(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン二次電池の内部電極を形成する平角導線に絶縁性樹脂テープを巻着してなる所定長さの電極リードを形成し、この電極リードを使用してセパレータを介し正極シートおよび負極シートを積層させて巻装し、この巻装体を電解液と共に電池ケースに収納および封入してなるリチウムイオン二次電池の製造装置において、
前記巻装体の形成に際し、外径調整可能に構成した多分割型巻軸を備え正極シートおよび負極シートと共にセパレータを順次供給しながら巻装体を形成する巻回手段を設け、この巻回手段の前記多分割型巻軸に対向して前記巻軸の間隙に進退移動すると共に相互に水平方向へ平行に離反接近する一対の取出し棒を備えた取出し手段を配置し、前記多分割型巻軸上において所要の巻装体を形成した際に、前記取出し棒を前記多分割型巻軸の間隙に挿入して前記多分割型巻軸から巻装体を取出すと共に前記取出し棒を相互に離反させながら前記巻装体を扁平状に押圧成形するプレス手段を配設したことを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極リードを使用してセパレータを介し正極シートおよび負極シートを積層して巻装し、この巻装体を電解液と共に電池ケースに収納および封入してなるリチウムイオン二次電池の製造装置に係り、特に巻装体を形成する巻回手段より巻装体を簡便かつ円滑に取出すことができるリチウムイオン二次電池の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、リチウムイオン二次電池は、高容量にして、高電圧および高エネルギー密度であることから、その需要が増大する傾向にある。
【０００３】
そこで、このリチウムイオン二次電池としては、リチウム遷移金属酸化物を正極活物質とする正極と、炭素材料を負極活物質とする負極と、有機溶媒系の電解液を使用した構成からなるものが知られている。
【０００４】
しかるに、従来において、前記リチウムイオン二次電池の製造に際して、それぞれ電極リードを備えた正極シートと電極リードを備えた負極シートとを、例えばポリプロピレン等よりなるセパレータを介して相互に積層して巻装して、所要の二次電池としての巻装体を形成する。この場合、正極シートとしては、アルミニウム箔等の金属からなるシートの両面に、リチウム−金属複合酸化物、例えばＬiＮiＯ2やＬiＣoＯ2等の粉末を主体としたペースト状の正極活物質を塗布した構成からなるものが使用される。また、負極シートとしては、銅箔等の金属からなるシートの両面に、炭素質粉体材料を主体としたペースト状の負極活物質を塗布した構成からなるものが使用される。
【０００５】
そして、前記電極リードは、アルミニウムやニッケル等の導電性金属材料からなる平角導線を使用し、この平角導線にポリエチレンやポリプロピレン等よりなる絶縁性樹脂シートを巻着して形成される。
【０００６】
このようにして構成された前記巻装体は、鉄、ステンレススチール等の金属製の電池ケースに収納し、前記電極リードからなる内部電極と外部電極との接続を適宜行うと共に、電解液を封入して密閉処理することにより、リチウムイオン二次電池を製造することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前述した従来のリチウムイオン二次電池の製造においては、それぞれ電極リードを備えた正極シートと電極リードを備えた負極シートとを、セパレータを介して相互に積層して巻装し、所要の二次電池としての巻装体を形成するに際して、所定の長円形状からなる巻枠を複数種類用意しておき、必要に応じて前記巻枠を適宜交換し得るように構成した巻回装置が使用されている。
【０００８】
しかしながら、前記従来における巻回装置においては、前記巻装体の形成に際して、巻枠が長円形状からなることから、巻回時に振動が生じて作業性を悪くし、巻回作業に長時間を要するばかりでなく、巻装体の品質も低下する等の難点があった。
【０００９】
そこで、本発明者は鋭意研究並びに検討を重ねた結果、リチウムイオン二次電池の内部電極を形成する平角導線に、絶縁性樹脂テープを巻着してなる所定長さの電極リードを形成して、この電極リードを使用してセパレータを介し正極シートおよび負極シートを積層させて巻装した。そして、この巻装体を電解液と共に電池ケースに収納および封入することによって、前記巻装体の形成に際して、外径調整可能に構成した多分割型巻軸を備え、正極シートおよび負極シートと共にセパレータを順次供給しながら巻装体を形成する巻回手段を設け、この巻回手段の前記多分割型巻軸に対向して前記巻軸の間隙に進退移動すると共に相互に水平方向へ平行に離反接近する一対の取出し棒を備えた取出し手段を配置した。また、前記多分割型巻軸上において所要の巻装体を形成した際に、前記取出し棒を前記多分割型巻軸の間隙に挿入して前記多分割型巻軸から巻装体を取出すと共に前記取出し棒を相互に離反させながら前記巻装体を扁平状に押圧成形するプレス手段を配設した構成とした。このように構成することにより、リチウムイオン二次電池を製造する装置における前記問題点を解消することができることを突き止めた。
【００１０】
従って、本発明の目的は、巻回手段により筒状に形成した巻装体の取外しおよびこれを扁平状とする成形を簡単な装置構成によって容易かつ迅速に行うことができ、これによりリチウムイオン二次電池を簡便かつ低コストに量産することができるリチウムイオン二次電池の製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造装置は、リチウムイオン二次電池の内部電極を形成する平角導線に絶縁性樹脂テープを巻着してなる所定長さの電極リードを形成し、この電極リードを使用してセパレータを介し正極シートおよび負極シートを積層させて巻装し、この巻装体を電解液と共に電池ケースに収納および封入してなるリチウムイオン二次電池の製造装置において、前記巻装体の形成に際し、外径調整可能に構成した多分割型巻軸を備え正極シートおよび負極シートと共にセパレータを順次供給しながら巻装体を形成する巻回手段を設け、この巻回手段の前記多分割型巻軸に対向して前記巻軸の間隙に進退移動すると共に相互に水平方向へ平行に離反接近する一対の取出し棒を備えた取出し手段を配置し、前記多分割型巻軸上において所要の巻装体を形成した際に、前記取出し棒を前記多分割型巻軸の間隙に挿入して前記多分割型巻軸から巻装体を取出すと共に前記取出し棒を相互に離反させながら前記巻装体を扁平状に押圧成形するプレス手段を配設したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１ないし図３は、本発明におけるリチウムイオン二次電池の製造装置の一実施例を示すものであって、図１は製造装置の平面要部構成を示す概略説明図、図２は巻軸から巻装体を取出す状態を示す概略説明図、図３はプレス手段により巻装体を扁平状に押圧成形する状態を示す概略説明図である。
【００１４】
図１において、参照符号１０は巻回手段、２０は取出し手段、３０はプレス手段をそれぞれ示す。巻回手段１０は、支持部材１１の一端に多分割型巻軸１２を結合すると共に、その他端に回転駆動軸１３を結合した構成からなり、前記多分割型巻軸１２に対し、それぞれ図示しない正極シート、負極シート、セパレータの供給手段が付設される。なお、多分割型巻軸１２は、図２に示すように、軸方向に複数（図示例では３個）に分割された円筒形のステンレススチール製の巻軸１２ａ、１２ｂ、１２ｃからなり、巻軸のそれぞれ分割部分には適宜の隙間１４を形成すると共に、外周の一部に外径（巻装体１６の内径）を調整し得る調整キー１２ｄを交換可能に装着し得るよう構成されている。
【００１５】
前記巻回手段１０の多分割型巻軸１２の先端部に対向して、一対の平行する取出し棒２２、２２を突設した取出し手段２０が配置されている。この取出し手段２０は、平行する一対の取出し棒２２、２２を相互に離反接近し得るように構成した離反接近移動用リンク機構２４に支持されると共に、前記取出し棒２２、２２を多分割型巻軸１２の間隙１４に対し前進して進入し後退して巻装体１６を多分割型巻軸１２から取外し得るように構成した進退移動用支持枠体２６に保持されている。なお、前記離反接近移動用リンク機構２４は、離反接近移動用シリンダ装置２５によって、一対の取出し棒２２、２２が相互に離反接近し得るように構成される。
【００１６】
そして、前記巻回手段１０の多分割型巻軸１２の先端部と、これに対向する一対の平行する取出し棒２２、２２を突設した取出し手段２０との間には、前記多分割型巻軸１２軸から取出した巻装体１６を扁平状に押圧成形するためのプレス手段３０が配設されている。
【００１７】
次に、前記構成からなる製造装置の動作につき、図２および図３を参照して説明する。
【００１８】
前述した巻回手段１０によって、多分割型巻軸１２に所定の巻装体１６を形成した場合、離反接近移動用シリンダ装置２５が取出し手段２０の進退移動用支持枠体２６を前進移動させて、一対の平行する取出し棒２２、２２を多分割型巻軸１２の間隙１４に進入させる（図２参照）。次いで、多分割型巻軸１２が後退すると共に、進退移動用支持枠体２６の前進移動に伴って一対の取出し棒２２、２２が左右に開く。
【００１９】
その後、前記取出し手段２０の離反接近移動用シリンダ装置２５は、離反接近移動用リンク機構２４を介して前記一対の取出し棒２２、２２を相互に離反移動させ、前記巻装体１６の内径部に当接した位置で停止させ、その後に前記進退移動用支持枠体２６を後退させることにより、前記巻装体１６を取出し棒２２、２２を介して多分割型巻軸１２より容易に取外すことができる。
【００２０】
このようにして、前記多分割型巻軸１２から取外した巻装体１６は、図３に示すように、前記取出し手段２０の離反接近移動用シリンダ装置２５を動作させ、離反接近移動用リンク機構２４を介して前記一対の取出し棒２２、２２を相互に離反移動させながら、プレス手段３０の上部プレス板３２および下部プレス板３４により巻装体１６を扁平状に押圧成形する。
【００２１】
なお、このように扁平状に押圧成形された巻装体１６は、次いで前記取出し手段２０の取出し棒２２、２２から分離し、電極リードを適宜処理し、ステンレススチール製の電池ケースに収納し、内部電極と外部電極との接続を行うと共に、電解液を封入して密閉処理することにより、リチウムイオン二次電池を製造することができる。
【００２２】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
前述した実施例から明らかなように、本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造装置は、リチウムイオン二次電池の内部電極を形成する平角導線に絶縁性樹脂テープを巻着してなる所定長さの電極リードを形成し、この電極リードを使用してセパレータを介し正極シートおよび負極シートを積層させて巻装し、この巻装体を電解液と共に電池ケースに収納および封入してなるリチウムイオン二次電池の製造装置において、前記巻装体の形成に際し、外径調整可能に構成した多分割型巻軸を備え正極シートおよび負極シートと共にセパレータを順次供給しながら巻装体を形成する巻回手段を設け、この巻回手段の前記多分割型巻軸に対向して前記巻軸の間隙に進退移動すると共に相互に水平方向へ平行に離反接近する一対の取出し棒を備えた取出し手段を配置し、前記多分割型巻軸上において所要の巻装体を形成した際に、前記取出し棒を前記多分割型巻軸の間隙に挿入して前記多分割型巻軸から巻装体を取出すと共に前記取出し棒を相互に離反させながら前記巻装体を扁平状に押圧成形するプレス手段を配設した構成とすることにより、巻装体は円筒状に構成した多分割型巻軸に巻回して形成することから、簡単な装置構成により容易かつ迅速に所定の巻装体の形成を達成することができると共に、リチウムイオン二次電池を簡便かつ低コストに量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリチウムイオン二次電池の製造装置の一実施例を示すものであって、製造装置の平面要部構成を示す概略説明図である。
【図２】図１に示す巻回手段の巻軸に形成された巻装体を取出し手段により取出す状態を示す概略説明図である。
【図３】図１に示すプレス手段により巻装体を扁平状に押圧成形する状態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１０  巻回手段
１１  支持装置
１２  多段分割型巻軸
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  分割巻軸
１２ｄ  調整キー
１３  回転駆動軸
１４  間隙
１６  巻装体
２０  取出し手段
２２、２２  取出し棒
２４  離反接近移動用リンク機構
２５  離反接近移動用シリンダ装置
２６  進退移動用支持枠体
３０  プレス手段
３２  上部プレス板
３４  下部プレス板
【図１】
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【図２】
0004189614.tif 000003
【図３】
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