(57)【要約】  本発明は、電極コイルを製造するための方法を提供する。ストリップ状またはリボン状の陽極及びストリップ状またはリボン状の陰極が準備され、平坦なコレクターラグが陽極と陰極の少なくとも一つの縦方向面上に互いに変動する距離で形成され、及び／または輪郭が電極の縦方向面中に切断される。陽極と陰極は、ストリップ状またはリボン状のセパレーターと一緒に陽極／セパレーター／陰極の順序を持つコイルに巻かれる。この方法は、特にコレクターラグ形成工程及び／または輪郭切断工程及び巻き工程が時間において重複することを特徴とする。本発明はまた、かかる方法を実行するための装置に関する。【選択図】  図１及び図４
2014519145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陽極を準備する、
（Ｂ）少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺上に変動する距離で平坦な負コレクターラグを形成し、及び／または少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断する、
（Ｃ）少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陰極を準備する、
（Ｄ）少なくとも一つの陰極の少なくとも一つの縦方向側辺上に変動する距離で平坦な正コレクターラグを形成し、及び／または少なくとも一つの陰極の少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断する、
（Ｅ）少なくとも一つのストリップ状またはリボン状のセパレーターを準備する、
（Ｆ）任意選択的に少なくとも一つのセパレーターの少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断する、及び
（Ｇ）少なくとも一つの陽極、少なくとも一つの陰極、及び少なくとも一つのセパレーターを巻き上げ、陽極／セパレーター／陰極の順序を持つ巻線を形成する、
工程を含む、電極巻線を製造するための方法において、工程（Ｇ）と、工程（Ｂ）または（Ｄ）の少なくとも一つと、任意選択的に工程（Ｆ）とが時間に関して重複することを特徴とする方法。
【請求項２】
−  正コレクターラグの互いに対する相対位置、
−  負コレクターラグの互いに対する相対位置、
−  負コレクターラグに対する正コレクターラグの相対位置、
−  少なくとも一つの陽極に対する少なくとも一つの陰極の相対位置、
−  少なくとも一つの陰極に対する及び／または少なくとも一つの陽極に対する少なくとも一つのセパレーターの相対位置、
−  少なくとも一つの陽極の厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陽極の縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭、
−  少なくとも一つの陰極の厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陰極の縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭、及び
−  少なくとも一つのセパレーターの厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つのストリップ状またはリボン状のセパレーターの縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭、
のパラメーターの少なくとも一つが、少なくとも一つのセンサーによって、かつ測定結果に依存して検出され、
−  工程（Ｂ）及び／または工程（Ｄ）で形成されるコレクターラグ間の距離が再修正される、及び／または
−  電極の及び／または少なくとも一つのセパレーターの縦方向側辺に対して切断される輪郭が再修正される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コレクターラグの形成が、特にレーザーの助けによる切断工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ストリップ状またはリボン状の陽極、及びストリップ状またはリボン状の陰極が、電池セルまたはコンデンサーの電極であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載された方法を実行するための装置であって、
−  少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陽極を準備するための手段、
−  少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺上に変動する距離で平坦な負コレクターラグを形成するための手段及び／または少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断するための手段、
−  少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陰極を準備するための手段、
−  少なくとも一つの陰極の少なくとも一つの縦方向側辺上に変動する距離で平坦な正コレクターラグを形成するための手段及び／または少なくとも一つの陰極の少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断するための手段、
−  少なくとも一つのストリップ状またはリボン状のセパレーターを準備するための手段、
−  任意選択的に少なくとも一つのセパレーターの少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断するための手段、
−  少なくとも一つの陽極、少なくとも一つの陰極、及び少なくとも一つのセパレーターを巻き上げ、陽極／セパレーター／陰極の順序を持つ巻線を形成するための手段、
−  正コレクターラグの互いに対する相対位置、負コレクターラグの互いに対する相対位置、負コレクターラグに対する正コレクターラグの相対位置、少なくとも一つの陽極に対する少なくとも一つの陰極の相対位置、少なくとも一つの陰極に対する及び／または少なくとも一つの陽極に対する少なくとも一つのセパレーターの相対位置、少なくとも一つの陽極の厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つの陽極の縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭、少なくとも一つの陰極の厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つの陰極の縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭、及び少なくとも一つのセパレーターの厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つのセパレーターの縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭を含むパラメーターの少なくとも一つの決定するための少なくとも一つのセンサー、及び
−  少なくとも一つのセンサーの測定結果を検出し、前記測定結果に依存して、平坦なコレクターラグを形成するための手段に、少なくとも一つの陰極の及び／または少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺上のコレクターラグ間の距離または距離の変動を予め特定し、及び／または修正された予め特定された輪郭値を、少なくとも一つの陰極の、少なくとも一つの陽極の及び／または少なくとも一つのセパレーターの少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断するための手段に供給するデータ処理及び制御装置、
を含むことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極巻線を製造するための方法、及びこの方法を実行するために適している装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用語「電池（ｂａｔｔｅｒｙ）」は、当初は、ハウジング内で直列に連結された複数の電気化学セルを意味した。しかし、単一の電気化学セルは、今日、電池と呼ばれることが多い。電気化学セルの放電時に、二つの電気的に結合されているが物理的に分離された副反応からなるエネルギー供給化学反応が起こる。酸化工程では、電子は陰極で遊離され、外部負荷を介して対応する量の電子を吸引する陽極への電子の流れをもたらす。従って、還元工程は、正極で起こる。同時に、電極反応に相当するイオン流がセル内で起こる。このイオン流は、イオン的に伝導性の電解質により確保される。二次セル及び電池では、この放電反応は可逆的である。従って、化学エネルギーの電気エネルギーへの変換を逆転することができ、それは放電時に起こる。もし用語「陽極」及び「陰極」がこの文脈で使用されるなら、電極は一般的にそれらの放電機能によって名付けられる。従って、かかるセルでは、負極は陽極であり、正極は陰極である。
【０００３】
二次セル及び電池と同様に、コンデンサーはまた、可逆態様で、しかし化学形態ではなくむしろ通常互いに短かい距離で配置されている二つの電気的に伝導性の表面（コンデンサー電極）間の電界で電気エネルギーを貯蔵することができる。コンデンサー内の電荷は化学反応の結果として当初は放出または貯蔵されていないので、それは非常に迅速に吸引及び再放出されることができる。この理由のため、コンデンサーのエネルギー密度は一般的に電池のそれより明らかに非常に低い。
【０００４】
既知の二次セル及び電池の中で、比較的高いエネルギー密度は特にリチウム−イオン電池により達成される。多くの場合、リチウム−イオン電池は複数の単一セルから作られるセル積み重ねを含む。しかし、特に高容量を持つセル及び電池は、巻かれた形のストリップ状またはリボン状の電極（電極巻線）を持つ巻線セルとして構成されることが多い。これはまた、コンデンサーの好適な設計である。
【０００５】
二次セル及び電池、及び巻線構造を持つコンデンサーは、通常、正極／セパレーター／負極の順序で平坦な電極とセパレーターを含む巻線複合体を持つ。二次セル及び電池の場合、電極は、通常、金属電気コレクター及び電気化学的に活性な成分及び電気化学的に不活性な成分を含む。二次リチウム−イオン電池のための電気化学的に活性な成分（活性物質とも呼ばれることが多い）は、リチウムイオンを吸引しかつそれらを再度放出することができる全ての材料を含む。負極のためのこの点に関する技術は、特にリチウムを挿入することができる黒鉛炭素または非黒鉛炭素材料のような炭素系粒子である。さらに、リチウムと合金化されることができる金属及び半金属材料、または例えば炭素系材料とかかる材料の複合体もまた使用することができる。特に、ＬｉＣｏＯ２及びＬｉＦｅＰＯ４のようなリチウム金属酸化物化合物及びリチウム金属リン酸塩化合物が、正極のために使用されることができる。電気化学的に不活性な成分として、まず第一に電極結合剤及び上述の電気コレクターを言及することができる。電子は電気コレクターを介して電極に供給されまたは電極から放電される。電極結合剤は、電極の機械的安定性及び電気化学的に活性な物質を含む粒子が互いにかつ電気コレクターと接触させることを確保する。特に微孔性プラスチックフィルムがセパレーターとして使用されることができる。
【０００６】
コンデンサーの場合、電極は、通常、金属のような電気伝導性基板である。例えば非電気伝導性不織布、多孔性プラスチックフィルム（例えばポリエチレン）または非電気伝導性多孔性セラミック層（例えば酸化アルミニウム）が、セパレーターとしての役目をすることができる。
【０００７】
二次電池及びセルのための電極を作るために、上述の電気化学的に活性な及び不活性な成分を含むペーストが薄層の形の電気コレクターに付与され、乾燥され、希望の取り付け形状に変換される。この層は、通常、次いで圧延されかつ圧縮され、恐らく次いでセパレーター及び対電極と組み合わされる。しかし、この工程中、特に巻線セルを作るとき、問題が発生するかもしれない。
【０００８】
電流は、コレクターラグにより電極巻線から放出される。電極巻線を作るとき、一般的に、充電及び放電時にできるだけ均一な態様の負荷に電極を供するために複数の、好ましくは多数のコレクターラグを持つ、巻かれるストリップ状またはリボン状の電極を準備することが通例である。従って、巻かれる電極ストリップの全長に渡って分配されたコレクターラグを準備することが通例である。仕上げられた巻線では、これらのコレクターラグは、通常、端面で巻線から突出する。この場合、同じ極性のコレクターラグは、特にそれらが積み重ね状配置で重複するように、従ってそれらが例えば溶接によりできるだけ容易に互いに連結されることができるように、グループ分けされるべきである。この種のグループ分けが得られ、例えばらせん巻線のコレクターラグが、例えば、多少ランダムな態様で半径方向に分配されるためには、巻線の各巻きによる外側方向で電極巻線の半径が増加することを考慮に入れることが必要である。もしコレクターラグが電極ストリップの縦方向側辺（単数または複数）上に均一な距離で配置されるなら、これは、巻線においてコレクターラグの半径方向の片寄りに導く。
【０００９】
実際に、この問題は、巻かれる電極ストリップに沿って隣接コレクターラグ間の距離が巻線の外側にあるストリップの端部の方向に増加されることにより処理される。必要な距離は、電極の厚さを考慮することにより非常に簡単な態様で計算されることができる。しかし、縦方向の厚さの変動が、特に二次電池及びセルの電極の場合にある許容誤差内で起こる。＋／−１μｍの最小厚さ変動を仮定すれば、１００巻きより多い巻線セル内で得られる片寄りはもはや数ミリメートルでありうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、この問題に対する解決策を見出す目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１の特徴を持つ方法により及び請求項５の特徴を持つ装置により達成される。本発明による方法の好適な実施態様は、従属請求項２〜４に特定されている。請求項の全ての用語は、これにより参考としてこの明細書中に組み込まれる。
【００１２】
本発明による方法は、電極巻線を製造するための方法であって、この方法は、少なくとも以下の工程を含む：
・  工程Ａで少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陽極が準備される。
・  工程Ｂで平坦な負コレクターラグが少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺上に変動する距離で形成される。代替としてまたは追加で、この工程で輪郭が少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺中で切断されることもできる。
・  工程Ｃで少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陰極が準備される。
・  工程Ｄで平坦な正コレクターラグが少なくとも一つの陰極の少なくとも一つの縦方向側辺上に変動する距離で形成される。代替としてまたは追加で、この工程で輪郭が少なくとも一つの陰極の少なくとも一つの縦方向側辺中で切断されることもできる。
・  工程Ｅで少なくとも一つのストリップ状またはリボン状のセパレーターが準備される。
・  工程Ｆで輪郭が任意選択的に少なくとも一つのセパレーターの少なくとも一つの縦方向側辺中で切断される。
・  工程Ｇで少なくとも一つの陽極、少なくとも一つの陰極、及び少なくとも一つのセパレーターが巻き上げられ、特にらせん態様で巻き上げられ、陽極／セパレーター／陰極の順序を持つ巻線を形成する。
【００１３】
工程Ａ〜Ｅ及びＧは、本発明による方法の必須構成要素であり、工程Ｆは、主として非対称電極巻線を製造するときに役割を演ずる任意の工程である。しかし、これは、以下により詳細に述べられるだろう。
【００１４】
巻き工程時に短絡を防止するために陽極または陰極のいずれかまたは両電極であっても、通常、両側をセパレーターにより覆われる。従って、二つ以上のセパレーターが工程Ｅで準備され、次いで工程Ｇで巻き上げられることが好ましい。陽極／セパレーター／陰極／セパレーター／陽極または陰極／セパレーター／陽極／セパレーター／陰極のタイプの順序を製造することもまた容易に可能である。
【００１５】
好適な実施態様では、コレクターラグはストリップ状またはリボン状の陽極及び／またはストリップ状またはリボン状の陰極の両縦方向側辺上に形成されることができる。これらの場合には、同じ極性のコレクターラグが、対向する側辺上で得られる電極巻線から突出する。
【００１６】
既知のように、ストリップまたはリボンは、長さが幅を多数倍で越え、かつ好ましくは実質的に全長に渡って実質的に均一な幅を持つ平坦物品である。従って、用語「ストリップ状またはリボン状」はまた、本場合の対応する態様で理解されるべきである。例えば、本発明の範囲内で使用されることができる陽極、陰極及びセパレーターの長さは、一般的に０．２５ｍ〜２５ｍ、好ましくは０．５ｍ〜１５ｍである。それらの最大幅は、好ましくは２０ｍｍ〜４００ｍｍ、好ましくは４０ｍｍ〜２００ｍｍである。
【００１７】
コレクターラグは、電極の縦方向側辺上に形成され、前記電極は、縦方向に平坦な態様で巻かれるので、前記コレクターラグは、通常、巻線から軸方向に（巻線軸に対して）、すなわち特に端面で突出する。コレクターラグ自体は、巻かれた形で存在しない。従って、厳密に言えば、それらは巻線の一部ではなく、むしろ前記巻線との電気接触を作ることのみの役目をする。従って、巻かれた電極及びセパレーターを含む巻線主本体と、主本体から突出する巻かれていないコレクターラグとを区別することが可能である。
【００１８】
冒頭部に記載された問題と一致して、工程Ｆで得られた巻線が、巻線から突出するコレクターラグが一種の積み重ね状配置で重複態様で配置されている巻線であるときに好ましい。上述のように、コレクターラグは、平坦であり、例えば長方形または正方形であり、それらは、一般的に、平坦であることができるか、または特にらせん巻線の場合に完成巻線では曲がることさえある（一方の平坦な辺は凸状であり、他方は凹状である）二つの対向する平坦辺を持つことができる。この場合、重複配置は、特に、積み重ね状配置内の全てのコレクターラグの平坦辺が、一つの方向で、好ましくは平坦辺に垂直な方向で、好ましくは少なくとも７５％に渡って、特に好ましくは少なくとも９０％に渡って、特に少なくとも９５％に渡って、重複することを意味すると理解されるべきである。従って、コレクターラグは積み重ね状配置内で互いに対して最少の片寄りのみを持つ。
【００１９】
積み重ね状配置内のコレクターラグの全ては同じ寸法のものであることが好ましいが、これは絶対的に必要ではない。
【００２０】
本発明による方法は、工程Ｇ、及び工程ＢまたはＤの少なくとも一つ、特に両工程、及び任意選択的に工程Ｆが時間に対して重複することで特に区別される。これは、本方法によれば、電極ストリップまたは電極リボンが、例えば、最初に完了されず、次いで続く別個の工程で巻かれることを意味する。むしろ、本発明による方法は、全てのコレクターラグが少なくとも一つの陽極及び／または陰極の少なくとも一つの縦方向側辺に沿って形成される前に及び／または電極の及び少なくとも一つのセパレーターの縦方向側辺上の輪郭切断が完了される前に、電極ストリップ及び少なくとも一つのセパレーターが巻線を形成するために加工されることで始まる。
【００２１】
本発明による方法によれば、
・  （製造される電極巻線内での）正コレクターラグの互いに対する相対位置、
・  （製造される電極巻線内での）負コレクターラグの互いに対する相対位置、
・  （製造される電極巻線内での）負コレクターラグに対する正コレクターラグの相対位置、（製造される電極巻線内での）少なくとも一つの陽極に対する少なくとも一つの陰極の相対位置、
・  （製造される電極巻線内での）少なくとも一つの陰極に対する及び／または少なくとも一つの陽極に対する少なくとも一つのセパレーターの相対位置、
・  少なくとも一つの陽極の厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陽極の縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭、
・  少なくとも一つの陰極の厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陰極の縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭、及び
・  少なくとも一つのセパレーターの厚さ及び／または幾何学的形状、特に少なくとも一つのストリップ状またはリボン状のセパレーターの縦方向の厚さ及び／または幾何学的輪郭、
のパラメーターの少なくとも一つが、少なくとも一つのセンサーによって、かつ測定結果に依存して検出されるとき、
・  工程（Ｂ）及び／または工程（Ｄ）で形成されるコレクターラグ間の距離が再修正される、及び／または
・  電極の及び／または少なくとも一つのセパレーターの縦方向側辺に対して切断される輪郭が再修正されることが好ましい。
【００２２】
測定の目的は、早い段階で、特に電極及び／またはセパレーターの厚さの変動の結果として、巻線内のコレクターラグ、電極及び／またはセパレーターの計算された位置からの可能な逸脱を識別すること、及び製造される巻線内のコレクターラグ、電極及び／またはセパレーターの得られる片寄り配置を、なお形成されるべきであるコレクターラグの位置及び／または陽極、陰極またはセパレーターストリップのまだ巻かれていない部分上に切断されるべきである輪郭を応じて修正することにより阻止することである。従って、本発明による方法は、好ましくは閉ループ制御法であり、開ループ制御法ではない。
【００２３】
コレクターラグは、特に少なくとも一つのレーザーの助けによる切断工程によって形成されることが好ましい。従って、電極とセパレーターの両輪郭及びコレクターラグは切り抜かれることが好ましい。コレクターラグはまた、電極の輪郭が切断されるのと同時に切り抜かれることが好ましい。
【００２４】
冒頭部に述べたように、電池及び電池セルの電極を製造するために、電気化学的に活性な及び不活性な成分を含むペーストは、通常、被覆工程中に電気コレクターに付与され、乾燥されかつ希望の取り付け形状に変換される。後者の工程はまた、任意選択的にコレクターラグを切り抜くことを含む。コレクターは、通常、連続リボンの形で提供され、それは、中央被覆を与えられているが、縦方向側辺上に非被覆縁領域を持ち、コレクターラグは、前記非被覆縁領域から切り抜かれることが可能である。好適な実施態様では、陽極及び陰極の縁輪郭は、この工程中に同時に規定される。
【００２５】
金属から構成されるリボン状箔、格子及び網は、一般的に、電池電極のためのコレクターとして使用される。特に、銅（陽極側）及びアルミニウム（陰極側）から構成されるコレクターは、リチウム−イオン電池の場合に好ましい。
【００２６】
コレクターの被覆の領域及び非被覆の領域は、レーザーを用いて容易に切断されることができる。電極を切断するためのレーザーの使用は、例えばＥＰ４６５６２８Ｂ１から既に知られている。本発明による方法では、一つより多いレーザー、好ましくは２〜８つのレーザーが使用されることが好ましく、コレクターラグ、及び陽極及び陰極の輪郭は前記レーザーを用いて同時に切断されることが可能である。
【００２７】
上述の好適な実施態様によれば、電池のための電極のコレクターラグは、特に電気化学的に活性なかつ不活性な成分を含むペーストで少なくとも部分的に覆われているコレクターから切断工程により形成される。従って、コレクター、及び電極のコレクターラグは、一体的に形成されることができる。
【００２８】
原則として、いずれの希望の幾何学的形状の巻線も、対応する態様で電極の縦方向縁を切断することにより得られることができる。伝統的ならせん巻線は、円筒状主本体を持ち、従って非常に高度の対称性を持つ。しかし、用途に依存して、長円形巻き輪郭を持つ平坦で回転的に非対称な巻線、または軸方向に変化する断面を持つ巻線主本体を持つ巻線（非対称巻線）を製造することが望ましいかもしれない。特に後者の場合、コレクターラグの位置が重要であるだけでなく、電極及びセパレーターもまた巻線内で互いに対して片寄りを持つべきでない。従って、少なくとも一つの陽極に対する少なくとも一つの陰極の相対位置、及び製造される電極巻線内の少なくとも一つのセパレーターに対する電極の相対位置を監視するための上述のセンサーを使用すること、そしてもし必要なら、なお切断されるべきである輪郭に適合させることが重要である。
【００２９】
ストリップ状またはリボン状の陽極、及びストリップ状またはリボン状の陰極はともに電池セルの電極及びコンデンサーの電極であることができる。従って、本発明による方法は、電池セルを製造するため及びコンデンサーを製造するための両方で使用されることができる。電極のため及び好適なセパレーターのための材料選択に関して、両方の場合において本明細書の冒頭部に与えられた情報が参照される。
【００３０】
本発明はまた、特に本発明による方法により電極巻線を製造するための装置に関する。この種の装置は、
−  少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陽極を準備するための手段、
−  少なくとも一つのストリップ状またはリボン状の陰極を準備するための手段、
−  少なくとも一つのストリップ状またはリボン状のセパレーターを準備するための手段、及び
−  少なくとも一つの陽極、少なくとも一つの陰極、及び少なくとも一つのセパレーターを巻き上げ、陽極／セパレーター／陰極の順序を持つ巻線を形成するための手段、
を含み、
これらの手段は、一般的に、電極巻線を製造するための通例の巻き装置、及び巻き装置にリボン状電極及びセパレーターを供給するための好適な輸送装置である。
本発明による装置はさらに、
−  少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺上に変動する距離で平坦な負コレクターラグを形成するための手段及び／または少なくとも一つの陽極の少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断するための手段、
−  少なくとも一つの陰極の少なくとも一つの縦方向側辺上に変動する距離で平坦な正コレクターラグを形成するための手段及び／または少なくとも一つの陰極の少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断するための手段、及び
−  任意選択的に少なくとも一つのセパレーターの少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断するための手段、
を含む。
【００３１】
本発明による方法に対する上記情報と一致して、前記方法は切断手段、特に少なくとも一つのレーザーを使用することが好ましい。
【００３２】
本発明による装置は、それが、特に電極の厚さの変動の結果として、巻線中のコレクターラグ、電極、及び／またはセパレーターの計算された位置からの可能な逸脱の識別と関連して関係するパラメーター（上記参照）の少なくとも一つを決定するための少なくとも一つのセンサー、及び少なくとも一つのセンサーの測定結果を検出し、前記測定結果に依存して、平坦なコレクターラグを形成するための手段に、なお形成されるべきであるコレクターラグ間の距離または距離の変動に関する修正を予め特定し、及び／または修正された予め特定された輪郭値を、少なくとも一つの陰極の、少なくとも一つの陽極の、及び／または少なくとも一つのセパレーターの少なくとも一つの縦方向側辺中の輪郭を切断するための手段に供給するデータ処理及び制御装置を持つことで特に区別される。
【００３３】
電気化学セルまたはコンデンサーのための巻線電極は、本発明による方法及び本発明による装置を用いて実質的にいかなる希望のフォーマットでも製造されることができる。用いられる切断手段は、特に好ましくは４〜８つのレーザーであり、それらにより少なくとも一つの陽極、少なくとも一つの陰極、及び少なくとも一つのセパレーターが同時に切断されることができる。巻き装置上の少なくとも一つの機械的または電子的測定センサーにより、製造される巻線内の電極及びセパレーターの相対位置は絶えずチェックされ、かつ複合コンピュータプログラムを用いて自動的に再修正されることができる。結果として、例えばコレクターラグの位置に対する電極の厚さの変動の上述の影響は、実質的に完全に排除されることができる。
【００３４】
実際には、長さが漸進的に変化する切断パターンは、通常、各電極及び各セパレーターに対して、巻線範囲と平均材料厚さを考慮に入れて計算されるコレクターラグの位置により予め特定される。個々の層（電極及びセパレーター）は実質的にコンピュータ内で互いに対して配置され、次いで予め特定された切断パターンにより切断され、巻かれる。工程中に、互いに対する層の位置はセンサーにより連続的に検出され、もし必要なら、切断パターンの上に位置するコンピュータレベルを用いて層の全てに対し同時に自動的に再修正される。
【００３５】
レーザーは、並列で操作され、複合機械語プログラムにより実質的にあらゆる希望の形状寸法を持つ巻線及びコレクターラグが作られることができるように作動されることが特に好ましい。切断輪郭は、例えば、ＤＸＦフォーマットのグラフィックファイルを実行することにより、または切断パターンを直接システムコンピュータの操作者制御表面上に描くことにより変えられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明による装置及び本発明による方法が、図面に関してより詳細に説明されるだろう。この点で、本出願に記載されている本発明による装置または本発明による方法の任意の態様の全てがそれぞれそれら自体によりまたは本発明の一実施態様でさらに述べられる任意の態様の一つ以上と組み合わせて実施されることができることが明白に指摘されるべきである。好適な実施態様の以下の記載は、単に本発明の理解を説明するため及び改善するための役目をするだけであり、いかなる場合も限定であると理解されるべきでない。
【図１】図１は、本発明による方法の概略図を示す。
【図２】図２は、電極及びセパレーターを切断するための手段として八つのレーザーを持つ本発明による装置を示す。
【図３】図３は、らせん状に巻かれた電極及びセパレーター巻き及びコレクターラグを示す。
【図４】図４は、正コレクター及び負コレクターを持つ電極巻き主本体を示す。
【図５】図５は、非対称電極巻きの実施態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、本発明による方法の概略図である。巻き装置１０１は、偏向ローラー１０２ａ〜１０２ｄによって二つのリボン状セパレーター１０３及び１０４、リボン状陽極１０５、及びリボン状陰極１０６を供給される。セパレーター／陰極／セパレーター／陽極の順序を持つ電極巻きがこの装置１０１で作られる。リボン状電極１０５及び１０６の縦方向側辺は、レーザー１０７及び１０８の助けにより切断される。上述のコレクターラグはこの工程で形成される。前記コレクターラグの位置は、場所１０９のセンサーにより調整される。なお形成されるべきであるコレクターラグのための切断パターン、特に前記コレクターラグの縦方向側辺の距離は、もし必要なら再修正される。
【００３８】
電極及びセパレーターを切断するための手段として合計八つのレーザー２０１ａ〜２０１ｄを持つ本発明による装置が、図２に示されている。セパレーター１／陰極／セパレーター２／陽極の順序を持つ電極巻きはこの装置で製造される。二つのセパレーター２０２及び２０３、及び二つの電極２０４及び２０５はそれぞれリボン状形態で準備される。セパレーター２０２及び２０３及び電極２０４及び２０５の縦方向側辺は、このレーザーを用いて切断される。コレクターラグ２０７は、この工程で電極の非被覆縁領域２０６から形成される。同時に、図４でわかるように、電極２０４及び２０５の及びセパレーター２０２及び２０３の縦方向側辺中の輪郭が切断される。軸方向に変わる断面を持つ巻き主本体を持つ電極巻き（非対称電極巻き）は、この種の輪郭を持つ電極から得られることができる。切断パターンは、センサー２０８ａ−ｄを使用して監視され、電極２０４及び２０５及びセパレーター２０２及び２０３の縁輪郭の両方、及びコレクターラグの相対位置は、前記監視工程でチェックされる。もし得られる巻き中に片寄りが作られていることが検査時に確認されるなら、レーザー２０１ａ〜２０１ｄのための予め特定された切断値が操作中に再修正されるだろう。
【００３９】
例えば図１に示されている方法により得られることができるようならせん状に巻かれた電極及びセパレーターを含む電極巻き３００が、図３の左手側に示されている。電極及びセパレーターのらせん状に巻かれた複合体から形成される円筒状巻き主本体３０１を持つ巻き３００の全体図が、左手側に示されている。端面で巻き３００から突出するコレクターラグ３０２及び３０３の二つの群がまた、示されている。左手側に示されている巻き３００の平面図、より正確にはコレクターラグ３０２及び３０３の群を持つ巻き３００の端面が、右手側に示され、前記端面の詳細拡大図がまた、示されている。個々のコレクターラグが巻き３００の中心の方向に重複するように配置されていることが明らかにわかる。前記コレクターラグは一種の積み重ねを形成し、その中で個々のコレクターラグ及び隣接コレクターラグは完全に重複する。詳細な拡大図は、個々のコレクターラグが互いに対して最少の半径方向の片寄りのみを持つことを示す。かかる正確な結果は、本発明による方法の助けにより問題なしに得られることができる。
【００４０】
巻き主本体４０１及び正コレクター４０２及び負コレクター４０３を持つ電極巻き４００が、図４に示されている。既述のように、巻き主本体４０１は、軸方向に変わる断面を持つ。この種の巻きは、リボン状セパレーターＡ及びＣ、及びリボン状電極Ｂ及びＤから製造されることができる。例えば図２による装置のレーザーによる輪郭切断後のリボンの断片が、各場合において示されている。セパレーター及び電極Ａ〜Ｄの左から右へ増加する距離Ｘ，Ｙ及びＺが強調されている。この増加は、図示されたリボン状電極及びセパレーターが左手側から出発して巻かれるときに増える巻き半径を補償するために必要である。Ｅは、まだ巻かれていない電極とセパレーターＡ〜Ｄを含む複合体を示す。
【００４１】
図５は、本発明による方法により製造されることができる非対称電極巻きのさらなる実施態様を示す。図５Ａ及び５Ｂに示された巻きは、二つの方向端面上に負と正のコレクターの群を持つ。しかし、図５Ｃは、正及び負のコレクターラグが同じ端面の電極巻きから突出する巻きを示す。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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