレータシートが配置された状態で前記巻芯が移動し、前記スリットに前記セパレータシートが挿通されることで、前記巻芯に対し前記セパレータシートが供給されるように構成されており、前記第一吸着部及び前記第二吸着部は、前記回転軸方向に沿って前記スリットと重なる位置及び前記回転軸方向に沿って前記巻芯から外れた位置に対し、それぞれ吸着した前記セパレータシートを配置するように動作可能であることを特徴とする請求項2に記載の巻回装置。

請求項4

回転可能であるとともに、自身の回転方向所定間隔をあけて前記巻芯が複数設けられてなるターレットを有し、複数の前記巻芯は、前記回転軸方向に沿って移動することで前記ターレットに対し出没可能であり、前記検出手段により次に巻回される予定の一素子分の前記セパレータシートに欠陥部分がないことを検出した場合に、所定の通常処理工程を実行するように構成されている一方、前記検出手段により前記欠陥部分があることを検出した場合に所定の除去処理工程を実行するように構成されており、前記通常処理工程及び前記除去処理工程は、共通の工程として、前記両吸着部の少なくとも一方によって、複数の前記巻芯のうち所定の第一ポジションに配置された前記巻芯の前記スリットと前記回転軸方向に沿って重なる位置に少なくとも1枚の前記セパレータシートを配置するセパレータ配置工程と、前記セパレータ配置工程後、前記第一ポジションに配置された前記巻芯を前記ターレットから突出させ、当該巻芯の前記スリットに前記セパレータシートを挿通することで、当該巻芯に対し当該セパレータシートを供給するセパレータ挿通工程と、前記セパレータ挿通工程後、前記スリットに前記セパレータシートが挿通された前記巻芯を回転させ、当該巻芯に対し当該セパレータシートを巻き付ける巻付工程と、前記巻付工程後、前記巻芯を回転させることで、前記両電極シート及び前記両セパレータシートのうち当該巻芯に供給されたものを巻回する巻回工程と、前記巻回工程後、前記ターレットを回転させることで、少なくとも1枚又は2枚の前記セパレータシートが巻回された前記巻芯を所定の第二ポジションへと移動させるターレット回転工程と、前記ターレット回転工程後、前記セパレータ切断手段によって、前記第二ポジションに配置された前記巻芯から延びる前記セパレータシートを切断するセパレータ切断工程とを含み、前記通常処理工程では、前記セパレータ配置工程において、前記回転軸方向に沿って前記第一ポジションに配置された前記巻芯の前記スリットと重なる位置に前記両セパレータシートが配置されるように前記両吸着部を動作させ、前記巻付工程後であって前記巻回工程前に、前記両セパレータシートの巻き付けられた前記巻芯に対し前記両電極シートを供給し、前記除去処理工程では、前記セパレータ配置工程において、前記両吸着部により前記両セパレータシートを吸着した上で、欠陥部分の存在する前記セパレータシートが前記回転軸方向に沿って前記第一ポジションに配置された前記巻芯の前記スリットと重なる位置に配置される一方、欠陥部分の存在しない前記セパレータシートが前記回転軸方向に沿って当該巻芯から外れた位置に配置されるように前記両吸着部を動作させ、前記巻付工程後であって前記巻回工程前に、前記セパレータシートの巻き付けられた前記巻芯に対し前記両電極シートを供給しないことを特徴とする請求項3に記載の巻回装置。

請求項5

前記巻芯の回転を制御する回転制御手段を備え、前記検出手段は、巻回予定の一素子分の前記セパレータシートの中における欠陥部分の位置を検出可能であり、前記回転制御手段は、前記検出手段により、次に巻回される予定の一素子分の前記セパレータシートにおける終端部分よりも下流側に欠陥部分の終わりがあることを検出した場合に、当該欠陥部分の終わりまでが巻回されるように前記巻芯の回転を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の巻回装置。

請求項6

前記検出手段は、前記巻芯よりも上流における前記セパレータシートの搬送経路において、前記セパレータシートを撮像する撮像手段と、前記撮像手段による前記セパレータシートの撮像位置を特定するための撮像位置特定手段とを備え、前記撮像手段により得られた撮像データにおける前記セパレータシート自体の状態、及び、前記撮像位置特定手段によって特定された撮像位置に基づき、巻回予定の一素子分の前記セパレータシートの中における欠陥部分の有無及び位置を検出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の巻回装置。

技術分野

0001

本発明は、例えば、二次電池等に内蔵される巻回素子を得るための巻回装置に関するものである。

背景技術

0002

例えば、リチウムイオン電池等の二次電池に用いられる巻回素子は、正極活物質が塗布された正電極シートと、負極活物質が塗布された負電極シートとが、絶縁素材からなる2枚のセパレータシートを介して重ね合わされた状態で巻回されることにより製造される。

0003

巻回素子を製造する巻回装置においては、ロール状に巻回された原反から供給される上記両電極シート及び両セパレータシートがそれぞれ別個搬送路に沿って巻回部へと搬送される。巻回部は、例えば、回転可能に設けられたターレットと、当該ターレットの回転方向に沿って所定間隔をあけて配置されるとともに、自身も回転可能な複数の巻芯とを備えている(例えば、特許文献1等参照)。

0004

また、上記のようなターレット等を備えた巻回装置において、巻回素子の製造は、例えば、次のようにして行われる。まず、所定の第一ポジションに位置する巻芯に対し、両セパレータシートを巻付けた状態とする。これは、例えば、巻芯の外周に設けられた巻芯コアに両セパレータシートを溶着した上で、又は、巻芯に設けられたスリットに両セパレータシートを挿通した上で、巻芯を所定量だけ回転させることによりなされる。次いで、セパレータシートの巻き付けられた巻芯に対し、両電極シートが供給される。両電極シートの供給手法としては、例えば、電極シートの搬送路に配置された把持手段によって電極シートを把持した上で、この把持手段を巻芯側へと接近させ、両セパレータシート間に電極シートを送り込むといった手法が挙げられる。電極シートの供給後、巻芯を回転させることで、両電極シート及び両セパレータシートが巻回されていく。

0005

そして、両電極シートの巻回量が所定量に到達すると、巻芯の回転が一時停止され、両電極シートが切断される。次に、ターレットが回転することで、両セパレータシートを原反側から引き出しつつ、巻芯が前記第一ポジションから所定の第二ポジションへと移動させられる。次いで、第二ポジションの巻芯側から延びる両セパレータシートを切断するとともに、巻芯を回転させ、両セパレータシートの終端部分を巻取ることで、巻回素子が得られる。

0006

ところで、電極シートやセパレータシートに何らかの欠陥部分(例えば、傷など)が存在することがある。この場合において、巻回素子に前記欠陥部分が含まれてしまうと、巻回素子の品質低下を招いてしまうおそれがある。

0007

そこで、欠陥部分除去装置を設け、当該欠陥部分除去装置によって、電極シートにおける欠陥部分を除去する手法が提案されている(例えば、特許文献2等参照)。当該手法について、より具体的に説明すると、欠陥部分除去装置は、巻芯よりも上流側における電極シートの搬送路に対応して設けられており、電極シートを把持しつつ回転可能な2つの芯材を備えている。そして、電極シートに欠陥部分がある場合には、両芯材が、電極シートを把持した上で回転することにより、電極シートにおける欠陥部分が巻き取られる。その後、欠陥部分除去装置よりも上流において電極シートを切断した上で、欠陥部分が巻付けられた両芯材が電極シートの搬送路から退避することで、欠陥部分が除去される。

先行技術

0008

特開2009−289661号公報
特開2012−151064号公報

発明が解決しようとする課題

0009

ところで、上述した欠陥部分除去装置をセパレータシートの搬送路に対応して設け、セパレータシートに欠陥部分が存在する場合に、このセパレータシートにおける欠陥部分を巻き取って除去することが考えられる。

0010

しかしながら、この場合には、欠陥部分を除去するために、欠陥部分除去装置(芯材)を別途設ける必要がある。そのため、装置の複雑化や製造コストの増大を招いてしまうおそれがある。

0011

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セパレータシートにおける欠陥部分を容易に除去可能としつつ、簡素化や製造コストの増大抑制を効果的に図ることができる巻回装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有作用効果を付記する。

0013

手段1.2枚の電極シートと絶縁素材からなる2枚のセパレータシートとを下流側に位置する回転可能な巻芯に対し供給するとともに、前記巻芯が回転することで前記両電極シート及び前記両セパレータシートが巻回されてなる巻回素子を製造するための巻回装置であって、
前記セパレータシートを切断するセパレータ切断手段と、
巻回予定の一素子分の前記セパレータシートの中における欠陥部分の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段によって、次に巻回される予定の一素子分の前記セパレータシートの中に欠陥部分があることを検出した場合、前記巻芯に対し前記両電極シートを供給することなく、前記両セパレータシートのうち少なくとも欠陥部分が存在する側を前記巻芯へと供給するように、前記電極シート及び前記セパレータシートの供給を制御する供給制御手段とを備え、
前記巻芯の回転によって前記セパレータシートの前記欠陥部分を巻回した上で、前記セパレータ切断手段によって前記巻芯に巻回された側とそれよりも上流側とが分離されるように前記セパレータシートを切断するように構成されていることを特徴とする巻回装置。

0014

尚、一素子分のセパレータシートとは、巻回素子ひとつ分を構成するセパレータシートをいう。また、欠陥部分としては、セパレータシートについた傷や、テープ等が貼付されたセパレータシート同士の繋ぎ部分などを挙げることができる。

0015

上記手段1によれば、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシートに欠陥部分が存在する場合、巻芯へと両電極シートが供給されず、両セパレータシートのうち少なくとも欠陥部分の存在する側が巻芯へと供給される。そして、巻芯が回転することで、セパレータシートの欠陥部分が巻回され、セパレータ切断手段によって、巻芯に巻回された側(欠陥部分を含む側)とそれよりも上流側とが分離されるようにセパレータシートが切断される。これにより、巻芯に巻回されたセパレータシートの欠陥部分を容易に除去することができる。また、巻回素子の製造に不可欠な巻芯を用いて、欠陥部分を巻回することができるため、巻芯とは別に、欠陥部分を巻回するための部品などを設ける必要がなくなる。そのため、装置の簡素化や製造コストの増大抑制を効果的に図ることができる。

0016

尚、セパレータシートに欠陥部分が存在する場合、巻芯によって、両セパレータのうち欠陥部分が存在する側のみを巻回することとしてもよいし、両セパレータシートを巻回することとしてもよい。

0017

手段2.前記供給制御手段は、前記検出手段によって、次に巻回される予定の一素子分の前記セパレータシートの中に欠陥部分があることを検出した場合、前記両セパレータシートのうち欠陥部分が存在する側のみを前記巻芯へと供給するように、前記セパレータシートの供給を制御することを特徴とする手段1に記載の巻回装置。

0018

上記手段2によれば、両セパレータシートのうち欠陥部分の存在する側のみが巻芯へと供給される。つまり、両セパレータシートのうち欠陥部分の存在しない側は巻芯へと供給されない。そして、欠陥部分の存在するセパレータシートのみが巻芯により巻回される。従って、良品のセパレータシートが無駄に除去(廃棄)されてしまうことをより確実に防止できる。その結果、歩留まりの向上を図ることができ、生産性を高めることができる。

0019

手段3.前記供給制御手段は、
前記両セパレータシートのうちの一方を吸着可能な第一吸着部と、
前記両セパレータシートのうちの他方を吸着可能な第二吸着部とを有し、
前記巻芯は、自身の回転軸方向に沿って移動可能であるとともに、少なくとも前記両セパレータシートを挿通可能なスリットを有し、
前記回転軸方向に沿って前記スリットと重なる位置に前記セパレータシートが配置された状態で前記巻芯が移動し、前記スリットに前記セパレータシートが挿通されることで、前記巻芯に対し前記セパレータシートが供給されるように構成されており、
前記第一吸着部及び前記第二吸着部は、前記回転軸方向に沿って前記スリットと重なる位置及び前記回転軸方向に沿って前記巻芯から外れた位置に対し、それぞれ吸着した前記セパレータシートを配置するように動作可能であることを特徴とする手段2に記載の巻回装置。

0020

上記手段3によれば、通常の巻回素子の製造時(次に巻回される予定の一素子分の両セパレータシートに欠陥部分が存在しないとき)には、両セパレータシートが巻芯の回転軸方向に沿ってスリットと重なるように、両吸着部を動作させることで、巻芯に対し両セパレータシートを供給することができる。

0021

また、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシートに欠陥部分が存在するときには、欠陥部分の存在するセパレータシートのみが前記回転軸方向に沿ってスリットと重なるように、当該セパレータシートを吸着する吸着部を動作させる。一方、欠陥部分の存在しないセパレータシートは前記回転軸方向に沿って巻芯から外れた位置に配置されるように、当該セパレータシートを吸着する吸着部を動作させる。その上で、巻芯が移動することにより、巻芯に対し欠陥部分の存在するセパレータシートのみを供給することができる。従って、比較的簡素な構成によって、巻芯に対しセパレータシートを選択的に供給することができる。これにより、装置の簡素化や製造コストの増大抑制をより効果的に図ることができる。また、通常、薄くて柔らかいセパレータシートを巻芯へと供給することは困難であるが、上記手段3によれば、セパレータシートを容易に巻芯へと供給することが可能となる。

0022

手段4.回転可能であるとともに、自身の回転方向に所定間隔をあけて前記巻芯が複数設けられてなるターレットを有し、
複数の前記巻芯は、前記回転軸方向に沿って移動することで前記ターレットに対し出没可能であり、
前記検出手段により次に巻回される予定の一素子分の前記セパレータシートに欠陥部分がないことを検出した場合に、所定の通常処理工程を実行するように構成されている一方、前記検出手段により前記欠陥部分があることを検出した場合に所定の除去処理工程を実行するように構成されており、
前記通常処理工程及び前記除去処理工程は、共通の工程として、
前記両吸着部の少なくとも一方によって、複数の前記巻芯のうち所定の第一ポジションに配置された前記巻芯の前記スリットと前記回転軸方向に沿って重なる位置に少なくとも1枚の前記セパレータシートを配置するセパレータ配置工程と、
前記セパレータ配置工程後、前記第一ポジションに配置された前記巻芯を前記ターレットから突出させ、当該巻芯の前記スリットに前記セパレータシートを挿通することで、当該巻芯に対し当該セパレータシートを供給するセパレータ挿通工程と、
前記セパレータ挿通工程後、前記スリットに前記セパレータシートが挿通された前記巻芯を回転させ、当該巻芯に対し当該セパレータシートを巻き付ける巻付工程と、
前記巻付工程後、前記巻芯を回転させることで、前記両電極シート及び前記両セパレータシートのうち当該巻芯に供給されたものを巻回する巻回工程と、
前記巻回工程後、前記ターレットを回転させることで、少なくとも1枚又は2枚の前記セパレータシートが巻回された前記巻芯を所定の第二ポジションへと移動させるターレット回転工程と、
前記ターレット回転工程後、前記セパレータ切断手段によって、前記第二ポジションに配置された前記巻芯から延びる前記セパレータシートを切断するセパレータ切断工程とを含み、
前記通常処理工程では、
前記セパレータ配置工程において、前記回転軸方向に沿って前記第一ポジションに配置された前記巻芯の前記スリットと重なる位置に前記両セパレータシートが配置されるように前記両吸着部を動作させ、
前記巻付工程後であって前記巻回工程前に、前記両セパレータシートの巻き付けられた前記巻芯に対し前記両電極シートを供給し、
前記除去処理工程では、
前記セパレータ配置工程において、前記両吸着部により前記両セパレータシートを吸着した上で、欠陥部分の存在する前記セパレータシートが前記回転軸方向に沿って前記第一ポジションに配置された前記巻芯の前記スリットと重なる位置に配置される一方、欠陥部分の存在しない前記セパレータシートが前記回転軸方向に沿って当該巻芯から外れた位置に配置されるように前記両吸着部を動作させ、
前記巻付工程後であって前記巻回工程前に、前記セパレータシートの巻き付けられた前記巻芯に対し前記両電極シートを供給しないことを特徴とする手段3に記載の巻回装置。

0023

上記手段4によれば、まず、セパレータ配置工程において、通常処理工程と除去処理工程とで異なる処理が行われる。すなわち、通常処理工程のセパレータ配置工程では、第一ポジションに配置された巻芯のスリットに対し2枚のセパレータシートが重なるように両吸着部を動作させる。例えば、両吸着部により2枚のセパレータシートを把持したり、吸着したりした上で、巻芯のスリットと重なる位置に両セパレータシートが配置されるように両吸着部を動作させる。これに対し、除去処理工程のセパレータ配置工程では、両吸着部により両セパレータシートを吸着した上で、第一ポジションに配置された巻芯のスリットに対し欠陥部分の存在するセパレータシートのみが重なり、当該巻芯から欠陥部分の存在しないセパレータシートが外れるように両吸着部を動作させる。

0024

続くセパレータ挿通工程では、通常処理工程及び除去処理工程で同様の処理が行われる。すなわち、第一ポジションに配置された巻芯をターレットから突出させ、当該巻芯のスリットと重なる位置に配置されたセパレータシートを当該スリットへと挿通する。これにより、1枚又は2枚のセパレータシートが巻芯へと供給される。

0025

次の巻付工程では、巻芯に対し、供給された1枚又は2枚のセパレータシートが巻付けられる。この巻回工程も、通常処理工程及び除去処理工程にて同様に行われる。

0026

そして、巻付工程後であって巻回工程前に、通常処理工程では、両電極シートが巻芯へと供給される。そのため、続く巻回工程では、巻芯によって、両電極シート及び両セパレータシートが巻回される。一方、除去処理工程では、巻付工程後であって巻回工程前に、両電極シートが巻芯へと供給されない。そのため、巻回工程では、巻芯によって、欠陥部分の存在するセパレータシートのみが巻回される。通常処理工程における巻回工程であっても、除去処理工程における巻回工程であっても、シートを巻回するために巻芯を回転させる工程という点では同じである。

0027

続くターレット回転工程では、ターレットの回転により、第一ポジションにある巻芯を所定の第二ポジションへと移動させる。このターレット回転工程も、通常処理工程及び除去処理工程にて同様に行われる。ターレットの回転に伴い、第二ポジションに配置された巻芯からこれに巻回された1枚又は2枚のセパレータシートが上流へと延びた状態となる。尚、巻芯に1枚のセパレータシートが巻回されている状態は、このセパレータシートに欠陥部分が存在している場合に起こり得る。一方、巻芯に2枚のセパレータシートが巻回される状態は、両セパレータシートに欠陥部分が存在していない場合(つまり、巻芯に両電極シート及び両セパレータシートが巻回されている場合)、又は、2枚のセパレータシートのそれぞれに欠陥部分が存在している場合に生じ得る。

0028

ターレット回転工程に続くセパレータ切断工程では、セパレータ切断手段によって、巻芯から延びるセパレータシートを切断する。巻芯から2枚のセパレータシートが延びている状態であれば、セパレータ切断手段によって、これら2枚のセパレータシートが切断される。巻芯から1枚のセパレータシートが延びている状態であれば、この1枚のセパレータシートが切断される。このセパレータ切断工程も、通常処理工程及び除去処理工程にて同様に行われる。

0029

以上のように、上記手段4によれば、通常処理工程及び除去処理工程は、両吸着部の動作態様という点と、巻芯に対する両電極シートの供給に係る工程の有無という点とを除いて共通する。つまり、両工程において、ターレットや巻芯側において実行される工程が共通する。従って、両工程において、巻芯やターレットなどの動作態様が大きく異なるものとなってしまうことを防止できる。これにより、装置の簡素化や製造コストの増大抑制をより一層図ることができる。

0030

手段5.前記巻芯の回転を制御する回転制御手段を備え、
前記検出手段は、巻回予定の一素子分の前記セパレータシートの中における欠陥部分の位置を検出可能であり、
前記回転制御手段は、前記検出手段により、次に巻回される予定の一素子分の前記セパレータシートにおける終端部分よりも下流側に欠陥部分の終わりがあることを検出した場合に、当該欠陥部分の終わりまでが巻回されるように前記巻芯の回転を制御することを特徴とする手段1乃至4のいずれかに記載の巻回装置。

0031

上記手段5によれば、例えば、一素子分のセパレータシートにおける中央に欠陥部分が存在する場合、巻芯によって、一素子分のセパレータシートの中央部分までを巻回することができ、それよりも上流の良品のセパレータシートを巻回しないようにすることができる。従って、良品のセパレータシートが無駄に除去(廃棄)されてしまうことを効果的に抑制できる。その結果、歩留まりの更なる向上を図ることができ、より良好な生産性を得ることができる。

0032

手段6.前記検出手段は、
前記巻芯よりも上流における前記セパレータシートの搬送経路において、前記セパレータシートを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による前記セパレータシートの撮像位置を特定するための撮像位置特定手段とを備え、
前記撮像手段により得られた撮像データにおける前記セパレータシート自体の状態、及び、前記撮像位置特定手段によって特定された撮像位置に基づき、巻回予定の一素子分の前記セパレータシートの中における欠陥部分の有無及び位置を検出することを特徴とする手段1乃至5のいずれかに記載の巻回装置。

0033

上記手段6によれば、巻芯に対しセパレータシートを搬送している段階で、例えば、実際に巻回素子を製造している段階などで、欠陥部分を特定するために手段(例えば、フィルム等)によることなく、セパレータシート自体の状態に基づき、セパレータシートにおける欠陥部分の有無や位置を検出することができる。従って、セパレータシートにおける欠陥部分の有無や位置をより確実に検出することができ、ひいてはセパレータシートにおける欠陥部分を一層確実に除去することができる。また、欠陥部分を含むセパレータシートが巻回素子に用いられてしまうことをより確実に防止でき、巻回素子の品質向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

0034

電池素子の構成を示す断面模式図である。
巻回部の概略構成図である。
巻回装置の概略構成図である。
セパレータ原反の斜視模式図である。
巻回工程のフローチャートである。
制御装置等の電気的構成を示すブロック図である。
通常処理工程のフローチャートである。
除去処理工程のフローチャートである。
巻回工程が開始される際の巻回部等の概略構成図である。
巻芯に対するセパレータシートの巻付け等を行う際における巻回部等の概略構成図である。
負電極シートを供給する際の巻回部等の概略構成図である。
正電極シートを供給する際の巻回部等の概略構成図である。
正電極シートを切断する際の巻回部等の概略構成図である。
負電極シートを切断する際の巻回部等の概略構成図である。
ターレットを回転させる際の巻回部等の概略構成図である。
両吸着部によりセパレータシートを保持する際における巻回部等の概略構成図である。
セパレータシートを切断する際における巻回部等の概略構成図である。
セパレータシートの終端部分を巻取る際における巻回部等の概略構成図である。
一方のセパレータシートに欠陥部分がある場合において、第一吸着部が動作する際の巻回部等の概略構成図である。
一方のセパレータシートに欠陥部分がある場合において、巻芯の突出等を行う際における巻回部等の概略構成図である。
一方のセパレータシートに欠陥部分がある場合において、当該セパレータシートの巻回などを行う際における巻回部等の概略構成図である。
一方のセパレータシートに欠陥部分がある場合において、ターレットを回転させる際の巻回部等の概略構成図である。
他方のセパレータシートに欠陥部分がある場合において、第二吸着部が動作する際の巻回部等の概略構成図である。
他方のセパレータシートに欠陥部分がある場合において、巻芯の突出等を行う際における巻回部等の概略構成図である。
他方のセパレータシートに欠陥部分がある場合において、当該セパレータシートの巻回などを行う際における巻回部等の概略構成図である。
他方のセパレータシートに欠陥部分がある場合において、ターレットを回転させる際の巻回部等の概略構成図である。
両セパレータシートの少なくとも一方に欠陥部分がある場合において、両吸着部によるセパレータシートの保持等を行う際における巻回部等の概略構成図である。
欠陥部分のあるセパレータシートを巻回した際における巻回部等の概略構成図である。
別の実施形態におけるセパレータ原反及びこれに付されたタブを示す斜視模式図である。
別の実施形態におけるセパレータ原反及びこれに付されたICタグを示す斜視模式図である。

実施例

0035

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、巻回装置によって得られる巻回素子としてのリチウムイオン電池素子の構成について説明する。

0036

図1に示すように、リチウムイオン電池素子1(以下、単に「電池素子1」という)は、2枚のセパレータシート2,3を介して、正電極シート4及び負電極シート5が重ね合わされた状態で巻回されることにより製造される。尚、図1においては、説明の便宜上、セパレータシート2,3及び電極シート4,5(以下、これらを総称する場合は「各種シート2〜5」という)の相互の間隔をあけて示している。

0037

セパレータシート2,3は、それぞれ同一の幅を有する帯状をなしており、異なる電極シート4,5同士が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止すべく、ポリプロピレン(PP)等の絶縁体により構成されている。セパレータシート2,3は、比較的薄肉であり、柔らかいものである。

0038

電極シート4,5は、薄板状の金属シートよりなり、セパレータシート2,3と略同一の幅を有している。本実施形態では、負電極シート5で正電極シート4を確実に覆うべく、負電極シート5が正電極シート4よりも長いものとされている。

0039

また、電極シート4,5の表裏両面には活物質が塗布されている。正電極シート4には例えばアルミニウム箔シートが用いられ、その表裏両面に正極活物質(例えば、マンガン酸リチウム粒子等)が塗布されている。負電極シート5には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に負極活物質(例えば、活性炭等)が塗布されている。そして、活物質を介して、正電極シート4及び負電極シート5間におけるイオン交換ができるようになっている。より詳しくは、充電時には、正電極シート4側から負電極シート5側へとイオンが移動し、放電時には、負電極シート5側から正電極シート4側へとイオンが移動する。

0040

また、正電極シート4の幅方向一端縁からは図示しない複数の正極リード延出するとともに、負電極シート5の幅方向他端縁からは図示しない複数の負極リードが延出している。

0041

リチウムイオン電池を得るに際しては、電池素子1が金属製で筒状をなす図示しない電池容器ケース)内に配設されるとともに、前記正極リード及び負極リードがそれぞれまとめられる。そして、まとめられた正極リードを正極端子部品(図示せず)に接続するとともに、同じくまとめられた負極リードを負極端子部品(図示せず)に接続し、両端子部品が前記電池容器の両端開口に塞ぐように設けられることで、リチウムイオン電池を得ることができる。

0042

次に、電池素子1を製造するための巻回装置10について説明する。図3に示すように、巻回装置10は、各種シート2〜5を巻回するための巻回部11と、正電極シート4を巻回部11へ供給するための正電極シート供給機構31と、負電極シート5を巻回部11へ供給するための負電極シート供給機構41と、セパレータシート2,3をそれぞれ巻回部11へ供給するためのセパレータ供給機構51,61と、制御装置81とを備えている。尚、巻回部11や各供給機構31,41,51,61など、巻回装置10内の各種機構は、制御装置81により動作制御される構成となっている。

0043

正電極シート供給機構31は、正電極シート4がロール状に巻回されてなる正電極シート原反32を備えている。正電極シート原反32は、図示しない駆動手段によって回転可能な支持軸33により支持されている。支持軸33の回転に伴い、正電極シート原反32から正電極シート4が引き出される。

0044

また、正電極シート供給機構31は、シート挿入機構71と、シート切断カッタ72と、テンション付与機構73と、バッファ機構75とを備えている。

0045

シート挿入機構71は、正電極シート4を巻回部11へ供給するものであり、正電極シート4の搬送経路に沿って、巻回部11に接近する接近位置と、巻回部11から離間する離間位置との間を移動可能に構成されている。シート挿入機構71は、正電極シート4を把持可能な一対のチャック71a,71bを備えている。チャック71a,71bは、図示しない駆動手段により開閉動作可能に構成されている。そして、正電極シート4を巻回部11へ供給する際には、チャック71a,71bにより正電極シート4を把持した上で、シート挿入機構71が巻回部11に対して接近するようになっている。

0046

シート切断カッタ72は、正電極シート4を切断するためのものであり、正電極シート4の表裏両側にそれぞれ位置する一対の刃部72a,72bを備えている。シート切断カッタ72は、その一対の刃部72a,72bが正電極シート4を挟むように位置するシート切断位置と、正電極シート4の搬送経路外へ退避する退避位置との間を移動可能に構成されている。

0047

尚、正電極シート4の切断は、前記チャック71a,71bにより正電極シート4が把持された状態で行われるようになっている。また、巻回部11へと正電極シート4を供給すべく、シート挿入機構71が巻回部11側へ接近移動する際には、一対の刃部72a,72bがそれぞれ正電極シート4の搬送経路から離間することで、シート挿入機構71の移動を阻害しないようになっている。

0048

テンション付与機構73は、一対のローラ73a,73bと、両ローラ73a,73b間において揺動自在に設けられたダンサローラ73cとを有している。ダンサローラ73cは、トルク制御された所定のサーボモータ(図示せず)により動作し、制御装置81により前記サーボモータが制御されることで、正電極シート4に付与される張力を変更可能に構成されている。正電極シート4に張力が付与されることで、正電極シート4の弛み防止が図られている。

0049

バッファ機構75は、正電極シート原反32から送り出された正電極シート4を一旦貯留するものである。バッファ機構75は、一対の従動ローラ75a,75bと、両ローラ75a,75b間において上下方向に変位可能な昇降ローラ75cとを有している。昇降ローラ75cは、正電極シート4の貯留量に基づき上下位置が変位する。昇降ローラ75cの上下位置に関する情報は、制御装置81に入力されるようになっている。

0050

負電極シート供給機構41は、その最上流側において、負電極シート5がロール状に巻回されてなる負電極シート原反42を備えている。負電極シート原反42は、図示しない駆動手段によって回転可能な支持軸43により支持されている。支持軸43の回転に伴い、負電極シート原反42から負電極シート5が引き出される。

0051

また、負電極シート供給機構41は、正電極シート供給機構31と同様に、シート挿入機構71、シート切断カッタ72、テンション付与機構73及びバッファ機構75を備えている。これらは、負電極シート5を対象として機能する点を除き、正電極シート供給機構31に設けられたものと同様である。従って、これらについての詳細な説明は省略する。

0052

一方、セパレータ供給機構51,61は、それぞれセパレータシート2,3がロール状に巻回されてなるセパレータ原反52,62を備えている。セパレータ原反52,62は、図示しない駆動手段によって回転可能な支持軸53,63により支持されている。支持軸53,63の回転に伴い、セパレータ原反52,62からセパレータシート2、3が引出される。

0053

尚、セパレータ原反52,62を構成するセパレータシート2,3に傷などの欠陥部分が存在することがある。本実施形態では、図4に示すように、セパレータシート2,3の欠陥部分に対し予め欠陥識別用フィルム6が貼付されている。欠陥識別用フィルム6は、例えば、セパレータシート2,3の製造及び検査を行う段階など、セパレータ原反52,62を得る段階よりも前の段階で貼付される。また、欠陥識別用フィルム6は、セパレータシート2,3における表面及び裏面のうち一方の面(例えば、表面)に貼付されている。

0054

さらに、セパレータ供給機構51,61は、電極シート供給機構31,41と同様に、テンション付与機構73及びバッファ機構75を備えている。これらは、セパレータシート2,3を対象として機能する点を除き、正電極シート供給機構31に設けられたものと同様である。従って、これらについての詳細な説明は省略する。

0055

尚、本実施形態において、各供給機構31,41,51,61のテンション付与機構73は、各種シート2〜5に対し常に一定の張力を付与するように構成されている。

0056

また、セパレータ供給機構51,61は、セパレータシート2,3の搬送経路の途中であって、バッファ機構75よりも上流に、ガイドローラ76を備えている。ガイドローラ76は、セパレータシート2,3が架けられた状態となっており、セパレータシート2,3の搬送に伴い回転する。

0057

併せて、ガイドローラ76の回転量は、該ガイドローラ76に対応して設けられたローラ用エンコーダ76a(図6参照)により把握可能となっている。そして、ローラ用エンコーダ76aからガイドローラ76の回転量に関する情報が制御装置81へと入力されるようになっている。ガイドローラ76の回転量は、セパレータシート2,3の送り量に対応したものとなる。

0058

また、セパレータシート2,3の搬送経路の途中であって、ガイドローラ76よりも上流には、撮像手段としてのカメラ77が設けられている。カメラ77によって、セパレータシート2,3における欠陥識別用フィルム6が貼付される側の面が撮像される。そして、カメラ77により得られた撮像データは、制御装置81へと入力される。尚、カメラ77による撮像部分は、所定の照明により照らされる。

0059

さらに、各種シート2〜5の搬送経路の途中であって、巻回部11の直上流には、一対のニップローラ78a,78bが設けられている。ニップローラ78a,78bによって、各種シート2〜5が同一の搬送経路に沿って巻回部11へと搬送される。

0060

さらに、ニップローラ78a,78bは、図示しない駆動手段によって、それぞれ閉鎖位置と開放位置との間で移動可能に構成されている。ニップローラ78a,78bがそれぞれ閉鎖位置に配置された状態では、両者によって各種シート2〜5が挟み込まれる状態となる。ニップローラ78a,78bは、通常、閉鎖位置に配置される。

0061

一方、ニップローラ78a,78bの少なくとも一方が開放位置に配置された状態では、ニップローラ78a,78bが若干だけ離間した状態となる。この状態において、ニップローラ78a,78b間にセパレータシート2,3が配置されている場合には、セパレータシート2,3が若干離間し、互いに干渉しない状態となる。

0062

次に、巻回部11の構成について説明する。図2に示すように、巻回部11は、図示しない駆動手段により回転可能な相対向する2枚の円盤状のテーブルからなるターレット12と、当該ターレット12の回転方向に180°間隔で設けられた2つの巻芯13,14と、第一吸着部15a及び第二吸着部15bと、セパレータ切断手段としてのセパレータカッタ16と、巻回後の各種シート2〜5がばらけるのを抑えるための押えローラ17と、所定の固定用テープを貼付するためのテープ貼付機構18とを備えている。

0063

巻芯13,14は、それぞれ自身の外周側において各種シート2〜5を巻取るためのものであり、図示しない駆動手段により自身の中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。巻芯13,14の回転量は、所定の巻芯用エンコーダ19(図6参照)により検出可能となっており、当該巻芯用エンコーダ19から巻芯13,14の回転量に関する情報が制御装置81へと入力されるようになっている。

0064

また、巻芯13,14は、自身の回転軸方向(図2等の紙面行方向)に沿って移動可能であり、ターレット12を構成する一方のテーブルに対し出没可能に設けられている。巻芯13,14は、前記一方のテーブルから突出した状態となったときに、その先端部が他方のテーブルに形成された受け用の穴に挿通され、両テーブルによって回転可能な状態で支持されるようになっている。

0065

さらに、巻芯13(14)は、それぞれ自身の軸線方向(図2の紙面奥行方向)に沿って延びる一対の芯片13a,13b(14a,14b)を備えている。芯片13a,13b(14a,14b)間にはスリット13c(14c)が形成されている。スリット13c,14cは、巻芯13,14の回転軸を通過するようにしてまっすぐ延びた形状とされている。

0066

また、巻芯13,14は、ターレット12が回転することにより、第一ポジションとしての巻回ポジションP1と、第二ポジションとしての取外しポジションP2との間を旋回移動可能に構成されている。巻芯13,14は、取外しポジションP2から巻回ポジションP1へと移動するときに、ターレット12(一方のテーブル)に対し没した状態で移動する。

0067

巻回ポジションP1は、巻芯13,14により各種シート2〜5を巻回するポジションである。巻回ポジションP1に対し上記各供給機構31,41,51,61から各種シート2〜5が供給される。

0068

取外しポジションP2は、基本的には、巻回後の各種シート2〜5、すなわち電池素子1の取外しを行うためのポジションである。また、取外しポジションP2では、セパレータシート2,3のうち少なくとも一方が巻回されてなる不良ロール7(図28参照)の取外しを行うこともある。取外しポジションP2の周辺部には、巻芯13,14から電池素子1や不良ロール7の取外しを行うための取外装置(不図示)等が設けられている。

0069

第一吸着部15a及び第二吸着部15bは、巻回ポジションP1及び取外しポジションP2間においてセパレータシート2,3を挟持したり、セパレータシート2,3を吸着した上で、セパレータシート2,3を個別に移動させたりするためのものである。

0070

両吸着部15a,15bの先端部には、セパレータシート2,3を吸着するための吸引孔(図示せず)が形成されている。各吸引孔は、図示しない所定の真空ポンプから負圧が供給可能に構成されている。第一吸着部15aは、吸引孔に負圧が供給されている状態において、セパレータシート3を吸着可能である。一方、第二吸着部15bは、吸引孔に負圧が供給されている状態において、セパレータシート2を吸着可能である。

0071

さらに、第一吸着部15a及び第二吸着部15bは、図示しない駆動手段によって、ターレット12や巻芯13,14の回転軸と平行であるとともに、ニップローラ78a,78b側におけるセパレータシート2,3の搬送経路を通過する回動軸を中心として旋回移動可能に構成されている。そして、両吸着部15a,15bは、それぞれ挟持位置及び退避位置の間で移動可能とされている。

0072

両吸着部15a,15bが、それぞれ挟持位置に配置されると、両吸着部15a,15bによってニップローラ78a,78bから取外しポジションP2にかけて配されたセパレータシート2,3を挟持することが可能となる(図16参照)。この状態において、ニップローラ78a,78bがそれぞれ閉鎖位置に配置されていれば、セパレータシート2,3は、巻回ポジションP1に配置された巻芯13,14の回転軸を通過した状態となる。そのため、スリット13c,14cの向きを調節することで、巻回ポジションP1に配置され、ターレット12に対し没した状態の巻芯13,14のスリット13c,14cと、セパレータシート2,3とを巻芯13,14の回転軸方向に沿って重ねることが可能である。

0073

また、セパレータシート3を吸着した第一吸着部15aを挟持位置へと配置しつつ、ニップローラ78aを閉鎖位置に配置した状態とすれば、セパレータシート3のみを、巻回ポジションP1に配置された巻芯13,14のスリット13c,14cと重ねることが可能である。さらに、セパレータシート2を吸着した第二吸着部15bを挟持位置へと配置しつつ、ニップローラ78bを閉鎖位置に配置した状態とすれば、セパレータシート2のみを、巻回ポジションP1に配置された巻芯13,14のスリット13c,14cと重ねることが可能である。

0074

一方、両吸着部15a,15bが、セパレータシート2,3を吸着した状態でそれぞれ退避位置に配置されると、巻回ポジションP1に配置された巻芯13,14から外れた位置にセパレータシート2,3が配置される。具体的には、セパレータシート3を吸着した第一吸着部15aが退避位置に配置されると、セパレータシート3は、巻回ポジションP1に配置された巻芯13,14よりも上方に配置される(図19参照)。一方、セパレータシート2を吸着した第二吸着部15bが退避位置に配置されると、セパレータシート2は、巻回ポジションP1に配置された巻芯13,14よりも下方に配置される(図23参照)。

0075

尚、本実施形態において、第一吸着部15aは、ターレット12の回転に伴う巻芯13,14の移動経路の内側で移動する。そのため、第一吸着部15aを移動させるための機構の大型化を防止することができ、装置の簡素化等を図ることができる。但し、このように構成すると、結果的に、第一吸着部15aに吸着されたセパレータシート3は、巻回ポジションP1から取外しポジションP2への巻芯13,14の移動経路上に存在することになる。しかしながら、本実施形態において、巻芯13,14はターレット12に没した状態で巻回ポジションP1から取外しポジションP2へと移動するため、セパレータシート3によって巻芯13,14の移動が阻害されることはない。

0076

一方、第二吸着部15bは、巻芯13,14の移動経路の内側と当該移動経路の外側との間で移動する。第二吸着部15bは、退避位置に配置されるときに、巻芯13,14の移動経路の外側まで移動する。従って、セパレータシート2を吸着した第二吸着部15bを退避位置に配置することで、巻回ポジションP1から取外しポジションP2に対する巻芯13,14の移動経路から外れた位置にセパレータシート2を退避させることが可能である。尚、巻芯13,14は、巻回ポジションP1から取外しポジションP2へと移動するときに、その外周に少なくともセパレータシート2,3のうちの一方が巻付いた状態となるため、ターレット12に対し没した状態で移動させることはできない。

0077

セパレータカッタ16は、巻回ポジションP1及び取外しポジションP2間に配置され、両吸着部15a,15bよりも取外しポジションP2側に設けられている。セパレータカッタ16は、所定の上方位置と下方位置との間で上下方向に沿って往復移動可能となっており、上方位置から下方位置へと移動することでセパレータシート2,3を切断する。

0078

押えローラ17は、取外しポジションP2の近傍に配置されており、ターレット12に接近し各種シート2〜5を押さえ近接位置と、ターレット12から離間し巻芯13,14の移動を妨げない退避位置との間で移動可能に構成されている。

0079

テープ貼付機構18は、取外しポジションP2の近傍に配置されており、巻回終了時に、ターレット12に接近し、セパレータシート2,3の終端部に前記固定用テープを貼付する。前記固定用テープの貼付により、電池素子1の巻止めがなされる。

0080

次いで、制御装置81について説明する。制御装置81は、演算手段としてのCPUや、各種プログラムを記憶するROM、演算データや入出力データなどの各種データを一時的に記憶するRAM、演算データ等を長期記憶するハードディスクなどを備えている。制御装置81は、上述の通り、巻回部11や各供給機構31,41,51,61の動作を制御する。例えば、制御装置81は、入力された昇降ローラ75cの上下方向に沿った位置に基づき支持軸33,43,53,63を制御することで、バッファ機構75に対し所定長さ以上の各種シート2〜5が貯留された状態を維持する。

0081

また、制御装置81は、後述する巻回工程の開始直前までに、電池素子1ひとつ分(一素子分)の長さに対し、所定の最小巻取可能長さを足した長さ(以下、「(1+α)素子分の長さ」という)のセパレータシート2,3が、カメラ77よりも下流におけるセパレータシート2,3の搬送経路に位置するように、セパレータシート2,3を送り出す。巻回工程の開始直前においては、両吸着部15a,15bによって、次に巻回される予定のセパレータシート2,3の始端側部分が挟持された状態になっている(図9参照)。

0082

尚、最小巻取可能長さは、巻芯13,14によりセパレータシート2,3を巻取るために必要な最低限の長さであり、一素子分のセパレータシート2,3の長さよりも小さなものである。最小巻取可能長さは、後述する巻付工程において巻芯13,14への巻付けに必要となるセパレータシート2,3の長さや、後述するセパレータ切断工程後に残るセパレータシート2,3の巻き残り部分の長さ等に基づき導出される。

0083

制御装置81は、図6に示すように、送り量特定部82と、撮像タイミング制御部83と、欠陥情報取得部84と、記憶装置85と、動作制御部86とを備えている。本実施形態では、カメラ77及び欠陥情報取得部84によって、検出手段としての検出部87が構成されている。また、本実施形態では、シート挿入機構71、第一吸着部15a、第二吸着部15b及び動作制御部86によって、供給制御手段としての供給制御部88が構成されている。

0084

送り量特定部82は、ローラ用エンコーダ76aから入力されたガイドローラ76の回転量に関する情報に基づき、セパレータシート2,3の送り量を取得する。

0085

撮像タイミング制御部83は、カメラ77による撮像のタイミングを制御するものである。撮像のタイミングは、送り量特定部82により取得されたセパレータシート2,3の送り量に基づいて制御され、セパレータシート2,3を所定量送るごとに、カメラ77によるセパレータシート2,3の撮像が行われる。本実施形態では、巻回工程の開始直前までに、カメラ77よりも下流に位置する、少なくとも(1+α)素子分の長さのセパレータシート2,3が撮像される。

0086

欠陥情報取得部84は、撮像位置特定手段としての撮像位置特定部84aと、欠陥有無検出部84bとを備えている。

0087

撮像位置特定部84aは、送り量特定部82により取得されたセパレータシート2,3の送り量に基づき、カメラ77による撮像位置を特定する。つまり、撮像データが、セパレータシート2,3におけるどの部分に関するものであるのかを特定する。

0088

欠陥有無検出部84bは、カメラ77により得られた撮像データに基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無を検出する。本実施形態において、欠陥有無検出部84bは、撮像データ中における欠陥識別用フィルム6の有無に基づき、セパレータシート2,3の有無を検出する。

0089

また、欠陥有無検出部84bは、欠陥部分の存在位置も検出する。具体的には、欠陥有無検出部84bは、撮像データから欠陥識別用フィルム6の始端を検出すると、この始端を欠陥部分の始まりと特定する。そして、撮像データから欠陥識別用フィルム6の終端を検出するまで、欠陥有無検出部84bは、セパレータシート2,3における前記始端よりも上流側の部位を欠陥部分であると判定していく。撮像データから欠陥識別用フィルム6の終端を検出すると、欠陥有無検出部84bは、この終端を欠陥部分の終わりとして特定する。その結果、欠陥有無検出部84bは、欠陥識別用フィルム6の始端から終端までの間を欠陥部分の存在位置として検出する。

0090

尚、欠陥識別用フィルム6の検出は、例えば、撮像データを二値化処理した上で、この二値化処理した撮像データから、予め設定された輝度度に関する基準値を用いて、欠陥識別用フィルム6を特定することにより行うことができる。

0091

また、欠陥情報取得部84は、撮像位置特定部84aにより得られた、カメラ77による撮像位置に関する情報と、欠陥有無検出部84bにより得られた、欠陥部分の有無及び存在位置に関する情報とに基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置に関する情報を取得する。本実施形態において、欠陥情報取得部84は、巻回工程の開始前に、カメラ77よりも下流に位置する、少なくとも(1+α)素子分の長さのセパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置に関する情報を予め取得する。

0092

記憶装置85は、例えば、前記ハードディスクなどにより構成されており、欠陥情報取得部84により取得された欠陥部分の有無及び位置に関する情報などを記憶する。

0093

動作制御部86は、巻芯13,14に対する各種シート2〜5の供給に係る機構や、巻芯13,14の回転を制御するものである。動作制御部86は、回転制御手段として回転制御部86aと、電極供給制御部86bと、セパレータ供給制御部86cとを備えている。

0094

回転制御部86aは、記憶装置85に記憶された欠陥部分の有無及び位置に関する情報に基づき、巻回工程における巻芯13,14の回転量を制御する。

0095

具体的には、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3に欠陥部分が存在しない場合、回転制御部86aは、巻芯13,14によって、その一素子分のセパレータシート2,3の終端部分までが巻回されるように巻芯13,14の回転量を制御する。巻芯13,14の回転量は、巻芯用エンコーダ19からの情報により得られる。

0096

一方、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分が存在する場合、回転制御部86aは、欠陥部分の終わりの位置に基づき、巻芯13,14の回転量を制御する。

0097

詳述すると、一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置する場合、回転制御部86aは、その欠陥部分の終わりまでが巻回されるように巻芯13,14の回転量を制御する。この制御により、巻回工程では、一素子分のセパレータシート2,3の途中までが巻回される。

0098

これに対し、一素子分のセパレータシート2,3に連なる前記最小巻取可能長さと同じ長さのセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置する場合、回転制御部86aは、この欠陥部分の終わりまでが巻回されるように巻芯13,14の回転量を制御する。

0099

また、(1+α)素子分の長さのセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置しない場合、回転制御部86aは、一素子分のセパレータシート2,3の終端部分までが巻回されるように巻芯13,14の回転量を制御する。

0100

電極供給制御部86bは、シート挿入機構71の動作を制御することで、巻芯13,14に対する両電極シート4,5の供給・非供給を切換える。

0101

具体的には、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分が存在しない場合、電極供給制御部86bは、巻芯13,14に対し、両電極シート4,5が供給されるようにシート挿入機構71を制御する。一方、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分が存在する場合、電極供給制御部86bは、両電極シート4,5を供給しないようにシート挿入機構71を制御する。

0102

セパレータ供給制御部86cは、第一吸着部15a及び第二吸着部15bの動作を制御することで、巻芯13,14に対するセパレータシート2,3の供給・非供給を切換える。

0103

具体的には、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分が存在しない場合、セパレータ供給制御部86cは、後述するセパレータ配置工程において、両吸着部15a,15bをそれぞれ挟持位置に配置したままとし、両吸着部15a,15bによってセパレータシート2,3を挟持する。これにより、結果的に、両セパレータシート2,3が巻芯13,14へと供給される。また、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3の中のそれぞれに欠陥部分が存在する場合、セパレータ供給制御部86cは、上記同様の動作を実行する。

0104

これに対し、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3のうちの一方のみに欠陥部分が存在する場合、セパレータ供給制御部86cは、セパレータ配置工程において、欠陥部分が存在する側のセパレータシート2,3を吸着する吸着部15a,15bを退避位置へと移動させる。一方、セパレータ供給制御部86cは、欠陥部分が存在しない側のセパレータシート2,3を吸着する吸着部15a,15bを挟持位置に配置した状態で維持する。これにより、結果的に、欠陥部分が存在するセパレータシート2,3のみが巻芯13,14へと供給される。

0105

次に、上記の巻回装置10による各種シート2〜5の巻回工程について説明する。

0106

尚、巻回工程に先立って、巻回ポジションP1に配置された一方の巻芯13(14)は、ターレット12を構成する一方のテーブルに没した状態とされている。また、巻回工程の開始前に、挟持位置に配置された両吸着部15a,15bによりセパレータシート2,3が挟持されることで、両セパレータシート2,3が保持された状態とされている。さらに、ニップローラ78a,78bは、それぞれ閉鎖位置に配置された状態とされている。加えて、巻回ポジションP1に配置された一方の巻芯13(14)のスリット13c(14c)は、一方の巻芯13(14)の回転軸方向に沿って、ニップローラ78a,78b及び両吸着部15a,15b間に位置するセパレータシート2,3と重なった状態とされている(それぞれ図9参照)。図9等では、ターレット12のテーブルに対し没した状態の巻芯13,14を点線で示す。

0107

巻回工程では、図5に示すように、まず、ステップS11において、欠陥情報取得部84により得られた情報に基づき、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分が存在するか否かを判定する。

0108

ステップS11にて否定判定された場合には、ステップS12に移行し、通常処理工程を実行した上で、巻回工程を終了する。一方、ステップS11にて肯定判定された場合には、ステップS13に移行し、除去処理工程を実行した上で、巻回工程を終了する。

0109

まず、通常処理工程について説明する。通常処理工程では、図7に示すように、ステップS21において、セパレータ配置工程を実行する。セパレータ配置工程では、両吸着部15a,15bを挟持位置に配置した状態で維持する。これにより、一方の巻芯13(14)の回転軸方向に沿って、巻回ポジションP1に配置された一方の巻芯13(14)のスリット13c(14c)と両セパレータシート2,3とが重なった状態を維持する(図9参照)。

0110

続いて、ステップS22において、セパレータ挿通工程を実行する。セパレータ挿通工程では、一方の巻芯13(14)がターレット12を構成する一方のテーブルから突出することで、当該巻芯13(14)のスリット13c(14c)に対し両セパレータシート2,3を挿通する。これにより、一方の巻芯13(14)に対し両セパレータシート2,3が供給される。

0111

次いで、ステップS23において、巻付工程を実行する。巻付工程では、一方の巻芯13(14)を所定数だけ回転させることで、一方の巻芯13(14)に対しセパレータシート2,3を所定量だけ巻き付けて固定する。そして、一方の巻芯13(14)に対し所定量のセパレータシート2,3を巻き付けた段階で、両吸着部15a,15bをそれぞれ退避位置に移動させる(図10参照)。

0112

続くステップS24では、電極シート供給工程を実行する。電極シート供給工程では、まず、負電極シート供給機構41のシート挿入機構71により一方の巻芯13(14)側に対し負電極シート5を供給する。具体的には、負電極シート5を把持するシート挿入機構71を巻回部11側に接近させ、セパレータシート2,3間に負電極シート5を挿入することで、一方の巻芯13(14)に対し負電極シート5を供給する(図11参照)。尚、負電極シート5の供給後、シート挿入機構71による負電極シート5の把持が解除されるとともに、シート挿入機構71が元の位置に戻る。

0113

また、負電極シート5の供給後、一方の巻芯13(14)を所定数だけ回転(例えば、1回転)させた段階で、シート挿入機構71により一方の巻芯13(14)側に対し、正電極シート4を供給する。具体的には、正電極シート4を把持するシート挿入機構71を巻回部11側に接近させ、セパレータシート2,3間に正電極シート4を挿入することで、正電極シート4を供給する(図12参照)。尚、正電極シート4の供給後、シート挿入機構71による正電極シート4の把持が解除されるとともに、シート挿入機構71が元の位置に戻る。

0114

続くステップS25の巻回工程では、一方の巻芯13(14)の回転により、各種シート2〜5のうち一方の巻芯13(14)に供給されたものを巻回する。通常処理工程では、両セパレータシート2,3及び両電極シート4,5が一方の巻芯13(14)へと供給されるため、両セパレータシート2,3及び両電極シート4,5が巻回される。

0115

次に、ステップS26において、電極シート切断工程を実行する。電極シート切断工程では、一方の巻芯13(14)の回転量が所定量に到達した段階で、一方の巻芯13(14)の回転を一時停止する。そして、シート挿入機構71により正電極シート4を把持した状態で、当該正電極シート4をシート切断カッタ72により切断する(図13参照)。

0116

その後、一方の巻芯13(14)の回転を再開し、一方の巻芯13(14)の回転量が所定量に到達した段階で、一方の巻芯13(14)の回転を再度一時停止する。そして、シート挿入機構71により負電極シート5を把持した状態で、当該負電極シート5をシート切断カッタ72により切断する(図14参照)。

0117

そして、一方の巻芯13(14)の回転を再開させることにより、電極シート4,5の終端部分(巻き残し部分)を巻き取る。尚、次述するターレット回転工程におけるターレット12の回転後に、一素子分のセパレータシート2,3の終端部分が両ポジションP1,P2間におけるセパレータカッタ16に対応する位置に到達した状態となるように、巻回工程などにおける一方の巻芯13(14)の回転量が調節される。

0118

続く、ステップS27では、ターレット回転工程を実行する。ターレット回転工程では、セパレータシート2,3を切断することなく、ターレット12を回転させる。これにより、巻回ポジションP1にあった一方の巻芯13(14)がセパレータ供給機構51,61からセパレータシート2,3を引き出しつつ、取外しポジションP2側へと移動していく。一方、取外しポジションP2にあった他方の巻芯14(13)が、巻回ポジションP1側へと移動していく(図15参照)。尚、他方の巻芯14(13)は、ターレット12の一方のテーブルに没した状態で移動する。

0119

そして、ターレット12の回転後に、一素子分のセパレータシート2,3の終端部分が両ポジションP1,P2間におけるセパレータカッタ16に対応する位置に到達した状態になる。この状態において、一方の巻芯13(14)は停止状態とされる。

0120

次のステップS28では、セパレータ切断工程を実行する。セパレータ切断工程では、両吸着部15a,15bをそれぞれ挟持位置に移動させ、両吸着部15a,15bによって両セパレータシート2,3を挟持する(図16参照)。

0121

次いで、セパレータカッタ16を上方位置から下方位置へと移動させる。これにより、一素子分のセパレータシート2,3の終端部分で、一方の巻芯13(14)から延びるセパレータシート2,3が切断される(図17参照)。その結果、一方の巻芯13(14)に巻回されたセパレータシート2,3と、これよりも上流のセパレータシート2,3とが分離される。

0122

そして最後に、ステップS29で巻終わり処理を実行し、通常処理工程を終了する。巻終わり処理では、押えローラ17によって、一方の巻芯13,14に巻回されたシートを押えた状態のまま、一方の巻芯13(14)を回転させる(図18参照)。これにより、セパレータシート2,3及び電極シート4,5の終端部分がばらけることなく完全に巻取られる。

0123

その後、テープ貼付機構18によって、セパレータシート2,3の終端部分を前記固定用テープにより巻止めすることで、巻終わり処理を終了する。巻止めされた電池素子1は、前記取外装置によって一方の巻芯13(14)から取外される。

0124

次いで、除去処理工程について説明する。除去処理工程では、図8に示すように、ステップS31において、セパレータ配置工程を実行する。除去処理工程のセパレータ配置工程では、両吸着部15a,15bにより両セパレータシート2,3を吸着した上で、欠陥部分の存在するセパレータシート2,3を前記回転軸方向に沿って一方の巻芯13(14)のスリット13c(14c)と重なる位置に配置する一方、欠陥部分の存在しないセパレータシート2,3を前記回転軸方向に沿って一方の巻芯13(14)から外れた位置に配置するように両吸着部15a,15bを動作させる。

0125

具体的には、セパレータシート2のみに欠陥部分が存在する場合には、良品のセパレータシート3を吸着する第一吸着部15aを退避位置に移動させることで、セパレータシート3を一方の巻芯13(14)から外れた位置に配置する。一方、セパレータシート2を吸着する第二吸着部15bを、挟持位置に配置された状態で維持する。これにより、欠陥部分のあるセパレータシート2のみが一方の巻芯13(14)のスリット13c(14c)と重なる位置に配置される(図19参照)。

0126

また、セパレータシート3のみに欠陥部分が存在する場合には、良品のセパレータシート2を吸着する第二吸着部15bを退避位置に移動させることで、良品のセパレータシート2を一方の巻芯13(14)から外れた位置に配置する。一方、セパレータシート3を吸着する第一吸着部15aを、挟持位置に配置された状態で維持する。これにより、欠陥部分のあるセパレータシート3のみが一方の巻芯13(14)のスリット13c(14c)と重なる位置に配置される(図23参照)。尚、図19〜22は、セパレータシート2のみに欠陥部分が存在する場合における巻回装置10の動作を説明するための概略構成図である。また、図23〜26は、セパレータシート3のみに欠陥部分が存在する場合における巻回装置10の動作を説明するための概略構成図である。

0127

尚、両セパレータシート2,3のそれぞれに欠陥部分が存在する場合には、両吸着部15a,15bを挟持位置に配置された状態で維持することにより、両セパレータシート2,3を一方の巻芯13(14)のスリット13c(14c)と重なる位置に配置する。

0128

次に、ステップS32のセパレータ挿通工程において、一方の巻芯13(14)をターレット12の一方のテーブルから突出させる。この工程は、通常処理工程におけるセパレータ挿通工程と同様である。これにより、一方の巻芯13(14)のスリット13c(14c)と重なる位置に配置されたセパレータシート2,3をスリット13c(14c)に挿通し、欠陥部分が存在するセパレータシート2,3を一方の巻芯13(14)へと供給する(図20,24参照)。

0129

また、スリット13c(14c)に対するセパレータシート2,3の挿通後、ニップローラ78a,78bを移動させる。より詳しくは、一方の巻芯13(14)に供給されていない側のセパレータシート2,3が架けられたニップローラ78a,78bのみを開放位置に移動させ、もう1つのニップローラ78a,78bを閉鎖位置に配置した状態で維持する。これにより、セパレータシート2,3同士を離間させることができ、両者が互いに干渉してしまうことを防止できる。また、一方の巻芯13(14)へと供給されるときにおけるセパレータシート2,3の搬送経路を常に一定とすることができるため、巻回装置10における動作の正確性や安定性の向上を図ることができるようになっている。

0130

尚、両セパレータシート2,3に欠陥部分が存在する場合には、一方の巻芯13(14)がターレット12から突出することで、両セパレータシート2,3が一方の巻芯13(14)へと供給される。また、ニップローラ78a,78bは、それぞれ閉鎖位置に配置された状態で維持される。

0131

続くステップS33の巻付工程では、一方の巻芯13(14)を所定数だけ回転させることで、一方の巻芯13(14)に対し、これに供給されたセパレータシート2,3を巻き付けて固定する。この工程は、通常処理工程における巻付工程と同様である。

0132

そして、一方の巻芯13(14)に対し、これに供給されたセパレータシート2,3を巻き付けた段階で、当該セパレータシート2,3を吸着する吸着部15a,15bの吸引孔に対する負圧の供給を停止する。その上で、セパレータシート2の吸着を解除した吸着部15a,15bを退避位置へと移動させる(図21,25参照)。通常処理工程及び除去処理工程において、両吸着部15a,15bを退避位置へと移動させるタイミングは異なるが、巻付工程後に両吸着部15a,15bを退避位置へと配置する点に変わりはない。

0133

巻付工程後、通常処理工程では実行されていた電極シート供給工程を実行せずに、ステップS35の巻回工程を実行する。従って、除去処理工程では、巻付工程後であって巻回工程前に、一方の巻芯13(14)に対し両電極シート4,5は供給されない。

0134

ステップS35の巻回工程では、一方の巻芯13(14)の回転により、セパレータシート2,3のうち一方の巻芯13(14)に供給されたものが巻回される。巻回工程では、次述するターレット回転工程におけるターレット12の回転後に、セパレータシート2,3の切断予定部位が両ポジションP1,P2間におけるセパレータカッタ16に対応する位置に到達した状態となるように、セパレータシート2,3の巻回量が調節される。

0135

尚、切断予定位置は、欠陥部分の終わりの位置によって異なる。一方のセパレータシート2,3のみに欠陥部分が存在する場合において、(1+α)素子分の長さのセパレータシート2,3(欠陥部分の有無などが既に検出されたセパレータシート2,3)の中に欠陥部分の終わりが位置していれば、切断予定部位は、その欠陥部分の終わりとされる。例えば、一素子分のセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置していれば、切断予定部位は、一素子分のセパレータシート2,3の途中の部位とされる。また、一素子分のセパレータシート2,3に連なる前記最小巻取可能長さのセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置していれば、切断予定部位は、前記最小巻取可能長さのセパレータシート2,3の途中とされる。

0136

これに対し、一方のセパレータシート2,3のみに欠陥部分が存在する場合において、(1+α)素子分の長さのセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置していない場合、切断予定位置は、一素子分のセパレータシート2,3の終端部分とされる。

0137

さらに、両セパレータシート2,3に欠陥部分が存在する場合、切断予定部位は、セパレータシート2,3における次の部位とされる。すなわち、両セパレータシート2,3において、(1+α)素子分の長さのセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置していれば、両欠陥部分のうちより上流に位置するものの終わりが切断予定部位とされる。一方、両セパレータシート2,3の少なくとも一方において、(1+α)素子分の長さのセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置していない場合、切断予定位置は、一素子分のセパレータシート2,3の終端部分とされる。

0138

尚、切断予定位置を常に欠陥部分の終わりとすることが考えられるが、この場合、巻芯13,14によるセパレータシート2,3の巻取量が、巻取可能なセパレータシート2,3の最大量を超える可能性があり、現実的ではない。

0139

また、本実施形態において、一素子分のセパレータシート2,3に連なる前記最小巻取可能長さのセパレータシート2,3の中に欠陥部分の終わりが位置する場合に、切断予定位置を、一素子分のセパレータシート2,3の終端部分とせず、欠陥部分の終わりとするのは次の理由である。すなわち、仮に一素子分のセパレータシート2,3の終端部分を切断予定部位とすると、セパレータ切断工程後において、次に巻回される予定のセパレータシート2,3の始端から欠陥部分の終わりまでの長さは、前記最小巻取可能長さよりも短くなる。そのため、次の巻回工程において、この欠陥部分のみを巻取ることができず、これよりも上流の良品のセパレータシート2,3をある程度巻取る必要が生じる。従って、得られた不良ロール7において、良品のセパレータシート2,3がある程度含まれることになり、材料が無題になってしまう。本実施形態では、このような材料の無駄をなくすべく、切断予定部位が上記のように規定されている。

0140

巻回工程後、ステップS37のターレット回転工程を実行する。通常処理工程では、ターレット回転工程前に、電極シート4,5を切断するための電極シート切断工程を実行するが、除去処理工程では、一方の巻芯13(14)に対し電極シート4,5が供給されないため、電極シート切断工程は不要である。

0141

ステップS37のターレット回転工程では、通常処理工程と同様に、ターレット12を回転させる。これにより、巻回ポジションP1にあった一方の巻芯13(14)がセパレータ供給機構51,61から少なくとも一方のセパレータシート2,3を引き出しつつ、取外しポジションP2側へと移動していく(図22,26参照)。

0142

そして、ターレット12の回転後に、セパレータシート2,3の切断予定部位が両ポジションP1,P2間におけるセパレータカッタ16に対応する位置に到達した状態になる。この状態において、一方の巻芯13(14)は停止状態とされる。

0143

次いで、ステップS38のセパレータ切断工程では、通常処理工程と同様に、両吸着部15a,15bを挟持位置に配置する(図27参照)。これにより、一方のセパレータシート2,3のみを巻回した場合には、退避していた他方のセパレータシート2,3が、一方のセパレータシート2,3側へと移動させられる。そして、両吸着部15a,15bにより両セパレータシート2,3が挟持された状態となる。また、両セパレータシート2,3を巻回した場合も、両吸着部15a,15bにより両セパレータシート2,3が挟持された状態となる。

0144

さらに、ニップローラ78a,78bのうち開放位置に配置されているものを閉鎖位置へと移動させる。

0145

次いで、セパレータカッタ16を上方位置から下方位置へと移動させることにより、切断予定部位にて、一方の巻芯13(14)から延びるセパレータシート2,3を切断する。これにより、一方の巻芯13(14)に巻回された欠陥部分を含むセパレータシート2,3と、これよりも上流のセパレータシート2,3とが分離される。

0146

尚、セパレータカッタ16の移動経路は一定であるため、セパレータシート2,3の一方のみを切断する場合、このセパレータシート2,3の被切断部は、切断されなかった側のセパレータシート2,3の端部と重なった状態になる。すなわち、セパレータカッタ16により両セパレータシート2,3を一度に切断したときと同様の状態となる。従って、通常処理工程であっても、除去処理工程であっても、セパレータ切断工程後には、次に巻回される予定の両セパレータシート2,3の始端部同士が重なった状態になる。

0147

続くステップS39では、巻終わり処理を実行し、除去処理工程を終了する。巻終わり処理では、通常処理工程と同様に、押えローラ17によって、一方の巻芯13,14に巻回されたシートを押えた状態のまま、一方の巻芯13(14)を回転させる。これにより、一方の巻芯13(14)から延びるセパレータシート2,3の終端部分を巻取る。その結果、欠陥部分を含むセパレータシート2,3が巻回されてなる不良ロール7が得られる(図28参照)。その後、前記取外装置によって、不良ロール7を一方の巻芯13(14)から取外すことで、セパレータシート2,3における欠陥部分の除去が完了する。尚、不良ロール7に対しては、前記固定用テープを貼付してもよいし、貼付しなくてもよい。

0148

以上詳述したように、本実施形態によれば、電池素子1の製造に不可欠な巻芯13,14を用いて、セパレータシート2,3の欠陥部分を容易に除去することができる。そのため、巻回装置10の簡素化や製造コストの増大抑制を効果的に図ることができる。

0149

また、両セパレータシート2,3のうち欠陥部分の存在する側のみが巻芯13,14へと供給される。従って、良品のセパレータシート2,3が無駄に除去(廃棄)されてしまうことをより確実に防止できる。その結果、歩留まりの向上を図ることができ、生産性を高めることができる。

0150

さらに、両吸着部15a,15bを用いた比較的簡素な構成によって、巻芯13,14に対しセパレータシート2,3を選択的に供給することができる。これにより、巻回装置10の簡素化や製造コストの増大抑制をより効果的に図ることができる。また、シート挿入機構71のような、シートを把持した上で巻芯13,14へと供給する機構では、薄くて柔らかいセパレータシート2,3を巻芯13,14へと供給することは困難であるが、両吸着部15a,15bを用いることで、セパレータシート2,3を巻芯13,14へと容易に供給することが可能となる。

0151

加えて、通常処理工程及び除去処理工程は、両吸着部15a,15bの動作態様という点と、巻芯13,14に対する両電極シート4,5の供給に係る工程の有無という点とを除いて共通する。つまり、両工程において、ターレット12や巻芯13,14側において実行される工程が共通する。従って、両工程において、巻芯13,14やターレット12などの動作態様が大きく異なるものとなってしまうことを防止できる。これにより、巻回装置10の簡素化や製造コストの増大抑制をより一層図ることができる。

0152

併せて、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3における終端部分よりも下流側に欠陥部分の終わりがあることを検出した場合、巻芯13,14によって、当該欠陥部分の終わりまでが巻回される。従って、欠陥部分よりも上流に位置する良品のセパレータシート2,3を巻回しないようにすることができる。これにより、良品のセパレータシート2,3が無駄に除去(廃棄)されてしまうことを効果的に抑制できる。その結果、歩留まりの更なる向上を図ることができ、より良好な生産性を得ることができる。

0153

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

0154

(a)上記実施形態では、セパレータシート2,3に貼付された欠陥識別用フィルム6に基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置を検出している。これに対し、例えば、プリンタなどによってセパレータシート2,3の欠陥部分に付された欠陥識別用のマークに基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置を検出することとしてもよい。欠陥識別用のマークは、例えば、欠陥部分の始め及び終わりに付される。

0155

また、例えば、図29に示すように、セパレータシート2,3における欠陥部分の始め及び終わりに対しセパレータシート2,3の幅方向端縁から突出する所定のタブ8を付し、このタブ8に基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置を検出することとしてもよい。尚、欠陥部分の始めに付されるタブ8の色と、欠陥部分の終わりに付されるタブ8の色とを異なるものとすることで、欠陥部分の始め及び終わりをより確実に検出できるように構成してもよい。

0156

さらに、セパレータシートにおける欠陥部分の有無及び位置に関する情報を記憶したICタグに基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置を検出することとしてもよい。この場合、図30に示すように、セパレータ原反92が、セパレータシート2,3が巻回されてなる筒状のセパレータコア93を有するように構成し、セパレータコア93に対しICタグ9を付すこととしてもよい。尚、検出手段は、ICタグに記憶された情報を読取可能な読取手段(例えば、ICタグリーダ)を備え、当該読取手段によるICタグの読取結果に基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置を検出する。

0157

加えて、セパレータ原反を識別するための情報、並びに、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置に関する情報を関連付けた上で記憶する記憶装置と、セパレータ原反に付された自身を識別するための表示部(例えば、バーコード)とに基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無及び位置を検出することとしてもよい。この場合、検出手段は、表示部を用いて、記憶装置から欠陥部分の有無及び位置に関する情報を抽出する。

0158

また、セパレータシート2,3に付されたフィルムやタブなどによることなく、セパレータシート2,3自体の状態に基づき、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無や位置を検出することとしてもよい。

0159

具体的には、検出手段は、カメラ77により取得された撮像データ(二値化処理やマスキング処理などを行ったものでもよい)から、予め設定された検査に用いられる判定値(例えば、二値化処理に係る閾値輝度値に係る判定値、面積判定に係る判定値など)を用いて、セパレータシート2,3における欠陥部分を検出する。例えば、他の部分と比べて輝度値に明確な違いのある部分が所定面積以上存在する場合、検出手段は、その部分を欠陥部分として検出する。そして、検出手段は、検出結果及び撮像位置特定部84aによって特定された撮像位置に基づき、巻回予定の一素子分のセパレータシート2,3の中における欠陥部分の有無及び位置を検出する。

0160

上記のように構成することで、巻芯13,14に対しセパレータシート2,3を搬送している段階で、つまり、実際に電池素子1を製造している段階で、セパレータシート2,3自体の状態に基づき、欠陥部分の有無や位置を検出することができる。従って、セパレータシート2,3における欠陥部分の有無や位置をより確実に検出することができ、ひいては欠陥部分を一層確実に除去することができる。また、欠陥部分を含むセパレータシート2,3が電池素子1に用いられてしまうことをより確実に防止でき、電池素子1の品質向上を図ることができる。

0161

(b)上記実施形態では、セパレータ配置工程やセパレータ切断工程において、両吸着部15a,15bにより両セパレータシート2,3を挟持することで、両セパレータシート2,3を保持している。これに対し、両吸着部15a,15bがセパレータシート2,3を吸着することで、両セパレータシート2,3を保持することとしてもよい。

0162

(c)上記実施形態では、両セパレータシート2,3の一方に欠陥部分が存在する場合、除去処理工程において、欠陥部分の存在するセパレータシート2,3のみが巻回されるように構成されている。これに対し、両セパレータシート2,3の一方に欠陥部分が存在する場合、除去処理工程において、両セパレータシート2,3を巻回するように構成してもよい。この場合、吸着部15a,15bは、セパレータシート2,3を吸着する機能を備える必要はなく、単にセパレータシート2,3を挟持できるものであればよい。

0163

(d)上記実施形態では、次に巻回される予定の一素子分のセパレータシート2,3に欠陥部分が存在する場合、欠陥部分の終わりの位置に応じてセパレータシート2,3の巻回量が変更されるように構成されているが、常に一定量のセパレータシート2,3(例えば、一素子分のセパレータシート2,3)を巻回することとしてもよい。

0164

(e)上記実施形態では、巻芯13,14の外周に対し各種シート2〜5が直接巻回されるように構成されているが、巻芯13,14の外周に、巻芯13,14の外周形状に対応する形状をなす筒状の巻芯コア(図示せず)を配置し、当該巻芯コアに対し各種シート2〜5が巻回されるように構成してもよい。

0165

この場合において、セパレータシート2,3の欠陥部分を除去するときには、セパレータシート2,3を巻芯コアに溶着等により取着した上で、巻芯13,14に電極シート4,5を供給することなく、巻芯13,14を回転させる。これにより、セパレータシート2,3のみが巻芯コアに巻回される。巻芯コアに対しセパレータシート2,3を取着する際には、両セパレータシート2,3を巻芯コアに取着してもよいし、セパレータシート2,3のうち欠陥部分が存在する側のみを巻芯コアに取着してもよい。

0166

(f)上記実施形態において、巻回部11は、2つの巻芯13,14を備えた構成となっているが、巻芯の数はこれに限定されるものではない。巻回部11は、1つ又は3つ以上の巻芯を備えた構成であってもよい。

0167

(g)上記実施形態では、巻回装置10によって、リチウムイオン電池の電池素子1が製造されているが、巻回装置10によって製造される巻回素子はこれに限定されるものではない。例えば、巻回装置10によって、電解コンデンサの巻回素子等を製造することとしてもよい。

0168

(h)セパレータシート2,3や電極シート4,5の材質は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、セパレータシート2,3をPPにより形成することとしているが、他の絶縁性材料によってセパレータシート2,3を形成することとしてもよい。また、例えば、電極シート4,5に塗布される活物質を適宜変更してもよい。

0169

1…電池素子(巻回素子)、2,3…セパレータシート、4…正電極シート、5…負電極シート、10…巻回装置、12…ターレット、13,14…巻芯、13c,14c…スリット、15a…第一吸着部、15b…第二吸着部、16…セパレータカッタ(セパレータ切断手段)、77…カメラ(撮像手段)、84a…撮像位置特定部(撮像位置特定手段)、86a…回転制御部(回転制御手段)、87…検出部(検出手段)、88…供給制御部(供給制御手段)、P1…巻回ポジション(第一ポジション)、P2…取外しポジション(第二ポジション)。

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