JP2006511908A - 電気エネルギー貯蔵アッセンブリの巻回装置の構造 - Google Patents

電気エネルギー貯蔵アッセンブリの巻回装置の構造 Download PDF

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Abstract

電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置を提供する。本装置は、シート構造を供給するための複数の供給手段（１００、２００、３００）、これらの様々な供給手段から受け取ったシート構造を積層するための積層手段（４００、４１０）、結果として得られた積層体を巻付けるための巻付け手段（６１０）、及び前記供給手段、前記積層手段、及び前記巻付け手段を連続的に且つ制御された同期下で制御するための制御手段を含む。

Description

本発明は、電気エネルギー貯蔵アッセンブリの分野に関する。
更に詳細には、本発明は、カソード及びアノードを夫々形成する二つの電極間に電解質が配置された、ポリマー材料を基材とした多層電気化学的アッセンブリに関する。
本発明は、リチウムを基材としたアノードを持つ装置に適用されるが、この装置に限定されない。
本発明は、コンデンサー、大容量コンデンサー及びバッテリーに適用される。
このような電気化学的アッセンブリの例は、ＦＲ−Ａ−２ ７３７ ３３９、ＦＲ−Ａ−２ ７５９ ０８７、ＦＲ−Ａ−２ ７５９ ２１１、ＦＲ−Ａ−２ ８０８ ６２２に記載されている。
本発明の目的は、このような電気エネルギー貯蔵アッセンブリを自動的に且つ連続的に製造できる装置を提供することである。
更に詳細には、目的に関し、本発明は、電気エネルギーを貯蔵する機能を持つ多層アッセンブリを製造し、従来技術のアッセンブリよりも優れた品質を提供するための装置を提案しようとするものである。
本発明に関し、この目的は、電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、シート構造を供給するための複数の供給手段、これらの様々な供給手段から受け取ったシート構造を積層するための積層手段、結果として得られた積層体を巻付けるための巻付け手段、並びに供給手段、積層手段、及び巻付け手段を連続的に且つ制御された同期下で制御するための制御手段を含む、装置によって達成される。
本発明は、更に、電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための方法において、別個の供給手段から多シート構造を供給する工程、様々な供給手段から受け取ったフィルム構造を積層する工程、結果として得られた積層体を巻付ける工程、及び供給手段、積層手段、及び巻付け手段を連続的に且つ制御された同期で制御する工程を含む、方法を提供する。
本発明の重要な特徴によれば、複数のこのようなアッセンブリを容易に積み重ねることができ且つ互いに直列及び／又は並列で接続できるようにするため、積層体は全体に平らなスラブの形態で巻付けられる。
本発明者は、電気エネルギー貯蔵アッセンブリの構造に折り目等の欠陥が形成されないように最初から全体に平らな多層巻回体の形態の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを形成するのが特に有利であるということを発見した。
本発明者は、このようなアッセンブリを、円形をなして対称な巻回体の形態で製造し、次いでこれらの巻回体を平らにすることにより、様々な層に折り目やボス等の欠陥が生じる、これらの層間の界面が損なわれ、場合によっては様々な層間で局所的分離が生じ、貯蔵容量が低下することが多いということを発見した。これは、巻回部で発生した応力が巻回部によって異なるためである。
本発明者は、更に、従来技術と関連したこれらの問題点は、セルが貯蔵バッテリーとして使用される場合にセルが耐えることのできる充電／放電サイクルの数が減少することによってセルの劣化を加速してしまい、場合によってはセルを自己放電させてしまうことがあるということを発見した。
かくして、本発明に関して提案された手段により、シートで一定の牽引力を得ることができ、及びかくして巻付けを完全に一様に行うことができる。
本発明は、更に、内部応力が最少の平らな巻回体によって各々が形成された電気エネルギー貯蔵セルを提供する。各セルは、少なくとも、電流コレクタ、充填材入りポリマーを基材としたカソード、充填材入りポリマーを基材とした中実電解質、例えばリチウムを基材とした金属アノードを含み、これらの様々なエレメントは薄いシートの形態で形成され、巻付けられ、マンドレル上で予備成形された重ねられたシートアッセンブリによって形成される。マンドレルはテーパした紡錘形状の断面を持ち、次いでセルが低スラストプレスでプレスされ、平らにされる。
本発明のこの他の特徴、目的、及び利点は、非限定的例として与えられた添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって明らかになる。
以下の説明において、「上流」及び「下流」という用語は、装置を通る積層体の移動方向に関して使用され、「上流」という用語は、所与の基準の前に配置されたエレメントを示し、「下流」という用語はその後に配置されたエレメントを示す。
添付の図１に示すように、電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための本発明による装置は、本質的には、
−多層構造を供給するための供給手段Ａ、及び
−これらの構造を巻取るための巻付け手段Ｅを含む。
供給手段Ａは、最初は別々の複数の単層シート又は多層シート９０、９２、及び９４を送出し、これらを積層し、即ち重ねて互いに結合するのに役立つ。供給手段Ａは、更に、最終積層体９６に含まれる様々な層の長さ方向縁部を相対的に正確に位置決めするのに役立つ。
本発明に関して使用される様々な単層シート又は多層シート及び結果として得られた積層体は、以下に更に詳細に定義する機能を持つフレーム９００に対して平行に移動する。
添付の図１に示す装置の特定の実施形態は、６層のスタックで形成されたセルアッセンブリを製造するように設計されている。セルアッセンブリの六つの層には、コレクタ１０（例えばアルミニウム製）、カソード２０（例えばポリオキシエチレン（ＰＯＥ）及びリチウム塩）、電解質層３０、アノード４０（例えばリチウム製）、電解質層５０、及びカソード６０が含まれる。例として、電解質３０及び５０は、ＰＯＥ及びＬｉＶ３Ｏ８及びＶ２Ｏ５を基材とする。アルミニウムコレクタ１０は、好ましくは、例えばチタニウムナイトライド又は何らかの他の材料、例えばグラファイトを基材とする耐蝕性バリアでコーティングしてある。
それにも拘わらず、本発明は、この特定の例に限定されない。
これに関し、供給手段Ａは三つの別々の供給マガジン１００、２００、及び３００を含む。
供給手段１００は、上述のカソード６０及び二つの外保護フィルム８０、８１間に挟まれた電解質層５０を含む４層積層体９０を供給するための手段である（図９参照）。
供給手段２００は、アノードシート４０を供給するための手段である（図１１参照）。
供給手段３００は、電解質３０、カソード２０、及び二つの外保護フィルム８２及び８３間に挟まれたコレクタ１０を含む５層積層体を供給するための手段である（図１３参照）。
好ましくは、これらの供給手段１００、２００、及び３００の各々は、任意の適当な手段によって予め準備した所望の積層体９０、４０、又は９２のリールを含む。これらのリールは、夫々の回転軸線１０２、２０２、及び３０２を中心として回転するように共通のフレーム９００に設置されている。
当然のことながら、供給マガジン１００、２００、及び３００を形成するリールは、空になったら交換できるようにフレーム９００に取り外し自在に取り付けられている。
三つの供給手段１００、２００、及び３００の夫々から来入する三つのシート９０、４０、９２を、供給手段１００、２００、及び３００の出口と巻付け手段Ｅとの間に配置された積層器モジュールＣで積層し、即ち互いに積み重ねる。
図１では、積層体９０、４０、及び４２を支持するリールは、三つの供給手段１００、２００、及び３００に配置されており、夫々に参照番号１０４、２０４、及び３０４が付してある。
リール１０４から来入する四層積層体は、ローラー１１０、１１２、及び１１４によって積層器モジュールＣに案内される。
モジュール１００は、積層されるべき電解質５０の面上に設けられたフィルム８１を除去するように設計されたフィルム除去器アッセンブリ１２０をリール１０４の出口の下流に有する。このフィルム除去器アッセンブリ１２０は、二つの変向ローラー１１２と１１４との間に位置決めされている。
フィルム除去器アッセンブリ１２０からの出口で得られる三層積層体構造５０、６０、８０を図１０に示す。
更に、供給手段１００はフィルム除去器アッセンブリ１２０と積層器モジュールＣとの間にヒーターモジュール１３０を含む。その構造及び機能を以下に更に詳細に説明する。
同様に、リール３０４から来入する五層積層体９２は、ローラー３１０、３１２、及び３１４によって積層器モジュールＣに向かって案内される。
モジュール３００は、積層されるべき電解質３０の面上に配置されたフィルム８２を除去するように設計されたフィルム除去器アッセンブリ３２０をリール３０４の出口の下流に備えている。フィルム除去器アッセンブリ３２０は、二つの変向ローラー３１２と３１４との間に位置決めされている。
フィルム除去器アッセンブリ３２０の出口で得られる四層積層構造８３、１０、２０、及び３０を図１４に示す。
更に、供給手段３００は、フィルム除去器アッセンブリ３２０と積層器モジュールＣとの間にヒーターモジュール３３０を含む。その構造及び機能を以下に更に詳細に説明する。
好ましくはリチウムを基材としたアノードシートを供給するための供給手段２００は、夫々のフィルム８４及び８５を供給するための二つの供給ローラー２４０及び２５０を含む。
フィルム８４及び８５及びアノードシート４０は、ローラー２１０、２１２によって主アプリケーターアッセンブリ２６０に案内される。このアッセンブリ２６０の機能は、供給リール２０４、２４０、及び２５０の夫々から来入する、最初は別々のこれらのシートを合一し、二つのフィルム８４及び８５の間にアノード層４０を挟んだシート形態にすることである。
アノード４０の両側に二つのフィルム８４及び８５を備えた積層体を図１２に示す。
アプリケーターアッセンブリ２６０は、好ましくは、夫々の平行な軸線を中心として回転するように取り付けられたピンチローラー２６２及び２６４によって構成され、これらのローラー間を移動する上述の三つのシート８４、４０、及び８５を受け取る。好ましくは、一方のローラー２６２の回転軸線が固定位置にあるのに対し、これと向き合って配置された第２ローラー２６４は押さえローラーとして作用し、最初に言及したローラー２６２に、制御された力レベルで、例えばばねブレード２６３等の弾性手段によって押し付けられるように移動される。
更に、二つのローラー２６２及び２６４のうちの一方がモータ駆動式である。下流で行われるプロセスと同期して、積層体８４、４０、８５を牽引状態で駆動する態様と積層体を制動する態様との間で切り換えられるように制御される。これに関し、ローラー２６２及び２６４はサーボ制御式であり、下流のプロセス手段に従属する。
適当である場合には、二つのローラー２６２及び２６４を離すことができるように及びかくして積層体８４、４０、及び８５をこれらのローラー間に容易に配置できるように、二つのローラー２６２及び２６４のうちの少なくとも一方を引っ込め式の、例えばアクチュエータにより制御される器具に取り付ける。
供給手段２００は、アッセンブリ層４０を横方向に切断するための分割器モジュール２７０をアプリケーターアッセンブリ３６０の下流に備えている。
この目的のため、分割器モジュール２７０は、ハンマー−アンビルシステム２７２及び２７４を含み、これらは、積層体８４、４０、及び８５の移動路の両側に夫々配置されている。ハンマー２７２は、保護フィルム８４及び８５を通して横方向に且つ線型に打ち付けることによって作動する。
ハンマー２７２及びアンビル２７４のうちの少なくとも一方、及び好ましくはハンマー２７２はストライカ縁部を有する。
ハンマー２７２は順次押圧されてアンビル２７４に打ち付けられ、初期アノードシート４０に下流長さを提供する。この長さは巻取ろうとする長さと対応する。ハンマー２７２は、アノード４０が二枚のフィルム８４及び８５間に挟まれた積層体に作用を及ぼすことが観察される。それにも拘わらず、フィルム８４及び８５は、フィルム８４又は８５が切れないように、ハンマー２７２の衝突に耐えるのに適した材料で形成されている。
分割器モジュール２７０からの出口のところで、フィルム除去手段２２０、２２５によって二枚のフィルム８４及び８５を図１２に示す上述の積層体から除去する。適当である場合には、フィルム除去手段２２０、２２５は、ハンマー２７２及びアンビル２７４自体によって形成されていてもよい。
モジュール２７０によって画成された破断線の前方に配置されたアノードセグメント４０は、下流に配置された駆動手段によって駆動され、前記アノードセグメント４０自体が、一方の側の二つのシート５０、６０、８０と他方の側の積層器モジュールＣとの間に積層する。
破断線の上流に配置されたアノードシート４０のセグメントは、フィルム８４及び８５によって同伴される。これは、上文中に言及したように、これらのフィルムがモジュール２７０で切断されないためである。
この点で、フィルム８０、８１、８２、８３、８４、及び８５は、積層体の外側面が外側環境で汚染されることがないようにし、積層体が様々なローラーにくっつかないようにするのに役立つばかりでなく、関連した積層体の駆動に寄与するということが観察されなければならない。
フィルム８０、８１、８２、８３、８４、及び８５は、有利には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、等を基材とする。
これらは、除去されるときにシート及びローラーの両方が汚損しないようにするため、関連したシートがその経路上でローラー上を剥き出しのまま移動することがないように、経路のできるだけ下流で除去される。
更に、アノード繰出し器２０４と関連した二つのフィルム繰出し器２４０、２５０は実質的に隣接しており、繰出し器２４０から来入するフィルム８４がアノードロール２０４に大きな巻取り円弧（張力を加えるため）に亘って（代表的には９０°以上、好ましくは２７０°以下）巻き付くということが観察されなければならない。これは、この壊れやすいシートに対して良好な保護を提供し、適切な機械的駆動を保証するためである。
アノード２０４の周囲のフィルム８４のこの巻取り円弧を図７で角度βで表す。この角度は、繰出し器２４０に存在するシートの外巻回部の半径の関数として変化する。
第１に、フィルム８４及び８５に、及び従って、破断線の上流に配置されたアノードセグメント４０に加えられた駆動力を、第２に、フィルム８０及び８３に、及び従って、前記破断線の下流に配置されたアノードセグメントに加えられた駆動力を順次制御する。これは、好ましくは、破断が行われた後、二つの上述のセグメント間に例えば約２０ｍｍの隙間を画成するように行われる。更に詳細には、工具２７２の打ち付けをピンチローラー２６２、２６４と同期させ、積層体が同じ速度で下流に移動し続けるとき、リチウム４０の移動を中断させるようにブレーキとして停止する。
アノード層４０を予め破断することによって、最終積層体を形成する全ての層を下流で同時に切断する必要をなくす。このような作業には、これらの層の全てが互いに潰れ、アノード４０、カソード２０及び６０、及びコレクタ１０の間を短絡させる危険がある。
上述のステーション１２０、２２０、２２５、及び３２０で好ましくはフィルム除去器によってフィルムを除去する際にフィルムと隣接した界面が特に引き裂きによって損傷しないようにするため、フィルムの除去は図３２に概略に示すスクレーパシステム２３０を使用して行われる。このシステムは、対応するフィルムに対して接線方向に配置されており、フィルムを急に少なくとも６０°（図３２参照）逸らし、フィルムを小さな曲率半径（代表的には０．０５ｍｍに近い半径）でフィルム自体にほぼ１８０°折り戻すことによってフィルムを引き剥がすように、鋭く磨き上げた縁部２３２を備えている。スクレーパ２３０は、フィルムを搬送するシートの上流の移動平面に近い鈍角の縁部２３２を持つ定置のブレードによって構成されている。縁部２３２は、シートの移動に対して下流に差し向けられた凸状の側部を有する。本発明者は、この方法で引き剥がしを行うことにより、積層体の隣接した表面を保存できるが、予め注意を払わずにフィルムが裂けると、通常、損傷が及ぼされるということがわかった。上述のスクレーパ２３０により、機能シートと保護フィルムとの間の剪断効果によってフィルムを剥がすことができる。スクレーパ２３０の縁部２３２の周囲で保護フィルムを引っ張ることによって、保護フィルム層の外側湾曲を延長し、これによって前記層に接線方向力を局所的に発生し、フィルムを微小に延ばし、フィルム層と機能シートとの間にスリップ効果を生じ、かくして何らかの粒子が機能シートから遠ざかる方向で裂けないようにする。
好ましくは、装置は、フィルムがスクレーパ２３０の鈍角の縁部２３２上で変向されるときに保護フィルムに及ぼされる牽引力を調節するための手段を含む。
図１では、フィルム除去器アッセンブリ１２０及び３２０のスクレーパシステムには参照番号１２２及び３２２が付してある。ステーション１２０、３２０、２２０、及び２２５のところで除去されたフィルム８１、８２、８４、及び８５は、夫々のローラー１２４、２２４、２２９、及び３２４に差し向けられる。この目的のため、フィルム８４はローラー２２１及び２２２によって案内され、フィルム８５はローラー２２６によって案内される。
加熱手段１３０及び３３０の機能は、電解質５０及び３０が積層アッセンブリＣのアノード層４０と接触する前に、これらの電解質の外側界面の温度を制御された温度まで上昇することにより、これに続いて行われる電解質５０及び３０とアノード４０との間の良好な接着を保証することである。これらの加熱手段１３０、３３０は、好ましくは、温度の上昇及び低下を迅速に行うことができる、調節された高温空気ループ内で強制的に循環させることによって、高温空気を上述の界面に吹きつけるのに適したオーブンによって形成される。代表的には、加熱手段１３０及び３３０は、サーモスタットで制御された温度、例えば６０℃±１℃の圧縮空気を電解質５０及び３０の界面に拡散させるように設計されている。
更に詳細には、本発明による装置は、全体として、巻付け器モジュールＥから上流の供給フィルムの移動を中断し、各巻取り作業後に積層体を切断して除去でき、積層体をこれに続いて再係合できる順次工程を含み、オーブン１３０及び３３０は、好ましくは、順次制御される。換言すると、オーブン内に位置する部分の積層体の過剰な温度上昇を回避するため、オーブン１３０及び３３０内での高温空気の拡散を、積層体が移動を停止する度毎に周期的に中断する。これらのシートセグメントを熱に当て過ぎると、最終積層体の品質を損なってしまう。
更に、停止段階中にオーブン内に動かないように保持されたシートセグメントの温度が時期を失して上昇することがないようにするため、加熱手段１３０、３３０は、低温の圧縮空気をシートに順次吹きつけるのに適した手段が設けられていてもよい。これらの手段は、代表的には、オーブン内の温度を約４０℃の値にするようになっている。
オーブン１３０及び３３０は、好ましくは、ループ状回路として形成されている。添付図面では、多層シート１３４及び３３４が通過するオーブンのセグメントに参照番号１３２及び３３２が付してあり、高温の及び低温の空気を順次吹き付けるためのファンが設けられている。加熱を行う目的のため、好ましくは、多数の剥き出しの導線が構成するヒーターエレメントがファン１３４及び３３４の出口に面して配置されている。
図１において、参照符号ＩＸ、Ｘ、ＸＩ、ＸＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＶ、ＸＶ、及びＸＶＩは、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、及び図１６の夫々に示す様々な積層体についての装置の経路の夫々の位置を示す。
様々な層間の望ましからぬ電気的接触を回避するため、アッセンブリＣが送出する積層体を形成する様々な層１０、２０、３０、４０、５０、及び６０の長さ方向側縁部の相対位置を制御することが重要である。
図１７は、フィルム除去器ステーション１２０の下流のフィルム８０、カソード６０、及び電解質５０の長さ方向縁部の相対位置を示す。カソード６０の幅が電解質５０の幅よりも小さく、電解質５０がカソード６０の両側で突出しているのに対し、フィルム８０は電解質５０よりも広幅であり、その両側に突出しているということが観察されよう。
図１８は、フィルム８４及び８５及びアノード４０の長さ方向縁部の相対的位置を示す。アノード４０の幅は、同幅の二つのフィルム８４及び８５よりも狭幅であり、フィルム８４及び８５がアノード４０の両側に突出している。
図１９は、フィルム８３、コレクタ１０、カソード２０、及び電解質３０の相対的位置を示す。カソード２０はコレクタ１０よりも狭幅であり、カソード２０の第１縁部がコレクタ１０の第１縁部と面一であり、電解質３０がカソード２０よりも広幅であり、カソードの両側から突出しており、電解質３０がカソード２０及びコレクタ１０の第１縁部に対して突出しているが、電解質３０の第２縁部がコレクタ１０からセットバックしており、フィルム８３の第１縁部は電解質３０の第１縁部に対して突出しているが、第２縁部が電解質３０の第２縁部と面一である。
最後に、図２０は、積層器モジュールＣからの出口でのフィルム８０、カソード６０、電解質５０、アノード４０、電解質３０、カソード２０、コレクタ１０、及びフィルム８３の相対的位置を示す。
電解質５０及び３０の縁部は重なっており、アノード４０の縁部は、コレクタ１０の出側で電解質５０及び３０からセットバックされており、アノード４０の反対側は電解質３０及び５０を越えて突出している。
図１の参照符号ＸＶＩＩ、ＸＶＩＩＩ、ＸＩＸ、及びＸＸは、図１７、図１８、図１９、及び図２０の夫々に示す積層体の位置を示す。
図１７及び図１８に示す層の相対的位置は、供給リール１０４及び３０４の準備時に得られる。図１９に示す相対的位置は、モジュール２６０でフィルムを除去することによって得られる。図２０に示す相対的位置は、積層器モジュールＣで得られる。
アノード層４０と図１７及び図１９に示す二つのサブアッセンブリとの間で必要とされる相対的位置（これは、「相対的整合」と呼んでもよい）を定義するため、好ましくは、夫々の積層体の積層アッセンブリＣの上流での長さ方向縁部の位置を検出するのに適した手段、並びに所望の相対的位置を得るために積層体を積層器モジュールＣの上流の共通の基準位置に対して移動するのに適した手段が設けられている。これらの変位手段は、好ましくは、供給手段１００、２００、及び３００に作用する。この目的のため、供給手段１００、２００、及び３００の各々は、好ましくは、装置全体の支持フレーム９００に対して制御された態様で移動させることができる個々のプレートに取り付けられている。更に詳細には、これらのプレートの各々は、好ましくは、夫々の軸線１０１、２０１、又は３０１を中心として枢動するように取り付けられており、制御変位手段が関連している。
積層体の縁部の位置を検出するための手段は、好ましくは、超音波手段によって、又は光学的手段によって形成され、適切な場合には赤外線手段又はレーザー手段によって形成され、この検出手段は、積層体の移動路の両側に夫々配置された送信機及び受信機を支持する二叉フォークに配置されている。
図１では、手段１００から来入する積層体と関連したこのような検出器手段の一つに参照番号１４０が付してあり、手段２６０から来入する積層体と関連した等価の検出器手段に参照番号２８０が付してあり、手段３００から来入する積層体と関連した等価の検出器手段に参照番号３４０が付してある。検出器手段１４０はローラー１１４とオーブン１３０との間に配置されており、検出器手段３４０はローラー３１４とオーブン３３０との間に配置されている。検出器手段２８０は主積層器モジュール２６０と積層器モジュールＣとの間に配置されている。
上述の変位手段は、空気圧アクチュエータ又は任意の等価の手段に基づいているのがよい。
好ましくは、上述のプレートの各々は、装置が振動しないようにするため、上述の共通フレーム９００に載せるのに適したダンパー手段を支持する。非限定的例として、ダンパー手段は、吸引カップによって形成されていてもよい。
上述の枢軸１０１、２０１、及び３０１は、好ましくは、プレート９００と平行である。これらの軸線は、繰出し器１０４、２０４、３０４の中心を通り（これらの回転軸線１０２、２０２、３０２を通り）、繰出し器に配置されたリールの幅の中心平面に置かれる。これらの軸線は、更に、ローラー１１４、２６２、及び３１４によって決定されるように、積層アッセンブリＣの直ぐ上流に配置された夫々の関連した多層シートセグメントと平行である。
これに関し、積層器モジュールＣの上流に配置された、ローラー２６２によって案内されるアノードシートセグメント４０は、実質的に、積層器モジュールの上流の繰出し器１０４及び３０４からローラー１１４及び３１４によって案内されて夫々来入する積層体セグメント９０及び９２が形成する角度の二等分線上に配置されるということが観察されなければならない。更に正確には、積層器モジュールの上流で、積層体９０及び９２は互いの間に約１５０°の角度を形成し、これらの二等分線上に配置されたアノードシート４０は、これらの二つの積層体９０及び９２の各々に対して実質的に７５°のところに配置される。
同様に、好ましくは、積層器モジュールＣの上流のアノード４０は、実質的に、フィルム除去器２２０及び２２５から下流に配置されたフィルムセグメント８４及び８５の二等分線上に配置され、これらのフィルムセグメント８４及び８５自体が約６０°の角度を形成する。
変向ローラー１１０、１１２、１１４、２２１、２２２、２２６、３１０、３１２、及び３１４により、供給装置１０４、２０４、及び３０４を互いから大きく離して配置することができ、積層器モジュールＣの上流で対応する積層体セグメントを互いに近づけることができ、積層器モジュールのところでこれらの間で形成される角度は１８０°以下である。
基本的積層体を相対的に位置決めするための上述の手段は、最終製品における満足のいく電気的接続を保証し、詳細には、突出した電解質による短絡からカソードを保護するばかりでなく、積層体の幅における作動時の有効領域を最適にし、即ちできるだけ小さくするということが観察されなければならない。
様々なフィルム除去器アッセンブリの受け取りローラー１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２は、好ましくは、モータ駆動式巻付け器を含む。
同様に、繰出し器１０４、２０４、及び３０４は、好ましくはモータ駆動式であり、牽引力を制御するように設定されており、多層シートに作用する牽引力を一定のままにする。セルを再現性を以て製造するため、シートに作用する牽引力を一定に維持することが非常に重要である。
かくして、繰出し器１０４、２０４、及び３０４と関連したモータは、積層体の巻取りの開始時に駆動され、次いで積層体の駆動が下流の手段によって引き継がれた後に制動されるように交互に制御される。
これに関し、特に、様々な繰出し器１０４、２０４、３０４及びフィルム除去器１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２のモータが、プログラム中央ユニットによって、繰り出されるシートの直径の変化及び巻取られるフィルムの直径の変化を考慮して適切に変化させる必要がある駆動力及び制動力の夫々を確保するように制御されるということが観察されなければならない。
これらの直径は、処理が行われた積層体及びフィルムの夫々の長さに基づいて中央ユニットが計算するか或いは、関連した繰出し器及び巻付け器１０４、２０４、３０４、１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２の各々に夫々装着された超音波センサ等の適当なセンサを使用して計測できるかのいずれかである。
積層アッセンブリＣは、好ましくは、平行な軸線を中心として回転するように取り付けられた二つのピンチローラー４００及び４１０を有し、重ねられた層によって形成されたスタックがこれらのピンチローラー間に通される。重ねられた層は、フィルム８０、カソード６０、電解質５０、アノード４０、電解質３０、カソード２０、コレクタ１０、及びフィルム８３を含む。
二つのピンチローラー４００及び４１０は、制御された量の力で互いに向かって押圧されている。従って、これらのピンチローラーは、これらのローラー４００及び４１０間に搬送されたシートに制御された圧力を及ぼす。この目的のため、ローラー４００の回転軸線は好ましくは定置であり、この際、ローラー４１０の回転軸線は、例えばばねブレード４１２等の弾性部材によって、制御された量の力で上述のローラー４００に向かって押し付けられた機器に取り付けられている。好ましくは、ローラー４１０もまた、このローラー４１０の係合を解除し、積層体を所定の場所に置くのを容易にする指令に作用するため、駆動手段、例えばアクチュエータによって制御された引込み式の機器に取り付けられている。
かくして、積層アッセンブリＣからの出口のところで、図１５及び図２０に示すスタックが得られる。
適当である場合には、積層ローラー４００及び４１０は、更に、ヒーターローラーであってもよい。代表的には、これらのローラーの直径は２０ｍｍ以下である。
本発明による装置は、更に、積層器モジュールＣと巻付け器モジュールＥとの間に、多数の機能を持つアッセンブリ５００を含む。詳細には、アッセンブリの機能には以下の機能が含まれる。即ち、
１）モジュール５１０において、積層体の送出速度（長さ方向）を制御する機能、２）モジュール５２０において、コレクタ１０を局所的に長さ方向に切断する機能、３）モジュール５３０において、巻取りの開始時に積層体を駆動し、マンドレル６１０によって牽引力が加わった後、同じ積層体を制動する機能、４）モジュール５４０において、フィルム８０、８３を除去する機能、５）モジュール５５０において、所望の巻取りと対応する長さの通過後、機能的スタックの層１０乃至６０を切断する機能、及び６）モジュール５６０において、巻取り作業の終了時に、結果として得られたスタックの外側面を加熱する機能が含まれる。
検出器装置５１０は、巻付け器Ｅが供給を一定の速度で行うように、積層体がローラー４００、４１０上で微小に滑ることにより失われた同期に対する補正を制御するのに役立つ。
非限定的例として、このような検出器装置５１０は、空気圧アクチュエータ又は任意の等価の手段によって、移動している積層体に当接するように押圧された枢動レバー５１４に取り付けられており且つ絶対エンコーダ５１６と関連した同期ローラー５１２によって形成できる。
積層体は、積層体の移動路の上流に配置されたローラー５１８によってローラー５１２に押し付けられる。
カッターモジュール５２０は、コレクタ１０の縁部に割れ目を長さ方向に線型に順次形成するように設計されている。添付図面において、結果として切断されたセグメントに参照番号５２１が付してある。各セグメント５２１の長さＬ１は実質的に等しいけれども、この長さは、マンドレル６１０の巻取り周囲の半分よりも僅かに小さい。この装置５２０の作動は、全ての割れ目５２１が、最終的な巻付けられたセルの同じ面で重なるように制御される。換言すると、これらの割れ目５２１は、マンドレル６１０上で行われる各巻付けの長さと等しいピッチＰ１で形成される。この長さは、マンドレル６１０上に積み重ねられた厚さのため、増大するように変化する。割れ目５２１のピッチもまた、好ましくは、変化できる。
添付の図２６に概略に示すように、最終付形ステーション７００において、上述の切れ目５２１の軸線方向端部とコレクタ１０の隣接した自由縁部との間で横方向セグメント５２２を切断し、次いで、コレクタ１０にこのようにして形成された外側ストリップ５２３を巻付けたセルの外側に向かって展開し、電流集中装置へのコネクタとして役立つ。図２６では、このようにして展開されたコレクタストリップ１０の部分に参照番号５２５が付してある。
割れ目形成装置即ちスプリッター装置５２０は、好ましくは、「空気切断」型の装置である。コレクタ１０を局所的に、且つ積層体に対して支持を提供する二つのローラー５２６及び５２８間で順次分割するようになった往復スプリッターブレード５２４を含む。図２３では、ブレード５２４の枢動を両頭矢印５２９で示す。
駆動モジュール５３０は、好ましくは二つのピンチローラー５３２及び５３４を含む。図１５及び図２０に示す積層体全体をこれらのローラー間に通す。これらの二つのローラー５３２及び５３４は、夫々のモータと関連している。積層体の前端がマンドレル６１０に向かって取り出されるとき、ローラー５３２及び５３４は駆動モードで作動するように制御される。これとは対照的に、積層体の前端がマンドレル６１０によってひとたび保持されると、駆動を提供するのはマンドレルであり、ローラー５３２及び５３４の夫々のモータは、制動を提供するように制御される。これにより、積層体がマンドレル６１０にぴったりと押し付けられることが保証される。これらの二つのピンチローラー５３２及び５３４は、巻取りマンドレル６１０の上流でこのマンドレルと近接して配置されている。
ピンチローラー４００及び４１０に対する駆動は、従動ローラーとして作用するローラー４００及び４１０に対して主動ローラーとして作用するピンチローラー５３２及び５３４への駆動に基づいてサーボ制御される。
ローラー５３２及び５３４の間を通過する積層体にこれらのローラー５３２及び５３４が制御されたレベルのピンチ力を及ぼすように、これらのローラー５３２、５３４のうちの少なくとも一方が力送出手段と関連している。
積層体をローラー５３２及び５３４の間に容易に挿入するため、これらのローラー５３２、５３４のうちの少なくとも一方、例えばローラー５３４が、アクチュエータ５３６によって制御される、好ましくは引込み式の機器５３５に取り付けられている。
モジュール５４０では、上文中に説明したスクレーパ１２２及び３２２と同様のスクレーパ５４１及び５４３を使用してフィルム８０及び８３を除去する。除去した後、これらのフィルム８０及び８３はローラー５４２及び５４４を介して巻取りローラー５４６及び５４８に差し向けられる。これらのローラーは、上文中に説明した方法でモータによって駆動される。
積層体の六つの層１０、２０、３０、４０、５０、及び６０を含む結果として得られたスタックを、モジュール５５０のフィルム除去スクレーパ５４１及び５４３から直ぐ下流で任意の適当な手段を使用して横方向に切断する。
カッター手段５５０は、好ましくは、二つの対称な傾斜を持つ凸状のリッジによって形成された鋭い縁部５５４を持つブレード５５２を含み（図３１参照）、切断が必要な場合にはいつでも、短いストロークに亘って迅速に移動するように駆動される。
カッターブレード５５２の変位は、好ましくはアクチュエータによって構成される手段５５６によって制御される。更に、カッターブレード５５２は、積層体を所定の位置に置き易くするように、又は必要な任意の他の保守介入を容易にするようにカッターブレードを必要に応じて引っ込めることができるようにするため、好ましくは、特定の変位手段、例えば第２アクチュエータ５５８によって制御される引込み式の機器に配置される。
変形例では、これらのカッター手段は、参照番号２７２及び２７４で上文中に説明したのと同様のハンマー−アンビルシステムによって形成できる。
カッター手段５５０の構造を従来技術と比較して以下に説明する。
巻回体を形成するための自動装置に関し、自動式であり且つ積層体の移動と関連して同期されたカッター手段を使用する必要がある。
この目的のため、「裏打ち」型及び「溝」型のカッター手段が既知である。これらの手段は、一般的には、積層体の移動路の両側に設けられた先の尖った工具及びこれに向かって位置決めされた相補的工具を含む。先の尖った工具は、ブレード又はホイールの形態である。ブレード又はホイールは、裏打ち面又は溝の内側に押し付けられた積層体を通して切断を順次行う。両方の場合において、積層体は裏打ち面又は溝の二つの側部のいずれかと接触する。
エネルギー貯蔵アッセンブリの製造に関するこれらの切断技術の欠点は、積層体を形成する特定の層が相補的工具にくっついてしまう危険があるため、積層体が相補的工具と接触してしまうということである。
この接触により、更に、相補的工具により積層体の外側面に汚染が発生する、又はその逆が行われるということである。
本発明者は、保護フィルム間に積層体を形成するように積層体を形成する単層又は多層シートを形成するのが特に有利であるということがわかった。これらのフィルムの機能は、積層体の外側面が外部環境によって汚染されることがないようにし、含まれる様々なローラーに積層体がくっつかないようにすることである。これらのフィルムは、更に、積層体を駆動できるようにするのに寄与する。
積層させたシートの外側面を保護するフィルムは、積層体がマンドレルに巻付けられる前に除去しなければならない。これらのフィルムは、シートがその経路で剥き出しのままローラー上を通過することが決してないように、及び常にフィルムを通して駆動されるようにシートの経路でできるだけ後に除去される。
従って、これらのフィルムは、好ましくは最終カッターシューの直ぐ上流で除去される。
このことは、相補的工具が裏打ち面又は溝を持ち、これが特定量の空間を専有する上述の「裏打ち」型又は「溝」型のカッター手段を使用できない、即ちエネルギー貯蔵セルを製造するための自動機械で使用するのに適していないということを意味する。機械は、小さな無水室等の無水環境に配置する必要がある。従って、機械の最終的な全体の大きさを小さくするように、機械のエレメントをできるだけコンパクトにする必要がある。
これに関し、本発明は、コンパクトであり、エネルギー貯蔵アッセンブリを巻回体の形態で自動的に製造する上での制限に適合するカッター装置を提案する。
この目的のため、本発明は、積層シートを駆動するための手段及び積層シートを巻くための手段を含む、電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、セグメント上で積層シートに張力を加えるための手段及び移動自在のカッター手段を更に含み、これらの手段は、積層シートを張力が加えられたセグメントを通して空気で切断するために順次作動させるのに適している、ことを特徴とする装置を提案する。
このような装置では、切断が空気で行われるため、フィルムは如何なる表面にも押し付けられない。装置は、かくして、積層体の汚染を完全に排除できる。
カッター手段を通過するときにフィルムに張力が加えられるため、横方向に正確に切断できる。
有利には、積層シートに張力を加えるための手段は、積層シートが当接するローラーを含み、このローラーは、シートの経路上でカッター手段と積層シートを巻取るための手段との間に位置決めされている。
好ましくは、カッター手段は、二つの対称な傾斜を備えた凸状のリッジによって形成された鋭い縁部を持つブレードを含む。
カッターブレードが二つの傾斜を備えた対称なリッジの形態であるため、傾斜を一つしか備えていない従来のブレードと比較して特定の利点が得られる。ブレードが対称であることにより、フィルムの横方向変形を制限できる。傾斜を一つしか備えていないブレードによって切断が行われる場合には、シートとの係合時にシートに横方向応力を発生する危険があり、シートの横方向調節を損なう場合がある。更に、所与のブレード角度について、二つの傾斜を備えたブレードは、傾斜を一つしか備えていないブレード程大きくならず、そのため、二傾斜ブレードは単傾斜ブレードよりも短いストロークに亘って作動させることができる。従って、更に迅速に作動させることができる。
〔図３１のブレードの幾何学的特徴（角度、高さ）の一例の詳細を挿入する〕
図６３は、カッター手段５５０及び関連したアクチュエータ手段を示す概略図である。
カッター手段５５０は、フィルム除去手段５４１、５４３と支持ローラー５７０の間の積層体の移動路にできるだけフィルム除去手段に近づけて配置されている。
これらのカッター手段は、ブレード５５２（図３１参照）を含む。このブレード５５２は、アクチュエータ手段５５６によって移動される。このアクチュエータ手段５５６は、空気圧アクチュエータを含む。このアクチュエータのロッド５５６２はピストン５５６４に固定されており、このピストンは、アクチュエータの円筒形本体と協働し、加圧ガスを注入できるチャンバ５５６８を画成する。
注入チャンバ５５６８は、アクチュエータ５５６と直接的に並置された加圧ガスディスペンサ５５６６に連結されている。チャンバ５５６８は、開放位置又は閉鎖位置をとるように制御できるバルブ５５６７を介してガスディスペンサ５５６６と連通している。
バルブ５５６７をその開放位置をとるように制御すると、加圧ガスがディスペンサ５５６６から注入チャンバ５５６８に向かってほぼ瞬間的に注入される。ガスの注入によりピストン５５６２を並進移動し、及び従ってブレードを移動し、これにより積層体を図６３に破線で示す切断線に沿って分割する。
これらのカッター装置により、０．２秒以下（即ち切断指令時と積層体が完全に分割されたときとの間の時間間隔）で切断を行うことができる。装置は、ディスペンサ５５６６がアクチュエータと直接並置されていることにより、迅速にトリガーされる。注入チャンバ５５６８には、配管を介在させることなく、ディスペンサ５５６６から直接供給される。かくして、ディスペンサ５５６６と注入チャンバ５５６８との間の空気圧回路は極めて短く、ピストンの速度を上昇させることができる。
この急速な加速により、ブレード５２２の鋭い縁部の効果をぶつけられる積層シートの効果と組み合わせることができ、かくして切断がきれいに行われることが保証される。
図６３でわかるように、アクチュエータ５５６は「単動」型アクチュエータであり、加圧ガスをピストン５５６４の他方の側、即ちロッド５５６２を支持する側に供給することがない。ロッドを支持する側は、周囲大気に連結されている。ピストンは、かくして、ロッド５５６２と関連した戻しばね５５６１によって戻される。このばね５５６１は、ブレード５５２及びピストン５５６４を作動後に休止位置に戻すのに役立つ。
カッター装置５５０を作動するための手段は、貯蔵アッセンブリを製造するための装置の組をなしたローラーと同期して制御される。
詳細には、積層シートを駆動するためのローラー５３２及び５３４及びマンドレル６１０は、カッター手段から作用を受けるフィルムのセグメントが、分割時に移動しないようにするため、ブレーキとして作用するように制御される。カッターシステムがトリガーされたとき、シートのセグメントは、かくして、動かないように保持され、その位置でローラー５３２及び５３４と支持ローラー５７０との間で張力が加えられる。
変形例では、カッター手段は、ぴんと張られた巻回体によって、又は多点ブレード（手鋸型）によって、又はレーザーによって形成されていてもよい。レーザーを使用するには、層及び／又は貯蔵アッセンブリを製造するための装置の構成要素が汚染しないようにするため、昇華したシート材料を吸引することが必要となる。
全ての状況において、切断は、有利には、空気中で行われる。
切断は、ストライカーステーション５７２／５７４でリチウムアノード層４０に形成された隙間の中間に亘って実質的に延びるカッター手段５５２によって行われる。かくして、図２１でわかるように、アノード層４０は、巻回体を構成する他の層から、巻回体の前端及び後端の両方でセットバックしている。
更に、図２１でわかるように、完成した巻回体Ｅｎの二つの軸線方向端部Ｅｉ及びＥｅは、好ましくは、重ならない。換言すると、巻回体の外端Ｅｅは、内端Ｅｉに至る前に中断する。これは、この領域で厚くなり過ぎないようにするためである。かくして、平らにした完成した巻回体は、全体の厚さがその全長に亘って同じである。
スタックの端面を、モジュール５６０の任意の適当な手段によって、例えばファンによって駆動された高温空気を吹き付けることによって、又はヒーターローラー上を通過させることによって加熱する。
この加熱は、好ましくは、カッター装置５５０の直ぐ下流に配置された高温空気を吹き付けるための引込み式のバー５６２によって行われ、積層体の横断ストリップを加熱し、巻取りの最後にヒートシールを行うための準備を行う。
上述の加熱手段は、以下の問題点を解決するのに役立つ。
多層巻回体の形態の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための技術は既知である。
このようなアッセンブリは、一般的には、重ねられたポリマー材料の層を円形の円弧状マンドレルに巻付けることによって形成される。巻回体の巻回部の数が十分になると、カッター手段によって層を横方向に切断する必要がある。
巻付けを完了し、切断した端部（即ち、巻回体の終端部）が緩くなってほぐれることがないようにするため、この端部を巻回体に適切に固定しなければならない。次いで、結果として得られた巻回体をマンドレルから分離する。
次いで、円形の円弧状の巻回体をプレス手段で平らにし、比較的コンパクトな平らな形状にする。この平らな形状により、貯蔵アッセンブリを容易に積み重ねることができ、複数のアッセンブリを直列に及び／又は並列に相互連結できる。
巻回体の終端部は、様々な異なる技術で固定できる。
一つの可能な技術は、接着剤製品（例えばテープ）を巻回体に置き、終端部を最終巻回部の外側面に保持する工程を含む。
この技術の欠点は、厚さが局所的に過剰になり、これに続いて行われるアッセンブリを平らにプレスする作業中に接着剤製品の近くで圧力が局所的に増大してしまうということである。この局所的増大により、巻回部に局所的応力が発生し、これにより品質が損なわれ、特に巻回体の均等性が失われ、急速な劣化及び電解質層のクリープが生じ、この位置で短絡が生じる場合がある。
更に、接着剤製品に使用される接着剤が、結果として得られた貯蔵アッセンブリに電気化学的観点で高度の汚染をもたらす場合がある
別の可能な技術は、接着剤を例えばスプレー等で巻回体に直接適用する工程を含む。
それにも拘わらず、この技術にも、厚さが結果的に過剰になることによる、又はアッセンブリが汚染されることによる、上述の技術と同じ欠点がある。
更に、アッセンブリを自動的に製造する場合、接着剤は硬化時間を必要とし、そのため、エネルギー貯蔵アッセンブリの製造速度が低下してしまう。
確かに、シアノアクリレート型の「急速硬化」接着剤が存在する。それにも拘わらず、これらの接着剤は無水雰囲気では作用しないということが観察されなければならない。
残念なことに、エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための自動機械に関し、機械は、小型の無水室等の無水環境に配置する必要がある。
これは、上述の技術が、両方とも、多層巻回体の形態のエネルギー貯蔵アッセンブリを自動で製造するのに適しておらず、特に平らなセルを製造するのに適していないことの論理的理由である。
これに関し、本発明の副次的目的は、適当な巻回体端部接着剤装置を使用することによって、多層電気エネルギー貯蔵アッセンブリを自動的に且つ連続的に製造できるようにすることである。
この目的のため、本発明は、積層シートを駆動するための駆動手段、積層シートを巻付けるための巻付け手段、及び巻取りの最後に積層シートを分割するためのカッター手段を含む、エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、積層シートを加熱するための加熱手段、及びシートの巻回体端を、巻付けられたアッセンブリの表面に、巻回体端が前記表面に接着するように押し付けるための押さえ手段を更に含むことを特徴とする装置を提供することである。
この装置により、巻回体の終端部を、最終的に得られる電気化学的アッセンブリを汚染したり劣化させたりする危険をもたらす追加の接着剤を全く用いずに、簡単なヒートシールによる方法で取り付けることができる。
本発明の第１実施形態では、加熱手段は、エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置を含む隔室内を周囲温度に維持するための手段を含む。
本発明の別の実施形態では、加熱手段は、シートの一部を加熱するための局所的加熱手段を含み、前記加熱手段は、積層シートの経路で巻付け手段の直ぐ上流に配置される。
この実施形態では、加熱手段は、フィルムの分割端が押し付けられたとき、巻付けられたアッセンブリに接着するように、フィルムの分割端に近い積層シートの一部を加熱するように配置される。
好ましくは、加熱手段は連続的に作動するのに適しており、又はシートの部分の過加熱が起こらないように順次作動させるのに適している。
この特徴は、局所的加熱手段を使用する場合には特に有利である。
加熱手段は、例えば、高温空気ブロワー手段である。
更に詳細には、及び好ましくは、加熱手段は、カッター装置５５０の直ぐ下流に設けられており且つマンドレル６１０の上流に設けられたローラー５７０と向き合って位置決めされた、銅合金製の引込み式バー５６２によって形成されたヒーターブロックを含む。この引込み式バー５６２は、ソレノイドバルブを装着したダクトを介して加圧空気を噴射する手段に連結された多数のオリフィスを有する。
銅合金製のバーは、レギュレータ手段によって所定の加熱温度に永久的に維持される。例えば、この温度は、３００°程度であり、加熱されるべきポリマー層１０、２０、３０、４０、５０、及び６０の性質で決まる。この加熱温度は、シート表面で約１２０°の温度が得られるように、及びこれらの層間に接着効果を再生するように選択される。
引込み式バー５６２は、ロッドなし空気圧アクチュエータによって駆動される入れ子式の装置に取り付けられている。
巻付けの終了時の接着剤結合プロセスを以下に説明する。
巻回体の製造時に入れ子式装置を引っ込め、バー５６２を積層シートの表面から所定距離の待機位置に置く。
巻回体の巻回数が十分である場合には、マンドレルの回転を停止し、様々な駆動ローラーを制御してブレーキとして作用させ、フィルムのストリップが移動しないようにする（図６１参照）。引込み式押さえローラ５８０を移動し、巻回体に当接する。カッターモジュール５５０の作動の直前に積層シートを完全に分割し、入れ子式の装置を展開し、バー５６２を積層シートの表面の近くに位置決めする。
このとき、ソレノイドバルブを開放し、バーのオリフィス５６２を通して加圧空気を吹き出す。バーのオリフィスから出る空気噴流は、バーの本体によって加熱されている。空気噴流は、切断ゾーンに向かって傾斜した積層ストリップの表面に対して僅かに斜め方向に差し向けられる。
この特徴は、有利には、積層体がリチウム層を含む場合に積層体が過熱しないようにするのに役立つ。空気噴流は、分割されるべき積層体の部分、即ちリチウムを含まない部分を加熱する（図２１参照）。
加熱手段は積層体の層とヒーターブロックとの間を機械的に接触させることを必要としない。これらは、吹き出した高温空気からの対流によって作用する。これにより、層が溶けたりヒーターブロックに付着したりしないようにする。
所与の時間の終わりに、加熱作業の終了後、入れ子式の装置を短縮することによってヒーターブロック５６２を引っ込めると同時に、カッターモジュール５５０が積層ストリップを横方向に分割する（図６２参照）。
その後、マンドレル６１０を再度回転させ、シートの端部の巻取りを続ける。マンドレルに当接した押さえローラ５８０が巻回体の終端部をアッセンブリに押し付け、この状態で巻付けが行われ、かくして巻回体の終端部のヒートシールを終了する。
ガイドローラー５７０は、更に、ヒーターローラーであってもよい。例えば、ガイドローラーは約１１０℃の温度に連続的に維持されてもよい。積層ストリップの移動の中断中、このローラーと接触した積層体の部分がその全厚に亘って１１０℃の温度まで加熱される。この加熱は、巻回体の終端部を確実に結合する上で十分である。
このような状況では、ガイドローラー５７０の位置を積層体のストリップに対して調節しなければならない。詳細には、電解質層が突出している場合にこれらの電解質層がローラーにくっついてこれらの電解質層を破ることがないようにするため、電解質層３０及び５０のいずれかと重なってはならない。
最後に、ヒーターブロック５６２は、ヒーターモジュール１３０及び３３０と同様のオーブン、又はフィラメント、又は赤外線ヒーター抵抗等の任意の他のヒーターエレメントと交換してもよい。
マンドレル６１０は、衛星ローラーが最後の巻回の押し付けを完了するように追加の巻回に亘って回転し続ける。この最後の巻回中の約１００°の回転中、押さえローラ５８０及び押さえローラ６２０の両方が同時に作用する。巻回体の終端部が巻回体に完全に押し付けられた後にマンドレルが水平位置を越えて約３０°だけ過ぎた後、引込み式押さえローラ５８０を引っ込める。
ヒーターエレメントが加熱される温度は、層がマルチプレックスされる約４０℃乃至８０℃の温度よりもかなり高いということは観察されるべきである。この温度は、信頼性があり且つ再現性がある結合を産業的規模で保証する。
随意であるが、多かれ少なかれ接着性の効果を得るため、ブロックの温度、注入される空気の流量、空気を積層ストリップに吹き付ける時間の長さ等のヒーターエレメントの加熱パラメータを変化させてもよい。
随意であるが、引込み式押さえローラ５８０もまたヒーターローラーであってもよい。この特徴により、積層シートの温度を徐々に上昇するようにヒーターブロック５６２及び押さえローラ５８０について異なる温度を使用できる。これにより、積層体で過剰の応力が発生しないようにする。例えば、ヒーターブロック５６２を２００℃の温度に維持してもよく、これによりシートの表面を約１２０℃の温度まで加熱する。この際、押さえローラ５８０は２００℃の温度に維持される。
本発明による巻付け手段Ｅを以下に説明する。
これらの手段は、主として、軸線６１１を中心として回転するように取り付けられたマンドレル６１０を含む。
マンドレル６１０は、その回転軸線６１１に対して横方向に円形対称でない垂直断面を有する。マンドレルは実質的に平らである。紡錘形に幾分似たテーパ断面形状を有する。代表的には、その垂直断面の長軸と短軸との間の比は３以上であり、好ましくは５以上であり、最も有利には１０以上である。有利には、その垂直断面は全体に楕円形である。
更に詳細には、マンドレル６１０の外包囲体は、好ましくは、円形円筒形の二つの凸状セクタによって画成される。これらのセクタは同じ半径（図２のＲ１）を有するが、遠く離れた平行な軸線を有し、更に、マンドレルの垂直断面を画成するこの外輪郭は、半径が小さい丸味のある端部６１５及び６１６を有する。
マンドレル６１０の長さ（その回転軸線６１１と平行な長さ）は、巻付けのため、積層体の幅よりも大きい。
更に詳細には、及び好ましくは、マンドレル６１０は、二つの対称であり且つ相補的な二つのジョー６１２及び６１４で形成されている。これらの二つのジョー６１２及び６１４間の界面、即ち巻付け位置でのこれらのジョーの互いの支承面、即ち添付図面で参照番号６１３を付した面は、好ましくは平らであり、マンドレルの二つの湾曲した外輪郭表面を、外輪郭の楕円のテーパ端から所定距離のところで相互連結する。
非限定的例として、二つの接触するジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０の長軸は約１２ｃｍであり、二つの接触するジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０の短軸は約９ｃｍ乃至１０ｃｍであり、二つのジョー６１２と６１４との間の界面６１３と対応する斜行平面と紡錘形状の長軸との間に形成された角度は、代表的には約２．５°であり、紡錘形状は、その長軸の端部６１５、６１６が約０．１５ｍｍの半径を持つ円弧で終端し、マンドレルの主円筒形表面の中心間距離はそれらの半径Ｒ１の６倍以上である。
二つのジョー６１２及び６１４は、積層されたスタック１０乃至６０の前端を、巻付けを行うために挿入できるように二つのジョー６１２と６１４が間隔が隔てられた第１位置と、二つのジョーが接触し、上述の積層スタックを巻付けることができる第２位置との間でこれらのジョーを互いに対して移動させるようになった駆動手段、例えば液圧アクチュエータ又はその等価物と関連している。
協働する二つのジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０は、それ自体がその軸線６１１を中心として一定でない速度で以下に説明するように回転する。
マンドレル６１０は、押さえローラ６２０と関連している。
このローラーは、その軸線６２２を中心として自由に回転するように回転アーム６２４の端部に取り付けられている。
アーム６２４は、軸線６２２からオフセットされた軸線６２５を中心として回転駆動され、ローラー６２０がマンドレル６１０の各面上を、更に詳細には巻付けられる積層スタック１０乃至６０上を連続して転動し、これを規則的に押し付け且つスタックに折り目が形成されないように、マンドレル６１０の２倍の速度で駆動される。アーム６２４は、好ましくは、マンドレル６１０の回転によって速度比２で機械的に駆動される。
マンドレル６１０及びアーム６２４は同じ回転方向に回転される。
マンドレル６１０及びローラー６２０の変位の動力学を添付の図３乃至図６に概略に示す。
非限定的例として、及び図２２に示すように、マンドレル６１０及びアーム６２４は、モータ６４２と関連した共通のベルト６４０によって、前記共通のベルト６４０と係合した夫々のスプロケットホイール６１８及び６２８を介して駆動されてもよい。アーム６２４が２倍の速度で回転するようにするため、アームと関連したスプロケットホイール６２８の駆動比は、マンドレル６１０と関連したスプロケットホイール６１８の半分である。即ち、代表的には、その周囲が他のローラーの半分である。
装置は、好ましくは、高温空気吹き付けノズル５６２と向き合ったローラー５７０をカッターブレード５５２の下流に更に含むということが観察されなければならない。
このローラー５７０は、マンドレル６１０に巻付けられる前に形成された積層体に対して最終案内を提供する。
積層体が押し付けられるローラー５７０の生成ラインは、上流ローラー５３４の生成ライン及びマンドレル６１０の生成ラインが画成する平面内にある。マンドレル６１０の生成ラインは、その短軸と対応する（マンドレルが図５に示すようにその長軸を上述の平面と平行にして配置された場合にこの生成ラインに積層体が押し付けられる）。
マンドレル６１０、アーム６２４、及び押さえローラ６２２が組み合わさって形成されたアッセンブリは、スライダー６３０に取り付けられている。所望の長さのスタックがマンドレル６１０に巻付けられた後、結果として得られた巻回体の取り外しを容易にするため、モジュール５００と近接した図１に示す巻付け位置とモジュール５００から離れた送出位置との間でこのアッセンブリを並進移動するのに適した駆動手段がこのスライダー自体と関連している。
上述のスライダー６３０は、供給ピンチローラー５３２及び５３４と近接した追加の一時的初期位置に移動することもできる。この際、これらのピンチローラーは、巻付けの開始時に積層体の前端を保持するために駆動ローラーとして作用する。ひとたび積層体を掴むと、スライダー６３０は、好ましくは、巻付けを適正に行うためにピンチローラー５３２及び５３４から遠ざかる方向に移動する。
巻付けを完了し、巻付けた積層体の外終端部がひらひらしないようにするため、マンドレル６１０は、好ましくは、巻付けた積層体が分割され且つ前記積層体が完全に巻付けられた後、完全に３６０°に亘って回転するように駆動され、この際、押さえローラ６２０は、手段５６０によって行われた上述の予熱によって巻回体の最終巻回部の結合を完了するため、この追加の回転中、巻回体に押し付けられた状態に維持される。適当である場合には、この加熱は、巻付け器ステーションＥに吹き付けられた高温の空気によって行ってもよい。
これにより、巻回体の終端部を接着剤を提供する必要なしに接着的に結合する。
図８に示すように、装置は、ローラー５７０とマンドレル６１０との間に引込み式の追加の押さえローラ５８０が更に配置されていてもよいということが観察されなければならない。このようなローラー５８０の機能は、切断時に積層体を動かないように保持し、ストリップの端部をマンドレル６１０に押し付けることができるようにすることである。ローラー５８０は、好ましくは、アクチュエータ５８６によって制御される揺動機器５８４にストリングブレード５８２を介して連結される。
積層体をマンドレル６１０に巻付けるとき、ローラー５８０は図８に示す位置に配置され、この位置では、移動する積層体が辿る経路から離れており、マンドレル６１０から離れている。巻付けの終了時に、積層体を切断した後、上述の揺動機器及び関連したローラー５８０を移動し、このローラー５８０を、ローラー６２０が当接した面とは反対側のローラー６１０の面に押し付ける。
マンドレル６１０が楕円形形状であるために全体に平らな形状で得られたこの巻回体を、次いで、マンドレル６１０から取り外し、ロボット又は任意の適当な等価の手段によって押さえステーション７００に取り出し、結果として得られた各巻回体を更に平らにする。
このようなロボットは、マンドレル６１０に巻付けられた電気エネルギー貯蔵セルを保持し、セルをマンドレルから抜き、様々な回転移動及び並進移動を行ってセルを押さえステーション７００に置くためのクランプを持つ空気圧ロボットによって構成されていてもよい。
本質的には、押さえステーションは、例えばセルを最終的に平坦化するための押さえアクチュエータ７１０によって形成されたプレスを含む。このプレスは、好ましくは、完成したセルについて、次のセルが巻付けられるのと平行して作動する。
結果として得られた巻回体の取り出しを容易にするため、装置は、マンドレルの長軸の長さを変化するように、及びかくして巻回体をマンドレル６１０に対して僅かに「緩め」、第１巻回部を外し、即ち前端を掴んだ状態を解放するように、マンドレル６１０を形成する二つのジョー６１２及び７１４の間に界面６１３と平行な方向に相対的往復動を与えるように、巻付けの終了時の限られた順序中に作用するのに適した手段を含んでもよい。
各巻回体は、次いで、所望の直列及び／又は並列形体で接続するのに必要な次の工程を行うためのマガジンに差し向けられる。このようなマガジン及び必要な直列及び／又は並列接続を行うための手段は、以下に詳細に説明しない。
上述のように、本発明の有利な特徴によれば、マンドレル６１０が供給する積層スタックの線型移動速度が一定であるように制御される一定でない角速度でマンドレル６１０を回転させる。
本発明は、この特徴によって、積層体に一定の牽引力が作用するようにでき、及び従って、積層体は、皺等の欠陥を生じることなくマンドレル６１０に良好に巻付けられる。
更に、積層体が一定の速度で移動するため、ストリップの加速や減速を吸収するための中間マガジンを巻付け器モジュールＥの上流に設ける必要がない。これにより、装置全体を占有容積が小さいコンパクトな形態にできる。
図２７では、太線が巻付けの開始時のマンドレル６１０の速度変化の曲線をプロットする。
同じ図２７で細線は押さえローラ６２０を支持するアーム６２４の速度変化の曲線を示す。
図２７において、マンドレル６１０及び押さえローラ６２０の相対位置が横軸の下に示してあるということが観察されるべきである。
更に詳細には、マンドレル６１０上に積み重ねられる積層体の厚さが増大することによる巻回体の半径の変化を、積層体が一定の線速度で移動することが保証されるように斟酌するため、マンドレル６１０の角回転速度を巻付け中に補正する。
かくして、図２８では、５．５ｍｍの厚さの積層体（例えば、巻回体の１９巻回分）を支持する場合のマンドレル６１０の速度変化の曲線を太線がプロットし、ローラー６２０の速度の変化についての対応する曲線を細線がプロットする。
図２７及び図２８の両方の横軸の下の参照符号ＰＡは、押さえローラ６２０がマンドレル６１０に押し付けられる角度範囲を示す。
図２７及び図２８を検討すると、マンドレル６１０の回転速度及び押さえローラ６２０を支持する機器６２４の回転速度は、積層体が小半径で巻付けられるとき（即ち巻付け半径がマンドレル６１０の短軸と同じ大きさである）、即ちマンドレル６１０が送出される積層体のセグメントと実質的に平行に延びるときに高い。この速度は、巻付け半径が増大するとき（及びマンドレル６１０の長軸に近づくとき）、即ちマンドレル６１０が積層体の供給セグメントに対して実質的に垂直方向に延びるときに低下する。
かくして、マンドレル６１０及び押さえローラ６２０の回転速度は周期的に変化し、３６０°の回転毎に二つのピークがある。この変化は、巻付け半径の変化と反比例する。
更に、押さえローラ６２０は、低速で回転されているときにマンドレル６１０に巻付けられた積層シートと接触し且つ接触状態を維持するということが観察されなければならない。これにより、押さえローラ６２０と巻付けたシートとの間に、及び従って、巻付けたシートの様々な重なった層間に良好な接触が保証される。
図２８は、巻付け作業の終了時と対応し、速度が小さな範囲に亘って変化することを示す。マンドレル６１０上で積み重ねられた積層体の厚さのため、巻付け半径の比は、巻付けの開始時よりも小さい。
かくして、セルを巻付けるとき、回転速度は、各回転で１８０°に亘って変化する。更に、一つの巻回部を巻付けるのに必要な時間が増大する。これは、マンドレル６１０上での巻回体の長さが一つの巻回部毎にマンドレル６１０に追加された厚さだけ大きくなるためである。
従って、巻付けが進むに従って速度及び加速度が徐々に減少する。
更に、図２９には、第１に、マンドレルの角度位置の関数としての巻付け半径の変化を示す滑らかな曲線Ｖ１、第２に前記角度位置の関数としての補正係数の変化を示す滑らかな曲線Ｖ２が示してある。
横軸は、０°乃至１８０°の角度範囲をカバーする。更に、上述の曲線の周期が１８０°であるため、１８０°乃至３６０°の範囲をカバーする。更に、左側の縦軸は、巻付け半径の大きさを提供し、右側の縦軸は、補正係数の大きさを提供する。
本発明者は、巻回体の厚さの変化を斟酌するため、マンドレルの角度位置の関数として、専ら剥き出しの巻回体半径の変化に基づく角度変化の速度における基本的変化Ｖ１に適用する必要がある補正係数を、マンドレル６１０の角度位置の関数として変化するこのような滑らかな曲線Ｖ２の形態で実施できるが、マンドレルに既に巻付けられた巻回数に拘わらず、任意の所与の角度について変化しないということを確認した。
図３０は、マンドレル６１０を駆動するモータを制御するために本発明に関して使用されたデータの一例を提供する表である。
図３０の表の最初の二つのコラムは、マンドレルの回転角度を提供する。
これらの二つのコラムは、夫々、０°乃至１８０°の角度範囲及び１８０°乃至３６０°の角度範囲と対応し、単一の巻回体巻回部の二つの連続した半回転の間に存在する対称性を表す。３６０°に亘って回転させた後にだけ、一回完全に巻付けられる。任意の一回転の巻付け時に、０°乃至１８０°及び１８０°乃至３６０°の二つの連続した半期間の各々中にマンドレルの両面に同じ厚さが形成される。
図３０の第３コラムは、剥き出しのマンドレル６１０の半径、即ち巻付けの開始時のマンドレルの半径を提供する。
図３０の第４コラムは、図２９に示した補正係数を提供する。
図３０のこれに続くコラム対は、連続した巻回体巻回部に関し、各巻回部について、一方のコラムが巻回体の半径を提供し、他方のコラムがマンドレル６１０の回転速度を提供する。
更に詳細には、図３０の表でわかるように、各巻回体の巻回毎に、巻回体半径ｒを以下の関係に基づいて計算する。
ｒ＝ｒ０＋（Ｆ・ｎ・ｅ）
ここで、
ｒ０は、剥き出しのマンドレル６１０の半径であり、
Ｆは、第４コラムで与えられた補正係数であり、
ｎは、現在の巻回数、即ちマンドレル６１０に巻付けられた巻回数であり、
ｅは、マンドレル６１０に巻付けられた積層体の厚さである。
次いで、マンドレル６１０の回転速度を以下の関係に基づいて計算する。
ω＝Ｖ／（２・π・ｒ）
ここで、
Ｖは、積層体の所望の一定の線速度であり、
ｒは、上で計算された巻回体の半径である。
実際には、マンドレル６１０を駆動するモータは、予め計算して適当なメモリーに記憶されたデータ、又は中央ユニット（マイクロプロセッサ及び関連したメモリー手段を含む）によって、第１にマンドレル６１０の形状の関数とした巻回体半径の変化についての関係に基づいて、及び第２にマンドレルに既に巻付けられた巻回体の厚さの関数として変化する前記半径で決まる補正半径に基づいて直接計算されたデータのいずれかに基づいて制御できる。
上文中に説明したように提供されたデータをマンドレル６１０の回転の各角度分に連続的に適用し、その駆動モータを制御する。
非限定的例として、毎分６ｍ（６ｍ／分）程度の線速度について、マンドレル６１０は約１８０ｒｐｍの速度、即ち毎秒約１０９０°（１０９０°／秒）の角速度に達し、千分の一秒に約１°（°／ｍｓ）のサンプリング速度を提供する。
１°の精度で作動するということは、モータについての基準速度を千分の一秒毎に約１回更新する必要があるということを意味する。
これに関し、モータは、アナログ／デジタルコンバータの取り扱いを回避するように、デジタルの速度基準を適用することを受容するように選択される。
当然のことながら、制御モジュールは、積層体の巻付けに用いられる手段を完全サーボ制御する。
上文中に言及した様々な軸線、及び詳細にはローラー１０４、２０４、３０４の軸線１２０、２０２、３０２、マンドレル６１０の回転軸線６１１、押さえローラ６２０の回転軸線、及び揺動アーム６２４の枢動軸線、フィルムと関連したローラー１２４、２２４、２４０、２５０、２２９、３２０、５２０、及び５５２の軸線、変向ローラー１１０、１１２、１１４、２２１、２２２、２１０、２１２、２２６、３１０、３１２、３１４の軸線、及び押さえローラ２６２、２６４、４００、４１０の軸線は、互いに平行であり、好ましくは水平である。
本発明の他の有利な特徴によれば、装置は、垂直方向隔壁９００によって二つの隔室に分けられたケースを含む。第１隔室は、制御された乾燥環境で上述の手段１００、２００、３００、４００、５００、６００、及び７００を全て収容し、これに対し第２隔室は関連した制御手段及びモータ駆動手段を収容する。上述の垂直方向隔壁は、上述の様々な回転軸線についての支持フレームを構成する。
適切である場合には、作動包囲体内に追加の乾燥空気流を提供できる。
本発明は、代表的には、約４ｍ乃至５．５ｍの長さの積層体のセグメントと対応して積層体を１６回乃至１９回巻付けることができ、全厚が約５．５ｍｍの巻回体を提供する。積層体の移動速度は、代表的には、２ｍ／分乃至１０ｍ／分の範囲内にある。有利には、約６ｍ／分である。
非限定的例として、本発明による装置は、５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの範囲の幅の積層ストリップを加工するようになっている。
本発明は、当該技術分野で現在提案されている手段と比較して多くの利点を提供する。 非限定的態様で、以下のように言及できる。
− 巻付けマンドレル６１０はほぼ平らな形状であり、平らにする場合に従来技術で遭遇した応力の発生をなくし、
− 積層体をオーブンで加熱することによって、及びカソード及びコレクタを形成する多数のシートをリチウム上で積層することによって、中間製品の取り扱いなしに、高品質の結合を行うことができ、これと同時に様々な層間の表面接触を最適にし、これによって、最終製品における様々な層間の作動時のイオン交換を改善し、
− 装置の全ての機能が自動制御され、各機能についての正確な設定及びパラメータにより、装置は再現性を以て実行し、品質が常に制御下にある。
一般的には、本発明の装置で使用されるホイール、巻付けローラー又は繰り出しローラーは全て、実行される巻付け順序に応じて駆動機能及び／又は制動機能を交互に行い、関連した全てのシート、積層体、及びフィルムに一定の牽引力を保証する。
上述のように、図３３は、本発明による装置の主手段の全体概略図である。
上述のように、本発明による装置は、マンドレル６１０の垂直断面を指令に応じて変化させるのに適した機械的手段を含む。
マンドレル６１０の断面に対する変更は、特に、巻付けられるべきシートの端部を巻付けの開始時に掴むため及び／又は巻回体の取り外しを容易にするために巻回体を全体に緩めるため、即ち巻回体とマンドレル６１０の外側面との間に所定量の隙間を形成するために使用できる。この機能は、例えば、マンドレル６１０の長軸の長さを制御下で小さくすることによって行うことができる。
マンドレル６１０が二つの相補的ジョー６１２及び６１４を含む場合にこのマンドレルの垂直断面を指令に応じて変更するための本発明の特定的手段を以下に更に詳細に説明する。
上述の手段は、マンドレル６１０の回転軸線６１１に対して横方向に延びる少なくとも一つの構成要素に沿ったジョー６１２及び６１４の相対変位を制御するように設計されている。
各ジョー６１２及び６１４は、夫々のジョーキャリヤ６５２、６５４に固定されている。これらのキャリヤは、マンドレル６１０の回転軸線６１１に対して偏心しているがこれに対して平行な夫々の軸線６５６、６５７を中心として回転自在にマンドレル本体６６０に取り付けられたシャフト６５３、６５５に各々しっかりと固定されている。更に詳細には、これらのシャフト６５３及び６５５は、マンドレル本体６６０に属するプレート６６１に回転するように取り付けられている。
シャフト６５３、６５５、及び従ってジョーキャリヤ６５２、６５４、及び関連したジョー６１２、６１４をマンドレル本体６６０に対して回転することにより、問題のジョーを他のジョーに対して移動するということは当業者には理解されよう。
この目的のため、各シャフト６５３、６５５は螺旋状に切削した歯車６５８、６５９を支持する。非限定的例として、歯車６５８、６５９の切削角度は約１７°である。
ジョーキャリヤ６５２、６５４に連結された歯車６５８、６５９は、二つの夫々の制御半シャフト６７０、６８０によって角度駆動される。
これらは様々な異なる方法で実施できる。
これらは、好ましくは、図３５乃至図４０に示すように行われる。
これらの図には、二つの半シャフト６７０及び６８０が示してある。これらの半シャフトは、マンドレル６１０の回転軸線６１１と一致するそれらの共通の回転軸線を含む長さ方向軸線方向平面を中心としてほぼ対称である。
半シャフト６７０、６８０は並置されており、マンドレル本体６６０に連結されたシース６６２内に配置されている。これらは、以下に説明する手段によって、それらの軸線と平行に並進移動されるように設計されている。
シース６６２は、マンドレル本体６６０を軸線６１１を中心として回転するように案内するためのスピンドルとして作用する。
各半シャフト６７０、６８０は、シャフトを備えた歯車６５８、６５９と噛み合うのに適した螺旋状歯車６７２、６８２が切削されたセグメントを一端に含む。
各半シャフト６７０、６８０は、更に、非円形断面の、例えば三角形断面（二つの半シャフト６７０、６８０の二つの隣接した三角形６７４、６８４が一緒になって正方形を形成する）のセグメント６７４、６８４を含み、これらはシース６６２の相補的断面のセグメント内に配置される。このようにしてなされた係合により、半シャフト６７０、６８０とシース６６２との間の相対回転が阻止されるが、その間の相対的軸線方向変位は許容され且つ案内される。
半シャフト６７０及び６８０の第２端部には拡大ヘッド６７６、６８６が設けられている。これらの拡大ヘッドの各々は半ディスクの形態である。これらのヘッド６７６、６８６の各々は、好ましくは、半シャフトを休止位置に向かって押圧する弾性部材を調節するための手段を支持する。この目的のため、各ヘッドは複数のハウジング６７９、６８９を有し、例えばヘッド毎に三つのハウジングが設けられ、これらのハウジングは均等な角度で分配されている。
更に好ましくは、各半シャフト６７０、６８０は、更に、第１に、歯車６７２、６８２に向かって面するヘッド６７６、６８６の側部に、並進案内するための円形の円筒形のセグメント６７５、６８５を含み、第２にヘッド６７６、６８６の反対側にこれらのヘッド６７６、６８６を越えて突出した終端部６７７、６８７を含む。
二つの半シャフト６７０及び６８０は、ジョー６１２及び６１４を互いに対して傾けることができるように、互いに対して並進移動できる。この目的のため、好ましくは、摺動シューが二つの半シャフト間に、この目的のため、半シャフト６７０、６８０間の界面に設けられたスロット６７１、６７３に配置される。
半シャフト６７０、６８０の終端部６７７、６８７は、図４１、図４２、図４３、及び図５３を参照して以下に説明する機械的手段８００によって、選択された複数の位置に選択的に押し付けられる。
二つのジョーキャリヤ６５２、６５４の各々を互いに独立して移動できるということが観察されなければならない。従って、２つのジョー６１２及び６１４の間の移動を非同期にできるように、互いに独立した二つの半シャフト６７０、６８０に同じことが適用される。このような非同期は、特に、巻付け作業を開始するときにストリップの新たな端部を掴むため即ち保持するために必要とされる。
上述のシース６６２が構成するスピンドルは、スライダー６３０と関連したベアリング６３４に回転自在に取り付けられ、２つのボールベアリング６３５及び６３６が装着してある。スピンドル６６２は、マンドレル６１０から反対側の後端で、駆動はめ歯ベルト６４０と協働するスプロケットホイール６１８（図２２参照）を支持する。
ハウジング６７９、６８９が半シャフト６７０、６８０のヘッド６７６、６８６に形成されているため、スプロケットホイール６１８は多くの凹所６１９を有する。
非限定的例では、６つの凹所６１９がハウジング６７９、６８９と整合して設けられている。
各ハウジング６１９は、圧縮ばね６９０を収容している。かくして、これらのばね６９０はスプロケットホイール６１８と半シャフト６７０、６８０のヘッド６７６、６８６との間に配置される。従って、ばね６９０は半シャフト６７０、６８０をジョーキャリヤ６５２、６５４から遠ざかる方向に押圧する。換言すると、ばね６９０はジョー６１２、６１４を閉鎖位置に向かって自動的に押圧する。図４１、図４２、図４３、及び図５３を参照して以下に詳細に説明する機械式手段８００は、半シャフト６７０、６８０に逆の作用を加える。これらの機械式制御手段８００は、付勢されたとき、半シャフト６７０、６８０をジョーキャリヤ６５２、６５４に向かって押圧する。
ばね６９０が及ぼす力は、ヘッド６７６、６８６のハウジング６７９、６８９と係合したねじ６９２によって調節できる。従って、ねじ６９２を調節することによって、ジョー６１２、６１４によって及ぼされる掴み力を調節できる。
図３４は、内部ベアリング手段を介してその軸線６２２を中心としてアーム又はベース６２４に回転自在に取り付けられた押さえローラ６２０を示す。好ましくは、及び図３４でわかるように、押さえローラ６２０をその軸線６２２を中心として回転するための手段は、押さえローラ６２０を巻回体の外面にぴったりと押し付けるようにローラー６２０を自動的に位置決めできるようになったヒンジ止めされたハブ６２３によって形成される。詳細には、ヒンジ止めされたハブ６２３は、ローラー６２０を或る程度角度的に揺動できるように、互いに近づけられた、ローラー６２０の中心（長さ方向で計測した中心）に位置決めされた二つのベアリングによって形成されていてもよい。
アーム６２４は、それ自体、上述の軸線６２２と平行であり且つこれに対して偏心した軸線６２５’を中心として回転するように取り付けられている。更に詳細には、アーム６２４は軸線６２５’を中心として回転するようにエレメント６９３に取り付けられている。これは、第１巻回と最終巻回との間でのマンドレル６１０の巻回体の厚さの変化を補償するため、スライダー又は主キャリッジ６３０に対して移動自在の小さなキャリッジを形成する。
アーム６２４を軸線６２５’を中心として回転駆動するための様々な手段を提供できる。アーム６２４をマンドレル６１０の二倍の回転速度で駆動するのが好ましいということを想起しなければならない。
添付図面に示す特定的であり且つ非限定的実施形態では、アーム６２４は、軸線６２５’上に中心を置くシャフト６９４に固定されており、上述の小さなキャリヤ６９３に回転するように取り付けられている。
スプロケットホイール６２８を図２２に示す駆動ベルト６４０と協働するように支持する第二シャフト６９５は、軸線６２５を中心として回転するように、スライダー６３０と関連したスペーサに取り付けられている。
更に、等速継手６９６が駆動シャフト６９５の出口と、アーム６２４に連結された被駆動シャフト６９４の入口との間に配置されている。
等速継手６９６の機能は、マンドレル６１０上の巻回体の厚さが増大するにつれてシャフト６９４をそれ自体と平行に及びシャフト６９５に対して移動できるようにすると同時に、駆動シャフト６９５と被駆動シャフト６９４との間を正確に回転連結された状態を維持することである。
主スライダー６３０に対する小さなキャリッジ６９３の変位は、任意の適当な手段によって、好ましくはアクチュエータ６４４によって制御される。アクチュエータ６４４の本体は、６４５のところでスライダー６３０にヒンジ止めされる。そのロッド６４６は、ベルクランク６４７の第１端にヒンジ止めされている。ベルクランク６４７の第２端部はキャリッジ６９３にヒンジ止めされている。ベルクランク６４７の中央部はリンク６４８にヒンジ止めされており、このリンクは、更に、スライダー６３０に枢動するように取り付けられている。
かくして、小さなキャリッジ６９３とアクチュエータ６４４との間の協働により押さえローラ６２０をマンドレル６１０上の巻回体に押し付ける。非限定的例として、巻付けられているシート上でのローラーの変位中、スライダー６３０に対する、及び従ってマンドレル６１０の回転軸線６１１に対する小さなキャリッジ６９３の移動ストロークは、第１巻回については約３ｍｍであり、最終巻回では約８．５ｍｍである。剥き出しのマンドレルでの元来の位置と完成した巻回体を支持する位置との間のこのストロークの相違は、かくして、アクチュエータ６４４及び小さなキャリッジ６９３の並進ストロークによって補償される。
代表的には、しかし非限定的例として、等速継手６９６は、マンドレル６１０に向かう衛星押さえローラ６２０の半径方向移動の作動ストロークを実施できるように、シャフト６９５及び６９４の平行な軸線６２５及び６２５’の間で半径方向に約２５ｍｍオフセットできるように設計されている。
要約すると、スプロケットホイール６２８は、等速継手６９６を介してシャフト６９４に回転を伝達する。シャフト６９４は、衛星ローラー６２０の中央ベアリングを支持するアーム２６４にその回転を伝達する。このローラーのベアリングには、巻付け中にロッカ６２０を巻回部に対して自動的に整合できるように、ロッカシステムが軸線６２２を中心として嵌着されている。
更に、衛星押さえロッカ６２０は、小さなキャリッジ６９３によってマンドレルのスライダー６３０の内側に支持されている。スプロケットホイール６２８と６１８との間の１：２の比のため、アーム６２４及び付随した押さえローラ６２０がマンドレル６１０の２倍の速度で回転し、かくして押さえローラ６２０をマンドレルの半回転毎に巻回体に押し付ける。
マンドレル６１０に対する衛星ローラー６２０の前後移動は、ベルクランク６４７及び複動式空気圧アクチュエータ６４４によって行われる。
要約すると、
− スライダー６３０は、機械のフレーム及びローラーに対し、巻回体の始部を保持するためにローラー５７０に近接した位置と、これから離れた、巻付けを開始できる位置との間で水平方向に並進移動できる。スライダーは、マンドレル本体６６０、マンドレル６１０、半シャフト６７０及び６８０、押さえローラ６２０、及びこれに連結された手段を支持し、
− 更に詳細には、押さえローラ６２０は回転アーム６２４を介してキャリッジ６９３に取り付けられており、このキャリッジはスライダー６３０に対して並進移動でき、
− マンドレル本体６６０はマンドレルジョーキャリヤ６５２、６５４を支持し、これらのキャリヤはジョー６１２、６１４を支持し、マンドレル本体６６０は軸線６１１を中心として回転するようにスライダー６３０に取り付けられており、スプロケットホイール６１８によって駆動され、
− ジョーキャリヤ６５２、６５４及びこれと関連した従ってジョー自体６１２、６１４は、夫々の軸線６５６、６５７を中心として回転自在に本体６６０に取り付けられており、
− 最後に、半シャフト６７０、６８０を本体６６０に並進移動するように取り付ける。各半シャフト６７０、６８０がマンドレル本体６６０に対して並進移動することにより、歯車６５８、６５９に設けられた螺旋状ねじ山と歯車６７２、６８２との間の協働を介してジョーキャリヤ６５２、６５４を回転させ、及び従って、これらのジョーキャリヤに連結されたジョー６７０、６８０をマンドレル本体６６０に対して回転させ、及びかくしてジョー６１２、６１４を互いに対して移動する。
次に、半シャフト６７０、６８０を制御下で変位するように設計された、図４１、図４２、図４３、及び図５３に示す機械式制御手段８００の構造を説明する。
手段８００の機能は、半シャフト６７０、６８０について、及び従って、ジョー６１２、６１４について複数の相対的位置を正確に定めることである。
手段８００は、好ましくは、ジョー６１２、６１４の休止位置の他の四つの正確な相対的作動位置を確保するように設計されている。これらの様々な位置、及びこれらの位置を得るために実施される手段を図５１、図５２、及び図５３を参照して以下に説明する。
更に詳細には、機械式制御手段８００は、各半シャフト６７０、６８０を個々に制御するように、及び従って各ジョー６１２、６１４を個々に制御するように設計されている。
機械式手段８００は、好ましくは、例えば巻付けのためにストリップを保持するとき及び巻回体を解放するときにジョー６１２、６１４を開閉するために二つのジョー６１２、６１４間を相対的に傾斜させるか或いは、巻回体を取り出す最終段階中にマンドレルの長軸及び短軸の長さを変化させる（マンドレルを張り出させる）ように二つのジョー６１２、６１４の間で平行に相対的に変位させるかのいずれかを順次行うようになっている。
二つのジョー６１２、６１４間を相対的に傾斜させるため、制御手段８００は、二つの半シャフト６７０、６８０を相対的に並進変位させる。
この目的のため、様々な手段を提供できる。
本発明の好ましい実施形態では、二つの半シャフト６７０、６８０は長さが異なっており、更に詳細には、ヘッド６７６、６８６の後側から延びる二つの半シャフト６７０及び６８０の夫々の終端部６７７及び６８７が、図３５でわかるように、好ましくは長さが異なる。
半シャフト６８０に作用していない場合に半シャフト６７０の長い方の終端部６７７に作用することにより、ジョーキャリヤ６５０だけを回転し、及び従って、ジョー６１２だけを本体６６０に対して回転するということは、当業者には理解されよう。これは、ロッド８１２が半シャフト６７０と向き合って配置されたアクチュエータ８１０を使用して駆動できる。
これとは対照的に、二つのジョー６１２、６１４を互いに平行な位置に維持しながらこれらのジョーを相対的に変位するため、機械式制御手段８００は両半シャフト６７０、６８０を同じストロークに亘って移動しなければならない。
この目的のため、様々な手段を設けることができる。
添付図面に示す実施形態では、手段８００は、この目的のため、軸線８２２を中心として枢動するようにスライダー６３０に取り付けられたロッカ８２０又はヒンジ止めされたプッシャを含む。ロッカ８２０は、それ自体、軸線８２２と平行であり且つ好ましくはこの軸線と一致する軸線を中心としてスライダー６３０にヒンジ止めされた三つのレバー８３０、８４０、及び８５０によって駆動される。各レバー８３０、８４０、８５０は、それ自体、クレビス型連結部８３２、８４２、８５２の夫々を介して、関連したアクチュエータ８３４、８４４、８５４の夫々のロッドによって駆動される。
ばねがレバー８３０、８４０、８５０を休止位置に向かって押圧する。休止位置では、ロッカ８２０は半シャフト８７０、８８０に作用しない。これとは対照的に、アクチュエータ８３４、８４４、８５４が、ロッカ８２０を半シャフト８７０、８８０に向かって移動させる方向に、レバー８３０、８４０、８５０を押圧する。ロッカ８２０の作用位置が三つのレバー８３０、８４０、８５０のうちの最大のストロークに亘って移動させた一つのレバーによって定められるように、ロッカ８２０それ自体をレバー８３０、８４０、８５０の各々に対して移動できる。
更に詳細には、添付図面に示すように、二つの長い側レバー８３０、８５０は、好ましくは、比較的短い中央レバー８４０の両側に設けられている。
ロッカ８２０は、半シャフト６７０、６８０のヘッド６７６、６８６に直接当接できる。しかしながら、ロッカ８２０とヘッド６７６、６８６の後面との間に配置されたリング８６０（図４１参照）を提供するのが好ましい。リング８６０は終端部６７７、６８７を取り囲む。
かくして、半シャフト６７０、６８０に対して二つの独立した制御装置が設けられる。一方の制御装置は、半シャフト６７０と関連しており、アクチュエータ８１０によって駆動される。他方の制御装置は両半シャフト６７０及び６８０と関連しており、アクチュエータ８３４、８４４、８５４によってレバー８３０、８４０、８５０、ロッカ８２０、及びリング８６０を介して駆動される。
マンドレルの全体としての作動を添付の図４４を参照して以下に説明する。
当然のことながら、この説明は、単なる非限定的例として提供される。
巻付けを行うため、互いに向かって移動する二つのジョー６１２、６１４によってストリップの始部を掴む。この掴み動作は、シャフトを備えた歯車６５８、６５９によって上述のジョーキャリヤ６５２、６５４自体を角度的に回転させることによって行われる。これらの歯車自体は、二つの半シャフト６７０、６８０を軸線方向並進移動することによって回転される。この軸線方向並進は、上述の６個のばね６９０に調節自在に負荷を加えることによって行われる。
更に詳細には、ストリップの掴み及びジョー６１２、６１４の閉鎖は図４４Ａ乃至図４４Ｆに示す移動を行うことによってなされる。
元来、ジョー６１２、６１４は、ストリップに対して対称であるように図４４Ａに示す位置に割り送りされる。マンドレルを支持するスライダー６３０が、ガイドローラー５７０から来入するストリップの出口に近づく。
図４４Ｂに示すように、ローラー５３２、５３４を作動し、ストリップをジョー６１２、６１４に向かって、例えば約４０ｍｍの距離に亘って前進させる。
図４４Ｃに示すように、アクチュエータ８１０のロッドを引っ込めることによってジョー６１２、６１４を平行位置に戻す。図４４Ａ及び図４４Ｂの二つの工程中、マンドレルの角度位置は、好ましくは同じままであるが、図４４Ｃに示す工程に移行するためにマンドレルが角度的に再位置決めされるということが観察されなければならない。例として、角度位置は、図４４Ａ及び図４４Ｂの随意の基準に対して３４８°及び図４４Ｃの３５１°であってもよい。
図４４Ｄ、図４４Ｅ、及び図４４Ｆに示すように、ジョー６１２、６１４は、次いで、アクチュエータ８４４、８５４、及び８３４のロッドを連続的に引っ込めることによって互いに向かって徐々に移動される。この場合にも、ジョー６１２、６１４間の界面の平面が最適の位置に維持されるように、ジョーを角度的に連続的に再設定するのが好ましい。上述の基準に対し、図４４Ｄの位置は３５６°であってもよく、図４４Ｅの位置は３６８°であってもよく、及び図４４Ｆの位置は０°であってもよい。
マンドレルは、次いで、スライダー６３０をガイドローラー５７０から遠ざかる方向に移動した後、図４５に示す位置で巻付けを行う準備ができる。
次いで、マンドレルを、その速度を調節するための上文中に説明した考えに従って回転させることができる。
この巻付け中、図４６に示すように、巻付け中にストリップを保持してこれに牽引力を加えるため、上流ローラー５３２、５３４を、好ましくは、制動作動させる。
マンドレルの回転は、図４７Ａに示すように、巻回体の最終巻回の最初の部分まで続行される。
巻付け中及びマンドレルの回転中、図４６に示すように、マンドレルが５８°の位置にきたときに衛星押さえローラ６２０を作動し、及びかくして押さえを巻回体と接触できるようにし、水平方向軸線方向を中心として前記５８°と対称な位置、即ち６４°にくるまで接触状態を維持し、その後、次の半回転について同じ方法で再度開始するために離れる。
巻付け中、ジョー６１２、６１４は、巻付けが完了するまでクランプ位置にとどまる。この位置では、二つのジョー６１２、６１４からなる組は、長軸が展開した組み合わせ断面を構成する。
図４７Ａは、巻回体の最後の全巻回の終了時でのマンドレル６１０上での押さえローラ６２０の位置を示す。この位置は、押さえローラ６２０を巻回体から遠ざかる方向に移動する前の位置である。
最終巻回は、図４７に示すように、好ましくは、ストリップに張力が加わった状態でマンドレル６１０及び二つのピンチローラー５３２、５３４を所定位置に保持するストップと対応する第１工程で始まる。この位置では、押さえローラ６２０は、好ましくは、５８°の下位置に置かれ、図４７Ｂに示すように巻回体と接触している。
その後、図４７Ｂ、図４７Ｃ、及び図４７Ｄを比較することによってわかるように、アクチュエータ５８６を作動することによって引込み式ローラー５８０を下げる。図４７Ｄに示す位置では、引込み式ローラー５８０は、巻付けたシートをマンドレル６１０に対して保持する。ヒートシールバー５６２を付勢し、高温空気を吹き付け、巻回体の最終端部の温度を上昇し、これを次いで下に張り付けることができるようにする。
高温空気は、好ましくは、所定長さの時間に亘って吹き付けられる。図４７Ｅに示す工程では、アクチュエータ５５６によってカッターブレード５５２を移動し、巻回体の末端を図４７Ｆに示すように切断する。次いで、ブレード５５２を引っ込める。
その後、ローラー５８０がマンドレルに押し付けられたまま、マンドレル６１０を連続的に回転させる。
図４８に示すように、所与の角度位置、例えば９°まで、ローラー５８０を押し付けながらマンドレル６１０を回転した後、押さえローラ５８０を持ち上げる。
マンドレルは、好ましくは完全に一巻回に亘って回転し続け、衛星ローラー６２０は、巻回体の最終巻回部を平らにするその作用を、マンドレルが３５６°の基準角度に達するまで続行する。次いで、マンドレルは図４９に示す位置にくる。次いで、巻回体の第１巻回部をマンドレルの外側面から分離するため、ジョー６１２、６１４によって一連の開放サイクル及び閉鎖サイクルを行い、巻回体をこれに続いて抜き出し易くする。この最後の工程を図５０に概略に示す。
これらの交互の開放サイクル及び閉鎖サイクル中の二つのジョー６１２、６１４の相対変位は、アクチュエータ８３４、８５４を制御することによって二つの半シャフト６７０、６８０を軸線方向に変位することによって行われる。半シャフト６７０、６８０をマンドレル６１０に向かって移動するとき、これらのシャフトは、シャフトを備えた歯車６５８、６５９をジョーキャリヤ６５２、６５４とともに回転駆動し、及びかくしてジョー６１２、６１４自体を回転駆動する。
図５１Ａ、図５２Ａ、及び図５３Ａは、休止位置におけるジョーキャリヤ６５２、６５４の位置、ジョー６１２、６１４の位置、ロッカ６２０の位置、レバー８３０、８４０、８５０の位置を示す。二つのジョー６１２及び６１４が接触したこの位置は、ストリップを巻付けるために巻付けを回転する際に使用される位置である。
好ましくは、及び上述のように、半シャフト６７０、６８０を摺動させ、参照符号Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥを付した図５１、図５２及び図５３に示す位置と夫々対応する四つの特定の作用位置をとる。
これらの二つの追加の位置の各々は、上述の四つのアクチュエータ８１０、８３４、８４４、及び８５４によって調節できる。
空気圧エネルギーは、アクチュエータのスラスト力を制御するのに役立ち、及びかくしてジョーを移動するのに用いられる機構を保護するのに役立つ。
更に詳細には、
− 図５１Ｂ、図５２Ｂ、及び図５３Ｂに示す位置は、巻回体の内側巻回部をマンドレル６１０の外側面から分離するのに使用される（この位置では、二つのジョー６１２及び６１４の内側面は平行であり、最大に離間されている）。
− 図５１Ｃ、図５２Ｃ、及び図５３Ｃに示す位置は、巻回体を引き出すのに使用される（この位置では、二つのジョー６１２及び６１４の内側面は平行であり、ストリップの取り出しを開始できるように間隔が隔てられているが、この間隔は、巻回体の最内巻回部がマンドレル６１０の外側面にくっつかないようにするため、Ｂを付した図面における間隔よりも小さい）。
− 図５１Ｄ、図５２Ｄ、及び図５３Ｄに示す位置は、新たに巻付けを開始するためにストリップの始部を保持するための開放に先立って行われる中間工程である（二つのジョー６１２及び６１４の内側面は間隔が隔てられており、これらのジョーは、前の図で取った位置に対して傾斜している）。
− 図５１Ｅ、図５２Ｅ、及び図５３Ｅに示す位置は、ストリップの始部を掴むのに使用される（ジョー６１２及び６１４の内側面は間隔が隔てられており、互いに対して傾斜しており；供給ローラー５７０に向かって開放したテーパスロットを形成する）。
図５１Ｂ、図５２Ｂ、及び図５３Ｂに示す位置により、ジョー６１２、６１４の長軸を大幅に短くできる。かくして、巻回体を外に張り出させることができる。この位置は、アクチュエータ８５４がリング８６０を例えば７．５ｍｍの距離に亘って押し付け、ジョー及びジョーキャリヤの各々を所与の角度、例えば７．５°に亘って移動することによって得られる。
図５１Ｃ、図５２Ｃ、及び図５３Ｃに示す位置は、アクチュエータ８３４を、例えば４．５ｍｍの軸線方向ストロークに亘って作動し、ジョー及びジョーキャリヤを制御された角度、例えば各々４．５°に亘って移動することによって得られる。
図５０に示す上述の順序中、ジョー６１２、６１４と巻回体の第１巻回部との間の付着を断つため、図５１Ｂ、図５２Ｂ、及び図５３Ｂに示す位置から図５１Ｃ、図５２Ｃ、及び図５３Ｃに示す位置まで連続的に数回通過できる。
マンドレル６１０の最終位置は、好ましくは、図５１Ｃ、図５２Ｃ、及び図５３Ｃに示すように、ロボット７００によって巻回体が抜き出されるのを待機する位置である。
それにも拘わらず、巻回体を抜き出す前に、マンドレルは、好ましくは、ジョーの開放により生じた角度オフセットを補償するために角度補正を行うということが観察されなければならない。ロボット７００は、好ましくは、巻回体を水平位置で取り出すようになっている。このことは、マンドレルを構成する平らな付形体のチップを前記水平位置に置かなければならないということを意味する。
巻回体を抜き出した後、新たな巻回体を形成するためにストリップの始部を受け取るため、マンドレルは自然に準備ができ、その非対称な、ジョーを一杯に開放した位置に移動する。
この準備順序は、図５１Ｄ、図５２Ｄ、及び図５３Ｄに示す位置、次いで図５１Ｅ、図５２Ｅ、及び図５３Ｅの位置を連続的に通過させることによって行われる。
図５１Ｄ、図５２Ｄ、及び図５３Ｄに示す位置は、代表的には約１３ｍｍの長さに亘ってスラストリング８６０を押し、及びかくして各ジョー６１２、６１４を代表的には約１３°に亘って回転させるアクチュエータ８４４の作用による。
その後、マンドレルは、アクチュエータ８３８自体を作動させたまま、アクチュエータ８１０を作動することにより、図５１Ｅ、図５２Ｅ、及び図５３Ｅに示す位置に通過する。これにより、ジョー６１２、６１４を図５２Ｅに示すように最大に開放する。図４４Ａを参照して上文中に説明したようにストリップを非対称に保持するため、二つのジョー６１２、６１４が形成するクランプが水平軸線方向を中心として対称であるように、マンドレルの配向を、例えば３４８°の位置をとるように制御することにより、この位置を割り送りしなければならない。
上述の手段の相対変位は、任意の適切な手段によって制御できる。
図３４は、スライダー６３０に対するマンドレル本体６６０の回転移動を制御するため、マンドレル本体６６０によって支持された検出エレメント６６３の移動経路に面した、キャリッジ６３０によって支持されたセンサ６３２を示す。
ジョー６１２、６１４の相対変位を制御するための手段は、キャリッジ６３０との並進移動を可能にするため、上述の二つの隔室を分離するフレームの垂直隔壁に形成された開口部を通過する。
当然のことながら、本発明は、上述の特定の実施形態に限定されず、その精神に従って任意の変形例を含む。
プロセス環境に何らかの化学物質が入り込まないようにするため、フィルムを、上文中に説明したように、ブレードによって機械的に除去するのが好ましいけれども、変形例では、積層体の外側面と対応するフィルムとの間の界面に噴射した溶剤の噴流を使用することによってフィルムを積層体から除去することができる。
本発明の装置は、更に、空気、好ましくは常温の空気の噴流をフィルムと積層体との間の開きゾーンに適用するための手段を含むフィルム除去手段を含んでもよい。フィルムは、この開きゾーンから除去される。
同様に、高温空気循環オーブンをヒーターローラーに代えてもよい。
上文中に説明した添付図面は、一つの層、二つの層、及び三つの層を夫々含む、最初は分離されており且つ予め準備された三つの基本的積層体をその場で積み重ねることによって最終的に６層積層体を得る実施形態に関する。それにも拘わらず、変形例では、本発明に関し、適当な機械で予め形成したこのような６層積層体をマンドレル６１０に直接供給することが考えられている。このような場合には、好ましくは、リチウムアノードが積層体と一体化してある。更に別の変形例では、本発明に関し、様々な基本的積層体自体を単層シートを使用して本発明の装置でその場で形成することができる。
上文中に説明した様々なカッター機構に代えて、任意の等価の手段、例えばレーザーを用いた手段を使用してもよい。
適切である場合には、マンドレル６１０の回転によって往復動ブレード５２４を機械的に又は電気的に駆動でき、その結果、ブレード５２４によって形成された連続した切断部のピッチは巻回体に沿って全て正確には等しくないが、マンドレル６１０の角度位置の関数であり、かくして各切断の開始及び終了をトリガーする。これにより、切断部が巻回体の共通のセクタと重なり、半径方向で少なくとも大まかに整合する。
マンドレル６１０は、様々な方法で実施できる。
図５４は、マンドレルが単一の部品で形成された変形例を示す。この部品６１０は、上述の二つのジョー６１２、６１４の組み合わせによって画成されたマンドレルと同様の垂直断面形状を有する。しかしながら、図５４を検討すると、この図には、巻付けられるべきストリップの端部を受け入れるための前記単一の部品の直線状のスロット６１９が示してある。
代表的には、このスロット６１９は、マンドレル６１０の長さの一部だけに亘ってそのテーパ端と平行に、実質的にこれらのテーパ端の中心間を延びている。
ストリップの端部をスロット６１９と係合できるようにするためにスロット６１９を連続的に開放し、次いで巻付けを行うことができるように及び／又は巻回体を「自由にする（ａｉｒｅｄ）」ように、スロットを閉鎖できるようにするための任意の適当な手段がこのようなマンドレルと関連する。
非限定的例として、巻回体を自由にするため及び巻回体を抜き出すことができるようにするため、ロボット７００によってスロット６１９の両側の二つのマンドレル部分を互いに向かって移動することができる。
図５５Ａ及び図５５Ｂは、マンドレルの別の変形例を示す。
この変形例では、マンドレルは、互いに対して回転軸線６１１と平行に移動できる複数の部品で形成されており、これらの部品は、図５５Ａに示す作用位置では、上述のマンドレルと同じ包絡線を協働して形成し、テーパした垂直断面を提供する。
詳細には、図５５に示す非限定的実施形態では、マンドレルは、かくして三つの部品で形成されている。これらの部品には、二つの横部品１６１２及び１６１４及びこれらの間の中央部品１６１０が含まれる。変形例では、マンドレルは二つのこのような部品だけを含んでもよい。更に、これらの部品１６１０、１６１２、１６１４の各々の回転軸線６１１に対して横方向に計測した「半径方向」寸法が、前記軸線と平行なその長さに沿って変化するということが観察されなければならない。更に詳細には、中央部品１６１０の半径方向寸法は、横部品１６１２及び１６１４とは逆方向に変化する。
図５５Ａ及び図５５Ｂを比較すると、部品１６１０を任意の適当な手段によって部品１６１２及び１６１４に対して軸線６１１と平行に変位したとき、マンドレルの断面の大きさ即ちこの断面の長軸が変化する、ということは当業者には理解されよう。
図５５Ａ及び図５５Ｂに示すマンドレルは、別の特徴を示す。即ちこれらの部品のうちの少なくとも一つ、例えば中央部品１６１０に、オリフィス１６１３でできた格子を介して外側表面に開放したキャビティが設けられている。かくして、部品１６１０の内部のキャビティを吸引手段に連結することによって、テープの端部を、巻付けのため、マンドレル６１０に吸引力によって押し付けることができる。
図５５は、部品１６１０、１６１２と１６１４との間の並進移動を案内するためのあり継ぎ型の手段を示す。当然のことながら、任意の等価の案内手段を使用できる。
図５６は、マンドレルが複数の部品の組み合わせによって形成された別の変形例を示す。これらの部品には、例えば、中央部品１６１０、及び回転軸線６１１と平行な少なくとも一つの成分で互いに対して移動できる二つの横部品１６１２及び１６１４が含まれる。更に詳細には、図５６に示す実施形態において、横部品１６１２及び１６１４は共通の支持体１６１５にヒンジ止めされており、共通の支持体に対して回転軸線６１１と平行に移動自在の中央部品１６１０には、横部品間の間隔を変化させる楔効果がある。
図５７は、マンドレルが特に図２を参照して上文中に説明したのと同じ断面を備えているが、ジョー６１２、１６４の相対変位の制御が簡単になった変形例を示す。ジョー６１２、６１４の相対変位の制御は、これらのジョー６１２、１６４が、界面６１３の平面と平行でない方向で、即ち図５７で参照符号Ｔを付した、ジョーの界面６１３に対して斜めの軌跡に沿って、互いに平行に並進移動だけを行うように保持することによって簡単になる。
当然のことながら、本発明は、図２に示すマンドレルの特定の紡錘形状に限定されない。
例えば、図５８には、隅部に丸味を付けた全体に矩形の垂直断面を持つマンドレルを互いに画成する二つのジョー６１２、６１４によって形成されたマンドレルが示してある。
図５５は、部品１６１０、１６１２、及び１６１４を回転軸線６１１と平行に相対的に変位することによって垂直断面を変更できるマンドレルを示す。
二つの横部品１６１２、１６１４を軸線６１１及び中央部品１６１０に向かって及びこれから遠ざかるように半径方向に移動することによって、マンドレル６１０の垂直断面を、詳細にはマンドレルの垂直断面の長軸を変更することも考えられる。
マンドレルの上述の様々な実施形態は、連続した巻付け面を画成する部品を含む。
変形例では、縁部６１５、６１６を備えた二つの別々の部品１６１２及び１６１４の形態の、マンドレルの中央部品がない、図５９に示すマンドレルを形成することが考えられる。これらの部品１６１２及び１６１４は、好ましくは、回転軸線６１１に対して半径方向に移動され、マンドレルの長軸を小さくすることによって巻回体の取り出しを容易にする。
添付の図６０を参照し、本発明による駆動サーボ制御手段を以下に更に詳細に説明する。
本発明のこの特徴では、積層シートを駆動するための手段、及び積層シートを巻付けるための手段を含む、電気エネルギー貯蔵セル製造装置において、前記駆動手段は、マスター対及びスレーブ対を夫々構成する少なくとも一対の駆動手段を含み、前記マスター駆動手段は、積層シートの移動路で前記スレーブ駆動手段の下流に配置され、スレーブ駆動手段をサーボ制御するための制御手段がマスター駆動手段に設けられていることを特徴とする電気エネルギー貯蔵セル製造装置が提供される。
この配置により、上流に配置されたフィーダー手段からのサーボ制御信号によって駆動手段を全体に制御する従来技術の状況を改善できる。
図６０は、マンドレル６１０、ローラー対５３２、５３４、検出−同期ローラー５１２、積層ローラ対４００、４１０、供給リール１０４、２０４、３０４（このうち、代表的には、リール２０４がリチウムシートを送出するのに対し、リール１０４及び３０４は、夫々、三層積層体及び二層積層体を送出するが、必ずしもそうでなくてもよい）、及びピンチローラー対２６２及び２６４を示す。
マンドレル６１０はリールの組の制御部材である。マンドレルは、制御モジュール６０１からその基準速度を受け取る。
積層体を形成するシートについての全ての移動パラメータは、マンドレル６１０からの指令に基づいて調節される。
ローラー５３２及び５３４からなるモータ駆動対は、前縁をマンドレル６１０まで運ぶため、巻付け作業の開始時に駆動モードで制御される。
しかしながら、積層シートをマンドレル６１０に適正に巻付けるとき、ローラー５３２及び５３４のこの対は、ブレーキとして作動するように制御される。かくして、基準値と対応する選択された一定の牽引力を積層シートに及ぼす。ローラー対５３２及び５３４は、制御モジュール５３３からその制動トルク基準値を受け取る。
ローラー対５３２及び５３４には、このローラー対にマスター機能を与えることができる駆動モータ及びギヤボックスユニットに取り付けられた増分エンコーダ５３５が装着してある。
ローラー対５３２及び５３４の上流に配置された積層ローラー対４００、４１０にもエンコーダ４１１が装着してある。このローラー対４００及び４１０は上述のローラー５３２及び５３４に対してスレーブとして制御される。これは、駆動モードで作動する。
更に詳細には、ローラー対５３２及び５３４と関連したエンコーダ５３５は、前記ローラー５３２及び５３４間を走行するストリップの長さを計測する。
対応する長さ情報を積層ローラー対４００、４１０にモジュール１０１０を介して適用し、それ自体の関連したエンコーダ４１１の制御下で同じ長さのストリップを送出する。
交互同期ローラー５１２がローラー対５３２及び５３４と４００及び４１０との間に位置決めされる。このローラーは短い距離に亘って移動でき、ストリップが上述の二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間で良好に接触するように、調節自在の力が加えられる。
その役割は、二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間での移動の同期を損なう可能性がある微小な滑りや外乱を監視することである。
これを行うため、ローラー５１２のエンコーダ５１３はローラー５１２の枢軸に位置決めされる。これは、ローラー５１２の角変位を検出するのに役立つ。
エンコーダ５１３は、二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間の同期が完璧のままである限り、関連しない。しかしながら、同期を損なう場合がある微小な滑りや外乱が生じた場合には、ローラー５１２が枢動され、エンコーダ５１３が関連する。
エンコーダ５１３はモジュール１０１０に接続されている。かくして、同期ローラー５１２は、エンコーダ５１３を介して、ローラー４００及び４１０のスレーブ対の線型送出速度に例えば±１０％の補正を送出する。
積層ローラー対４００及び４１０の送出速度を補正するための±１０％の範囲は、新たなリール１０４、２０４、及び３０４を機械に装填した後の開始時に特に有用である。リールを装填するオペレータがシートと係合し、ローラー５１２の初期位置を知ることも注意を払うこともなく、これらのシートを搬送する。
定常状態では、提供される補正は非常にゼロに近く、微小な滑りを取り扱うのに役立つに過ぎない。
ストリップの移動速度でなく、送出されたストリップの長さに基づいて制御を組織化するように選択することによって、ローラー対５３２及び５３４、及び４００及び４１０によって表された電気軸線間で直線補間を正確に且つ連続的に行うことができるシステムが得られる（「電気軸線」という用語は、ローラー対５３２及び５３４、及び４００及び４１０を構成するために使用されたエンコーダ及び可変速制御装置と関連したモータ−ギヤボックスユニットの組み合わせを意味するために使用される）。これにより、エラー及び同期ずれが積み重ねられないようにする。
かくして、ローラー４００及び４１０のスレーブ対は、これらのローラーがあたかも共通の機械的シャフトに配置されているのと全く同様に、ローラー５３２及び５３４のマスター対の移動を辿り、当然のことながら、その端部の各々が同じ角度位置をとる。
上述のように、ローラー５１２に加えられた力Ｆは、好ましくは、空気圧アクチュエータによって発生される。これは、電気信号によって圧力コンバータに供給され、このコンバータは、基準から来た電気信号と比例する圧力を送出する。
基準の調節は、関係した制御装置に及ぼされた力を適合するのに役立つ。
ローラー５１２に加えられた力は、任意の他の適当な手段を使用して変化させることができる。こうした手段は、必ずしも空気圧アクチュエータでなく、例えば、ばね、釣合い重り、弾性部材、電磁装置、等が含まれる。
ピンチローラー対２６２及び２６４自体は、その下流に配置されたモータ駆動式ピンチローラー４００及び４１０に従属したモータ被駆動ローラーからなる従属対である。これにはセンサ２６５が装着されている。
ローラー対２６２及び２６４は、リール２０４から来入する、リール１０４及び３０４から来入する二つの積層体、即ち二層積層体及び三層積層体の間に積層されるべき、リチウムストリップを取り出すのに役立つ。
かくして、ローラー対５３２及び５３４は、上流ローラー対４００及び４１０に対するマスター対であり、これらのローラー対４００及び４１０は上流ローラー対２６２及び２６４に対するマスター対である。
その結果、本発明は、少なくとも二つのサーボ制御システムをカスケードをなして使用する。
ローラー対２６２及び２６４は、更に、ローラー対４００及び４１０と関連したセンサ４１１からサーボ制御モジュール１０１２を介して来入する長さ情報と関連した基準から制御される。
しかしながら、ローラー対２６４及び２６２に、対４００及び４１０に適用されたよりも僅かに小さい長さ基準を適用し、リチウムストリップを微小に延伸し、幾何学的欠陥を除去するのが好ましい。
代表的には、下流ローラー対２６２及び２６４は、対４００及び４１０の線型送出速度の９９．５％と等しい長さ基準によって制御される。
対２６２及び２６４に適用された基準と対４００及び４１０に適用された基準との間の差は、有利には、調節自在であり、詳細には、ストリップの変形の関数として、及びその厚さの関数として調節できる。
ローラー２６２及び２６４は、様々な機能のうち、リチウムストリップを空中で切断する作業中、非常に短時間で、代表的には１ｍｓ程度でリチウムストリップを停止する機能を持つということを想起されたい。
本発明に関して使用されたセンサは、様々な方法で実施できる。これらは、補正範囲の中間でゼロを示す増分エンコーダであってもよいし、アナログ式変位エンコーダ（比例誘導型エンコーダ、長さの関数として抵抗を変化させることができるエンコーダ、磁界の磁気抵抗センサ、等）であってもよい。
最も好ましくは、本発明に関し、エンコーダ５１３は、絶対エンコーダ型のエンコーダである。かくして、各角度位置は、機械が完全に停止した後でも、範囲の中央にゼロを再度初期設定することなく、ローラー５１２の角度位置を定めることができる、絶対位置についての不揮発性２進コードを有する。
更に詳細には、本発明に関し、長さセンサは、好ましくは、１ｍｍ乃至４μｍ、有利には５００μｍ乃至８μｍ、及び更に好ましくは１００μｍ乃至４０μｍの範囲の長さ増分を計測するようになっている。本発明の別の有利な特徴によれば、長さセンサは、巻回体の全長の１／１０００以下の、前記全長の有利には１／４０００以下、及び好ましくは前記巻回体の全長の１／４００００以下の長さ増分を計測するようになっている。
スレーブ対４００及び４１０をマスター対５３２及び５３４に対して制御するための別の手段は、往復動ローラー５１２の代わりに、歪ゲージに取り付けられたアイドル定置ローラーを使用することである。こうした状況では、歪ゲージは、アイドラーローラーが感知したストリップの張力を感知する。対４００及び４１０は、対５３２及び５３４に対するスレーブのままである。対４００及び４１０の速度は、対５３２、５３４に対し、アイドラーローラーに設けられた歪ゲージによって読み取ったストリップの張力の関数として補正され、その結果、ストリップで所望レベルの牽引力が得られる。この変形例は、それにも拘わらず、上文中に説明したように、長さに対するサーボ制御と同じ利点を提供しない。これにより速度が基準点を中心として揺れ、及びかくしてストリップの張力が変化する。
本発明に関して推奨された長さのサーボ制御により、以下の多くの利点が得られる。即ち、
− 全長が正確であり且つ等しい巻回体を保証でき、及びかくして形成された全てのセルに亘って性質が均等であることを保証でき、及び巻回体の最終端の位置が均等であることを保証でき、更に余分の厚さをなくすことを保証でき、
− 積層体の最終的な切断をアノード４０のセグメント対間に形成された隙間と正確に同期できるようにする。
次に、ヒーターモジュール３３０を以下に詳細に説明する。（シートＸを加熱するためのヒーターモジュール１３０は、シートＸＩＶを加熱するためのヒーターモジュール３３０と同じであり且つ完全に対称であるということが観察されなければならない。ヒーターモジュール１３０を詳細に説明しないのはこの理由による。）
このモジュールの目的は、以下の問題点を解決することである。
本発明者は、特定のポリマーシートが互いに接着するように、これらのシートを互いに積層体をなして組み立てる前に特定のポリマーシートの表面を加熱できるということを発見した。
次いで、様々なシート層は、全体として所定程度の強度を持つ一部品積層テープを構成する。この特徴により、結果として得られた積層体は機械加工性が得られ、これにより、バッテリー巻回体の製造を良好にするのに役立つ。
更に、層間が良好に付着することにより、電流が最終バッテリーセルの様々な層間を均等に流れる。これにより、セルの良好な性能及び長い寿命が保証される。
エネルギー貯蔵セルを製造するための自動機械に関し、単層シート又は多層ポリマーシートのうちの幾つかの移動路に沿って加熱手段を位置決めできる。
しかしながら、この技術を自動機械に適用する上での困難性は、積層体を切断できるようにし、完成した巻回体を連続的に放出できるようにし、次の巻回体を再係合できるようにするため、ポリマーシートの移動を規則的に中断しなければならないということである。この目的のため、停止時に加熱手段からの熱に晒されるシートのこれらの部分の過剰の温度上昇を回避するため、シートの加熱を順次中断しなければならない。
同様に、ポリマーシートの移動を再開したとき、加熱手段をできるだけ迅速に有効にしなければならない。
従って、加熱手段の加熱及び冷却に関する応答時間を非常に短く（代表的には数秒程度）するのが望ましい。
赤外線エミッターを加熱手段として使用することによって満足のいく結果は得られない。このようなエミッターは、ポリマーの加熱にも炭素を含む材料（特定のカソードの場合）の加熱にも適していない。更に、このようなエミッターは、その熱慣性のため、所望の応答時間に適合させることができない。
かくして、本発明の第２の目的は、温度の上昇及び低下をできるだけ迅速に行うことができるヒーター速度を提供することである。
本発明に関し、この目的は、シートを含む積層体を製造する目的で単層シート又は多層シートを加熱するためのヒーターにおいて、シートが延びるダクトセグメント、及び高温空気流及び低温空気流を前記セグメント内で交互に循環させるための手段を含むことを特徴とするヒーターによって達成される。
空気流による加熱は、ポリマーシート又は炭素を含むシートに特に良好に適合する。
この装置は、循環される空気流の温度を正確に制御することを可能にする。その結果、この装置は、加熱及び冷却がどのように変化するかを制御することを可能にする。
高温空気流又は低温空気流をセグメント内で交互に循環させることにより、装置についての応答時間を特に短くできる。高温空気が低温空気を排除し、低温空気が高温空気を排除し、セグメント内の空気の温度がほぼ瞬間的に変化する。
本発明は、更に、シートを含む積層体を製造する目的で単層シート又は多層シートを加熱する方法において、
− 空気流ダクトのセグメント内でシートを延ばす工程、及び
− 高温空気流及び低温空気流を前記セグメント内で交互に循環させる工程を含む、ことを特徴とする方法を提供する。
更に詳細には、この方法により、シートを駆動してダクトのセグメントに沿って移動するときに低温空気流を循環させることができ、シートの移動が中断するときに低温空気流を循環する。
図６４では、ヒーターモジュール３３０は、閉鎖形体であり且つ全体に直角三角形形態のチューブ状空気循環ダクト３３１を含む。このダクト３３１は、三角形の底辺によって形成されたセグメント３３２を有し、このセグメント内を多層シートＸＩＶ（図１４に示す構成を備えている）が移動する。セグメント３３２は両端がウィンドウを介して開放しており、これによりシートが通過できる。これらのウィンドウは、位置を調節できるストリップ３３２１及び３３２３によって画成されており、かくしてウィンドウの高さを調節できる。
ダクト３３１の他の二つの枝部を形成する二つのセグメント３３３及び３３５は、夫々、注入セグメント及び吸引セグメントを構成する。
ファン３３４の形態の空気放出手段が注入セグメント３３３と吸引セグメント３３５との間の接続部に設けられている。ファン３３４は、空気流をダクト３３１内でループをなして実線矢印で示す方向に循環するように制御されるのに適している。空気流は、セグメント３３２内をシートＸＩＶの移動方向と逆方向に循環する。
ヒーターモジュール３３０は、注入セグメント３３３内でファン３３４の下流に位置決めされた剥き出しのワイヤ抵抗の形態のヒーターエレメント３３６、及びこのヒーターエレメントを離れる空気流の温度を計測できる温度プローブ３３７を更に含む。
シートＸＩＶが駆動されるとき、ヒーターエレメント３３６は作動状態にあり、そのためシートＸＩＶに高温空気流が当てられる。この高温空気流は、シートＸＩＶの外側面を制御された温度まで上昇するのに役立つ。この目的のため、空気流の温度をプローブ３３７で計測し、計測された温度の関数としてヒーターエレメントをレギュレータ手段３３００によって動的に調節する。
高温空気流がループをなして循環するため、ヒーター装置の温度を上昇させることができる速度が特に速い。
シートＸＩＶの移動が中断したとき、加熱を停止しなければならない。シートが停止後に加熱され続けられた場合には、ダクト３３２内に配置されたシートの過剰晒しゾーンの特性が損なわれ、例えば過剰に柔らかくなり、場合によってはひび割れが生じ、シートはもはや平らでなくなる。これは、結果として得られた積層体の層間の接着が損なわれ、最終的な電気化学的セルに電気化学的欠陥をもたらす。
このような欠点が生じないようにするため、ヒーター速度３３０は、低温の圧縮空気を吹き出すための手段を含む。これらの手段は、ファン３３４の上流で吸引セグメント３３５内に開放した側方吹き込みダクト３３９に連結されたコンプレッサー３３８を含む。
シートＸＩＶの移動が中断すると直ぐに、ヒーターエレメント３３６のスイッチをオフにし、コンプレッサー３３８のスイッチをオンにする。コンプレッサーは、低温の空気を吸引セグメント３３５に吹き込み、吹き込んだ低温の空気ファン３３４によって循環する。低温の空気は、空気循環ダクト３３１から高温の空気を吹き払う。高温の空気は、セグメント３３２のウィンドウを介して排出される。空気流の温度をプローブ３３７で計測し、コンプレッサーからの流量をレギュレータ手段３３００によって、計測された温度の関数として動的に調節する。
シートＸＩＶの移動中、ヒーター装置３３０が発生する空気流の温度は、シートの性質に応じて約６０℃乃至８０℃の範囲内にある。移動が中断したとき、ヒーター装置３３０が発生する空気流は、加熱温度よりも約１０℃低い。
シートＸＩＶの移動の中断時間は約１０秒である。空気の流量は、約２秒の冷却応答時間を提供するように適合される。
この目的のため、注入ダクト３３３は、装置の加熱又は冷却の応答をできるだけ短くできるようにできるだけ短くなければならない。
ヒーター装置は、レギュレータプローブからの計測値の信頼性を確認するための安全の目的で、又はレギュレータプローブが最早機能していない場合にレギュレータプローブに代わるため、追加の温度プローブを備えていてもよい。
ストリップ３３２２及び３３２３は、シートが通過するウィンドウの隙間の高さを較正する。ウィンドウの高さを調節することにより、ヒーター装置３３０内への更新空気の流量を調節できる。
ヒーター装置３３０は、貯蔵アッセンブリを製造するための装置全体を過熱してしまう熱損失を制限するように、全体が保温材（例えばシリコーン織製ガラス等でできたキルト状断熱布）で覆われている。ヒーター装置の保温材により、製造される巻回体を再現性のあるものにし、及び従って、製造される巻回体の品質を確実に一定にする。
シートＸＩＶをセグメント３３２内に位置決めするためにこのセグメント３３２へのアクセスを提供するため、側パネルに開口部を形成してもよい。
図６５は、ヒーターモジュール３３０の別の可能な実施形態を示す。
この図では、ヒーターモジュール３３０は、閉鎖しており且つ全体に矩形形状のチューブ状空気循環ダクト３３１を含む。このダクト３３１は、矩形の長い方の側部が形成するセグメント３３２を有し、このセグメントに沿って多層シートＸＩＶが移動する。セグメント３３２は、シートを通すことができ且つストリップ３３２１及び３３２３によって高さを調節できるウィンドウを介して両端が開放している。
矩形の二つの短い方の側部を形成する二つのセグメント３３３及び３３５は、夫々、注入セグメント及び吸引セグメントを構成する。
ファン３３４の形態の空気駆動手段が矩形の他方の長い方の側部に注入セグメント３３３と吸引セグメント３３５との間に配置されている。ファン３３４は、ダクト３３１内を実線矢印で示す方向にループをなして循環する空気の流れを形成するために制御されるのに適している。
図６４のモジュールと同様に、図６５のヒーターモジュール３３０は、ファン３３４の下流に位置決めされた剥き出しのワイヤ抵抗の形態のヒーターエレメント３３６、及びヒーターエレメントを離れる空気流の温度を計測できる温度プローブ３３７を更に含む。
このヒーターモジュール３３０は、バルブ３３１３及び３３１５を介して一端が注入セグメント３３３に連結されており且つ他端が吸引セグメント３３５に連結された枝ダクト３３１０を更に含む。このダクトは、シートＸＩＶが移動するセグメント３３２と平行に延びる。
ヒーターモジュール３３０は、低温圧縮空気を吹き込むための手段を含む。これらの手段は、シートＸＩＶが移動するセグメント３３２内に直接開放した横方向吹き込みダクト３３９に連結されたコンプレッサー３３８を含む。
シートＸＩＶの駆動中、バルブ３３１３及び３３１５は、空気流をダクト３３１を通して実線矢印が示す経路に従ってループをなして循環できるように制御される。ヒーターエレメント３３６は、高温空気流をシートＸＩＶに当てるように作動される。空気流の温度は、プローブ３３７によって計測され、ヒーターエレメントは、レギュレータ手段３３００によって、計測された温度の関数として動的に調節される。
シートＸＩＶの移動が中断されると直ぐに、ヒーターエレメント３３６のスイッチをオフにし、コンプレッサー３３８を作動状態にする。コンプレッサーは、シートＸＩＶが静止しているセグメント３３２に低温空気を吹き込む。
バルブ３３１３は、ファンによって注入された空気流がバイパスダクト３３１０に差し向けられるように制御される。バルブ３３１５は、バイパスダクト３３１０内で循環している空気をヒーターモジュール３３０の外部に放出できるように制御される。ファン３３４によって駆動された空気は、かくして、もはやシートＸＩＶに送られない。ファン３３４によって駆動された空気流のバイパスダクト３３１０内での循環により吸引を発生し、これにより低温空気流を、同様に、外側に向かって破線矢印で示すように同伴する。
ヒーターモジュール３３０により高温空気流を変向でき、及び従って、低温空気流の効率を向上する。更に、これにより、ヒーターエレメント３３６が停止しないようにできる。かくして、高温空気流を再度セグメント３３２に送出するとき、高温空気は、既に所望の加熱温度にある。
図１７乃至図２０に示す方法でシートを互いに対して横方向に位置決めできる繰出し器及び整合手段を以下に詳細に説明する。
これらの手段は、以下の問題点を解決しようとするものである。
巻回体形態のエネルギー貯蔵アッセンブリの分野での関心事は、これらのアッセンブリ間に直列及び並列の接続部を形成できる電気接続部を形成することである。これらの接続部は、様々なシートの層間で短絡を生じることなく、巻回体の特定の薄い層と接続を形成できなければならないということである。
このような接続部の製造を容易にするため、巻回体の製造時に使用できる一つの解決策には、巻付けたシートの横方向位置を互いに対して制御することが含まれる。かくして、最終巻付けでは、それらの縁部の一つが他の層の縁部に対して大きく又は小さく突出するように特定の層が位置決めされる。
例として、巻回体の側面に金属を配置できるようにする技術では、金属は、専ら、一つ又は幾つかの層の螺旋状に巻いた長さ方向縁部に配置される。層間の横方向オフセットによっても、これらの層を、接続部を形成した場合のそれらの位置の関数として互いから区別できる。
エネルギー貯蔵セルを製造するための自動機械に関し、特定の位置決めシステムを使用することによって、シートを互いに対して位置決めできる。シートの長さ方向縁部の一方の位置を定めるための位置センサがシートの移動路に配置されている。繰出し器及び整合システムは、シートの縁部の位置を、センサが提供した情報の関数として動的に調節するのに役立つ。
しかしながら、本願で考えられている用途についての現存の繰出し器及び整合システムの欠点は、これらが比較的嵩張るということである。この欠点は、エネルギー貯蔵セルを製造するための自動機械で特に不便である。機械は、小さな無水室等の無水環境に配置する必要がある。従って、機械全体の最終的な大きさを小さくするため、機械の部品をできるだけコンパクトにする必要がある。
更に、エネルギー貯蔵セルを形成するための自動機械で使用される繰出し器及び整合システムは、できるだけ短いシート長さに関して機能する必要がある。機械で使用されたシートは、それ自体では全く剛性を備えておらず、そのため、長いと損傷を受け易く、皺になったり捩じれたりしてしまう。
かくして、本発明の別の第２の目的は、エネルギー貯蔵セルを巻回体の形態で自動的に製造する上での制限に適合するコンパクトな整合装置を提案することである。
本発明に関し、この目的は、積層体シート構造を製造するための装置であって、単層シート又は多層シートを供給するための複数の手段、シートを駆動するための手段、様々な供給手段から来入するシートを重ねて積層体を形成するための手段を含む装置において、前記シートのうちの少なくとも一つを取り付けるための供給手段の少なくとも一つが取り付けられた移動自在の支持体を含み、この移動自在の支持体は、前記シートの横方向位置を積層体の他のシートに対して変化させるため、軸線を中心として揺動するのに適している、ことを特徴とする装置によって達成される。
このような装置により、有利には、繰り出し機能及び整合機能を一体化できる。供給手段は、繰出しシステム及び更に供給手段を移動支持体と組み合わせられて形成する。
その結果、本発明の装置は、従来技術のシステムと比較してコンパクトである。
更に詳細には、移送支持体の揺動軸線は以下の方法で画成される。
− 揺動軸線は、移動支持体に取り付けられた構成要素を離れるフィルムの移動方向と平行に延び、
− 揺動軸線はシート中央を含む平面内を延び、
− 移動支持体に取り付けられた供給手段は、シートが繰り出される供給リールを含み、支持体の揺動軸線は供給リールの回転軸線と交差する。
本発明は、更に、多層巻回体の形態の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、積層シート構造を製造するための上述の装置及び結果として得られた積層体を巻付けるための手段を含む、ことを特徴とする装置を提供する。
繰出し器及び整合手段は、詳細には、供給手段１００、２００、及び３００が取り付けられた、移動プレートの形態の支持体を有する。
図６６に示すように、貯蔵アッセンブリを製造するための装置は三つの移動プレート１９０、２９０、及び３９０を有し、これらの移動プレートに供給手段１００、２００、及び３００が取り付けられている。
プレート１９０は積層体９０の繰出し器１０４、ローラー１１０及び１１２、及びフィルム繰出し器１２４及びスクレーパシステム１２２を含むフィルム除去器アッセンブリ１２０を支持する。
プレート２９０は、リチウム繰出し器２０４、ローラー２１０及び２１２、フィルム供給ローラー２４０及び２５０、及び押さえローラ２６２及び２６４を支持する。
プレート３９０は、積層体９２を繰り出すための繰出し器３０４、ローラー３１０及び３１２、及びフィルム繰出し器３２４及びスクレーパシステム３２２を含むフィルム除去器アッセンブリ３２０を支持する。
プレート１９０、２９０、及び３９０は、夫々の軸線１０１、２０１、及び３０１を中心として揺動するように取り付けられている。これらの軸線１０１、２０１、及び３０１の各々は、フィルムの中央を含む平面内を延びる。更に、各軸線１０１、２０１、及び３０１は、関連した繰出し器１０４、２０４、及び３０４の回転軸線１０２、２０２、及び３０２と交差する。
その結果、軸線１０１、２０１、及び３０１は、プレート１９０、２９０、及び３９０と平行であり、繰出し器１０４、２０４、及び３０４の中心を通る。
図６７では、図示の繰出し器及び整合装置は、積層体９０のリール１０４を支持し、繰出し器として作用するプレート１９０、フィルム除去ロール１２４（破線で示す）、及びプレート１９０に対して回転するように取り付けられたローラー１１４を含む。プレート１９０に取り付けられた構成要素を離れるシートの移動方向を矢印で示す。プレート１９０は、軸線１０１を中心としてフレームに対して揺動するのに適している。この図でわかるように、軸線１０１は、点Ｏのところで繰出し器１０４の回転軸線１０２と交差し、フィルムを中央を含む平面内でフィルムの移動方向と平行に延びる。
図６６に示すように、軸線１０１、２０１、及び３０１は、供給手段１００、２００、及び３００から来入するシートのセグメントの移動方向に対して平行であり、このことは、
− 揺動軸線１０１は、出口ローラー１１４とピンチローラー４００及び４１０との間を延びるシートセグメント（積層体５０、６０、８０）の方向と平行であり、
− 揺動軸線２１０は、出口ローラー２６２及び２６４とピンチローラー４００及び４１０との間を延びるシートセグメント（リチウム４０）の方向と平行であり、
− 揺動軸線３１０は、出口ローラー３１４とピンチローラー４００及び４１０との間を延びるシートセグメント（積層体８３、１０、２０、３０）の方向と平行である。
供給手段１００、２００、及び３００から夫々来入するシートの移動路に配置された検出器手段１４０、２８０、及び３４０は、これらのフィルムの長さ方向縁部の横方向位置を連続的に計測する。プレート１９０、２９０、及び３９０は、検出器手段１４０、２８０、及び３４０が提供する計測値の関数としてサーボ制御される駆動手段によって軸線１０１、２０１、及び３０１を中心として回転される。応答時間を約０．００５秒にする駆動手段が必要とされている。例として、これらの駆動手段には、電気式、液圧式、又は空気圧式のアクチュエータ、電磁石、又は特定の応答時間に適した任意の他の種類のアクチュエータが含まれる。
その結果、シートが押さえローラ４００及び４１０で互いに組み立てられて積層体になるときのシートの互いに対する横方向位置を正確に制御できる。
この装置によって、様々なシートに加えられた応力は、従来技術のフレーム整合装置によって発生された応力と同じである。詳細には、この装置は、シートの平面内での変形をもたらす横方向力を発生しない。シートには、それらの長さ方向中立ファイバを中心とした少量の捩じりが加わるだけであり、これによって、プレートを離れるシートに発生した応力を最少にする。
わかるように、フィルム除去器アッセンブリ１２０及び３２０は、夫々、供給リール１０４及び３０４とともにプレート１９０及び３９０に取り付けられている。ローラー１１４及び３１４は、繰出し器−整合装置システムからの出口ローラーとして、及び位置決めローラーとしての両方で役立ち、その結果、シートがフィルム除去スクレーパ１２２及び３２２と永久的に面一に保持される。
リチウムリール２０４は、フィルム供給ローラー２４０及び２５０を備えたプレート２９０に取り付けられている。押さえローラ２６２及び２６４は、二つのフィルム８４及び８５間に挟まれたリチウムシート４０を駆動する。
プレート２９０は、更に、シートの緩みをなくすための「緩みなくし」手段を含み、この手段は、リチウム繰出し器２０４に取り付けられた回転アーム２９２を含み、ローラー２１０、及びプレート２９０とアーム２９２との間に配置された緩みなくしばね２９４を支持する。
リチウムシートを引っ張る押さえローラ２６２及び２６４により、アーム２９２を繰出し器２０４の繰り出し方向に旋回する。シートの緩みがある場合には、緩みなくしばね２９４がアーム２９２を逆方向に駆動し、その結果、シート駆動力及びばね２９４からの戻し力が均衡に達し、シートを張力状態に保持する。
プレート１９０及び３９０は、リール１０４及び３０４と関連した同様の緩みなくし手段を有する。
次に、図６８乃至図７１に示す分割器モジュール２７０の作動を以下に詳細に説明する。
このモジュールは、以下の問題点を解決しようとするものである。
巻回体が平らな形状をしているため、貯蔵アッセンブリを積み重ねて複数のアッセンブリを直列及び／又は並列形体で互いに接続するのが容易になる。
それにも拘わらず、最終積層体を従来の切断工具で切断する工程により、層が互いに挟まれてしまうということがわかっている。これは、最終的な貯蔵セルについて特に有害である。
このように挟むことにより、様々な層を互いに接触させ、短絡を生じる。この現象は、巻回体を完成して前記端部がひらひらしないようにするために切断した端部を加熱して巻回体に押し付けるときに更に悪化する。
本発明の第２の目的は、かくして、多層電気エネルギー貯蔵アッセンブリを、切断工程中に短絡を生じることなく、自動的に且つ連続的に製造できるようにすることである。
本発明に関し、この目的は、単層シート又は多層シートを供給するための手段、前記シートを移動するための駆動手段、これらのシートを一体化して積層体にするための手段、及びこれらのシートを多層巻回体の形態で巻付けるようになったマンドレルを含むエネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、積層体を形成する一つ又はそれ以上の層を積層体の移動方向に対して横方向に分割するための第１カッター手段、及び他の層を積層体の移動方向に対して横方向に分割するための第２カッター手段を含み、第１手段によって分割された層が積層体の巻付けの終了時に他の層に対してセットバックされる、ことを特徴とする装置によって達成される。
積層体内の特定の層を予め分割しておくことにより、本発明の方法は、最終積層体を形成する全ての層を通して同時に切断されることをなくす。かくして、この方法は、全ての層が互いに挟まれることがないようにする。
図６８乃至図７１では、分割器モジュール２７０は、二つの保護フィルム８４及び８５の間に挟まれた中央リチウムアノード層４０によって形成された積層体の移動路の両側に位置決めされた移動自在のハンマー２７２及び定置のアンビル２７４を含む。
ハンマー２７２は、端部に厚いストライカー部分２７２５が設けられたアームによって構成される。この厚いストライカー部分は、更に、フィルム除去リッジとして作用する。
アンビル２７４は、積層体８４、４０、８５の移動方向に対して全体に横方向に延び且つハンマー２７２の厚いストライカー部分２７２５と位置合わせされたストライカー縁部２７４０を有する。ストライカー縁部２７４０は尖っておらず、むしろ鈍角であり、そのため、接触しただけでは積層体を通して切断することはできない。アンビル２７４は、フィルム除去リッジ２７４４によって延長される。
図６８では、積層体８４、４０、８５は一定の速度で移動し、分割器モジュール２７０は休止状態にある。ハンマー２７２及びアンビル２７４は積層体８４、４０、８５と平行に延びている。積層体８４、４０、８５が移動するとき、フィルム８４及び８５が同伴され、フィルム除去リッジ２７４４及び２７２５の表面に沿って夫々案内される。これらの表面は積層体８４、４０、８５に対して９０°以上の角度を形成し、そのためフィルムは引き剥がされるときに後方に戻される。
図６９では、ハンマー２７２が作動されている。ハンマーは下方に移動し、その厚い部分が積層体８４、４０、８５をアンビル２７４のストライカー縁部に対してぶつける。フィルム８４及び８５は、ハンマー２７４のぶつかりに耐えるのに適した材料で形成されており、これに対し比較的脆性のリチウム層は縁部２７４０に沿って壊れる。分割器モジュール２７０が作動されるのと同時に、モジュール２７０から上流の積層体８４、４０、８５の移動をピンチローラー２６２及び２６４によって停止する（図７参照）。積層手段によって同伴された分割器モジュールから下流のリチウムは移動し続ける。
図７０では、リチウム層で長さｌの所望の隙間が得られると、ハンマー２７２を持ち上げ、駆動モードで作動するローラー２６２及び２６４によって積層体８４、４０、８５を再度駆動する。
分割器モジュール２７０により、リチウムを含まない積層体１０、２０、３０、４０、５０、６０で長さｌの隙間を得ることができる。
図７１に概略に示すように、カッター手段５５０は、次いで、リチウム層４０（この図の斜線を付した層）に形成された長さｌの隙間のほぼ中央で積層体全体を横方向に分割する。
その結果、アノード層４０は最終巻回体を形成する他の層から、巻回体の前端及び後端の両方でセットバックされる（図２１参照）。
ハンマー及びストライカー縁部を支持するアンビルを含む分割器モジュールを上文中に説明した。当然のことながら、縁部は、ハンマーによってもアンビルによっても同様に良好に支持できる。
本発明による装置を構成する主な手段の概略全体図である。 本発明の好ましい実施形態による巻付けマンドレルを示す拡大概略端面図である。 巻付けマンドレル及び関連した押さえローラの組み合わせによって形成された本発明による巻付け手段の概略図である。 巻付け手段の連続した位置を示す図３と同様の概略図である。 巻付け手段の連続した位置を示す図４と同様の概略図である。 巻付け手段の連続した位置を示す図５と同様の概略図である。 積層アッセンブリの上流に配置された本発明による手段の概略図である。 積層アッセンブリの下流に且つ巻付けモジュールの上流に配置された本発明による手段の概略図である。 本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。 本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。 本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。 本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。 本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。 本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。 本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。 本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。 本発明と関連して使用された一つの基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。 本発明と関連して使用された別の基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。 本発明と関連して使用された更に別の基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。 フィルムで覆われる前の、マンドレルに供給するための結果として得られた多層構造の断面図である。 図面を簡単にするために実際よりも少ない巻回数を示す、本発明による巻回体の概略図である。 巻付けマンドレル及び関連した押さえローラを駆動するための本発明による手段の概略図である。 電流コレクタを局所的に切断するための手段の概略図である。 局所的切断部を含む、結果として得られた電流コレクタの概略図である。 このような切断部を含む巻回体の概略図である。 このような切断部を展開することによって得られた、電流コレクタを示す概略図である。 巻付け開始時の、本発明による巻付けマンドレル及び関連した押さえローラの３６０°に亘る完全に一回転についての回転速度の変化を角度位置の関数としてプロットした曲線を示す図である。 巻付け終了時の、巻付け及び押さえローラの回転速度の変化を角度位置の関数としてプロットした同様の曲線を示す図である。 マンドレルの角度の関数としての巻回体の半径の変化、及び前記角度の関数としての補正係数の変化の曲線を示す図である。 巻付けマンドレルの回転速度の変化を制御するのに使用されるデータの表である。 本発明の好ましい実施形態によるカッターブレードの切断縁部の概略図である。 本発明によるフィルム除去器の好ましい実施形態の概略図である。 本発明による装置の全体ブロックダイヤグラムである。 マンドレルのジョーを制御するための手段を示す、図８のＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線での水平断面図である。 マンドレルのジョーの相対変位を制御するための並置位置の２半部シャフトを示す図である。 図３８のＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ線での一方の２半部シャフトのセグメントの断面図である。 上述の２半部シャフトの軸線方向端面図である。 ２半部シャフトの側面図である。 ２半部シャフトの側面図である。 図３８及び図３９に対して直交方向で見た半部シャフトの平面図である。 マンドレルの二つのジョーを互いに対して配向するための半部シャフトの機械式制御手段の側面図である。 図４１のＸＸＸＸＩＩ線に沿って見た同じ手段の図である。 図４１のＸＸＸＸＩＩＩ線に沿って見た同じ手段の、特に制御アクチュエータの概略図である。 マンドレル閉鎖順序中のマンドレルのジョーの６つの夫々の位置の１つを示す図である。 マンドレル閉鎖順序中のマンドレルのジョーの６つの夫々の位置の１つを示す図である。 マンドレル閉鎖順序中のマンドレルのジョーの６つの夫々の位置の１つを示す図である。 マンドレル閉鎖順序中のマンドレルのジョーの６つの夫々の位置の１つを示す図である。 マンドレル閉鎖順序中のマンドレルのジョーの６つの夫々の位置の１つを示す図である。 マンドレル閉鎖順序中のマンドレルのジョーの６つの夫々の位置の１つを示す図である。 マンドレルを巻付けの目的で回転させる準備ができた初期位置でのマンドレルのジョーを示す図である。 そのような回転中のマンドレルのジョーの８つの連続した位置の１つを示す図である。 そのような回転中のマンドレルのジョーの８つの連続した位置の１つを示す図である。 そのような回転中のマンドレルのジョーの８つの連続した位置の１つを示す図である。 そのような回転中のマンドレルのジョーの８つの連続した位置の１つを示す図である。 そのような回転中のマンドレルのジョーの８つの連続した位置の１つを示す図である。 そのような回転中のマンドレルのジョーの８つの連続した位置の１つを示す図である。 そのような回転中のマンドレルのジョーの８つの連続した位置の１つを示す図である。 そのような回転中のマンドレルのジョーの８つの連続した位置の１つを示す図である。 最後の巻回部を巻付けるときのマンドレル及び引込み式の追加の押さえローラの６つの連続した位置の１つを示す図である。 最後の巻回部を巻付けるときのマンドレル及び引込み式の追加の押さえローラの６つの連続した位置の１つを示す図である。 最後の巻回部を巻付けるときのマンドレル及び引込み式の追加の押さえローラの６つの連続した位置の１つを示す図である。 最後の巻回部を巻付けるときのマンドレル及び引込み式の追加の押さえローラの６つの連続した位置の１つを示す図である。 最後の巻回部を巻付けるときのマンドレル及び引込み式の追加の押さえローラの６つの連続した位置の１つを示す図である。 最後の巻回部を巻付けるときのマンドレル及び引込み式の追加の押さえローラの６つの連続した位置の１つを示す図である。 前記追加の押さえローラを引っ込める工程の概略図である。 マンドレルの回転を停止しジョーを開放する工程の概略図である。 巻付けエレメントを引っ込める工程の概略図である。 マンドレルジョーキャリヤと関連した５つの連続した位置の１つの概略図である。 マンドレルジョーキャリヤと関連した５つの連続した位置の１つの概略図のである。 マンドレルジョーキャリヤと関連した５つの連続した位置の１つの概略図である。 マンドレルジョーキャリヤと関連した５つの連続した位置の１つの概略図である。 マンドレルジョーキャリヤと関連した５つの連続した位置の１つの概略図である。 図５１Ａに対応するマンドレルジョーの位置を示す図である。 図５１Ｂに対応するマンドレルジョーの位置を示す図である。 図５１Ｃに対応するマンドレルジョーの位置を示す図である。 図５１Ｄに対応するマンドレルジョーの位置を示す図である。 図５１Ｅに対応するマンドレルジョーの位置を示す図である。 図５１Ａに対応する機械式制御手段の位置を示す図である。 図５１Ｂに対応する機械式制御手段の位置を示す図である。 図５１Ｃに対応する機械式制御手段の位置を示す図である。 図５１Ｄに対応する機械式制御手段の位置を示す図である。 図５１Ｅに対応する機械式制御手段の位置を示す図である。 マンドレルの変形例の図である。 マンドレルの別の変形例について空気を吸引することによってストリップを保持する位置で示す図である。 マンドレルの別の変形例について巻回体を抜き出すための位置で示す図である。 別の変形例のマンドレルの、巻付け位置の図である。 別の変形例のマンドレルの抜き出し位置の図である。 別の変形例のマンドレルの軸線方向図である。 別の変形例によるマンドレルの概略端面図である。 本発明の別の変形例によるマンドレルの端面図である。 本発明の別の変形例によるマンドレルの概略端面図である。 移動するシートの駆動を制御するための本発明による装置の一例の概略図である。 巻回体の終端部を接着剤で結合する方法の工程を示す概略図である。 巻回体の終端部を接着剤で結合する方法の工程を示す概略図である。 カッター手段及び関連したアクチュエータ手段の概略図である。 本発明の一実施形態によるヒーター装置の概略図である。 本発明の別の実施形態によるヒーター装置の概略図である。 本発明による繰出し器及び整合装置システムを示す、電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置を形成する主要手段の概略全体図である。 本発明による繰出し器及び整合装置システムの概略側面図である。 様々な位置でのカッター手段の概略図である。 様々な位置でのカッター手段の概略図である。 様々な位置でのカッター手段の概略図である。 巻付けの終了時に積層体を切断できるカッター手段の概略図である。

Claims (77)

  1. 電気エネルギー貯蔵アッセンブリ（Ｅｎ）を製造するための装置において、シート構造を供給するための複数の供給手段（１００、２００、３００）、これらの様々な供給手段から受け取ったシート構造を積層するための積層手段（４００、４１０）、結果として得られた積層体を巻付けるための巻付け手段（６１０）、並びに、前記供給手段、前記積層手段、及び前記巻付け手段を連続的に且つ制御された同期下で制御するための制御手段を含む、ことを特徴とする装置。
  2. 請求項１に記載の装置において、一対の押さえローラ（４００、４１０）によって形成された積層手段（Ｃ、４００、４１０）を含む、ことを特徴とする装置。
  3. 請求項１又は２に記載の装置において、全体に紡錘形状断面のマンドレル（６１０）を含む、ことを特徴とする装置。
  4. 請求項１、２、又は３に記載の装置において、巻付けを行うため、マンドレル（６１０）の長さは、積層体の幅よりも大きい、ことを特徴とする装置。
  5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の装置において、円形対称でない断面を持つマンドレル（６１０）を含み、前記装置は、前記シートを供給するための一定の線速度が得られるように、前記マンドレル（６１０）を制御された一定でない角速度で回転するための手段を含む、ことを特徴とする装置。
  6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の装置において、巻付けマンドレル（６１０）の回転の角速度は、回転毎に二つのピークを有する、ことを特徴とする装置。
  7. 請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の装置において、
    巻付けマンドレル（６１０）の回転の速度は、
    ω＝Ｖ／（２・π・ｒ）の関係によって決定され、
    ここで、
    Ｖは、積層体についての所望の一定の線速度を示し、
    ｒは、ｒ＝ｒ０＋（Ｆ・ｎ・ｅ）の関係に基づいて計算された巻付け半径自体を示し、
    ここで、
    ｒ０は、剥き出しのときのマンドレル（６１０）の半径を示し、
    Ｆは、補正係数を示し、
    ｎは、現在の巻回数を示し、
    ｅは、マンドレル（６１０）に巻付けた積層体の厚さを示す、ことを特徴とする装置。
  8. 請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の装置において、押さえローラ（６２０）が、巻付けマンドレル（６１０）と関連している、ことを特徴とする装置。
  9. 請求項８に記載の装置において、前記押さえローラ（６２０）は、この押さえローラ（６２０）の軸線に対して偏心した軸線（６２５）を中心として回転するように取り付けられた回転機器（６２４）によって支持されている、ことを特徴とする装置。
  10. 請求項９に記載の装置において、前記押さえローラ（６２０）を支持する前記回転機器（６２４）は、前記マンドレル（６１０）の二倍の角速度で回転する、ことを特徴とする装置。
  11. 請求項１０に記載の装置において、前記回転機器（６２４）は、前記マンドレル（６１０）を速度比２で回転することによって機械的に駆動される、ことを特徴とする装置。
  12. 請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マンドレル（６１０）は二つの隣接したジョー（６１２、６１４）によって形成される、ことを特徴とする装置。
  13. 請求項１２に記載の装置において、前記二つのジョー（６１２、６１４）は対称であり、これらのジョーの対称平面は、前記マンドレル（６１０）の回転軸線（６１１）を含む、ことを特徴とする装置。
  14. 請求項１２又は１３に記載の装置において、前記二つのジョー（６１２、６１４）を移動して前記マンドレル（６１０）を相対的開放位置にするのに適した駆動手段を含む、ことを特徴とする装置。
  15. 請求項１２、１３、又は１４に記載の装置において、前記二つのジョー（６１２、６１４）を移動して前記マンドレル（６１０）を、互いに対し、それらの界面平面に対して平行にするのに適した駆動手段を含む、ことを特徴とする装置。
  16. 請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の装置において、巻回体を前記マンドレルから分離された位置に抜いた後、前記マンドレル（６１０）上で形成された巻回体の平坦化を完了するのに適したプレス（７１０）を含む、ことを特徴とする装置。
  17. 請求項１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の装置において、少なくとも三つのシート供給手段（１０４、２０４、３０４）及びこれらの三つの供給手段から来入するシートを積層するための積層手段（Ｃ、４００、４１０）を含む、ことを特徴とする装置。
  18. 請求項１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の装置において、三つのシート供給手段（１０４、２０４、３０４）を含み、これらの供給手段は、夫々、カソード（６０）及び電解質（５０）を含むアッセンブリ（９０）、アノードシート（４０）を含むアッセンブリ（４０）、コレクタ（１０）、カソード（２０）、及び電解質（３０）を含むアッセンブリ（９２）を供給するのに役立つ、ことを特徴とする装置。
  19. 請求項１乃至１８のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記積層手段（Ｃ、４００、４１０）の上流に配置された加熱手段（１３０、３３０）を含む、ことを特徴とする装置。
  20. 請求項１９に記載の装置において、前記加熱手段はオーブン（１３０、３３０）を含む、ことを特徴とする装置。
  21. 請求項１９に記載の装置において、前記加熱手段はヒーターローラーを含む、ことを特徴とする装置。
  22. 請求項１９、２０、又は２１に記載の装置において、前記加熱手段は、処理を施したシートを順次冷却するのに適した手段を含む、ことを特徴とする装置。
  23. 請求項１乃至２２のうちのいずれか一項に記載の装置において、少なくとも一つの保護フィルムによって覆われた少なくとも一つのシートを含む少なくとも一つのアッセンブリ（９０、９２）を供給するのに適した手段（１０４、３０４）を含む、ことを特徴とする装置。
  24. 請求項１乃至２３のうちのいずれか一項に記載の装置において、アッセンブリに配置された少なくとも一つのフィルムを除去するのに適したフィルム除去手段（１２２、３２２、２２０、２２５、５４１、５４３）を含む、ことを特徴とする装置。
  25. 請求項２４に記載の装置において、前記フィルム除去手段は、保護フィルムの方向を、このフィルムを支持するアッセンブリに対して少なくとも６０°に亘って急に変えるのに適した手段を含む、ことを特徴とする装置。
  26. 請求項２４又は２５に記載の装置において、前記フィルム除去手段は、除去されるべきフィルムの変位平面の近くに鈍角の縁部（２３２）を含み、除去器の先端から上流に、変位方向で下流に面する前記縁部の凸状の側部を備えており、この縁部は、フィルムを前記縁部上で引っ張ることによって変向させたとき、前記シートを覆う保護フィルムを微小に延伸するのに適している、ことを特徴とする装置。
  27. 請求項２４、２５、又は２６に記載の装置において、前記フィルムに及ぼされる牽引力を調節するのに適した手段を含む、ことを特徴とする装置。
  28. 請求項２４に記載の装置において、前記フィルム除去手段は、溶剤の噴流を付与するための手段を含む、ことを特徴とする装置。
  29. 請求項２４に記載の装置において、前記フィルム除去手段は、フィルムとこのフィルムが取り除かれるアッセンブリが末広がりになるゾーンに、空気の噴流を付与するための手段を含む、ことを特徴とする装置。
  30. 請求項１乃至２９のうちのいずれか一項に記載の装置において、少なくとも一つの保護フィルムをアノードシート（４０）の外側面の少なくとも１つに付与するのに適したアプリケーター手段（２６２、２６４）を含む、ことを特徴とする装置。
  31. 請求項３０に記載の装置において、前記アノードシート（４０）はリチウムシートである、ことを特徴とする装置。
  32. 請求項１乃至３１のうちのいずれか一項に記載の装置において、フィルム（８４）をアノードリール（４０）の周囲に９０°以上の巻付け円弧に亘って付与するのに適した手段（２４０）を含む、ことを特徴とする装置。
  33. 請求項１乃至３２のうちのいずれか一項に記載の装置において、少なくとも一つのフィルム（８４、８５）を積層器ステーション（４００、４１０）の上流で除去するのに適した手段（２２０、２２５）を含む、ことを特徴とする装置。
  34. 請求項１乃至３３のうちのいずれか一項に記載の装置において、少なくとも一つのフィルム（８０、８３）を巻付け器ステーション（６１０）の上流で除去するのに適した手段（５４１、５４３）を含む、ことを特徴とする装置。
  35. 請求項１乃至３４のうちのいずれか一項に記載の装置において、保護フィルム（８４、８５）を、関係したシートの少なくとも幾つかに置くのに適した手段（２４０、２５０）を含む、ことを特徴とする装置。
  36. 請求項１乃至３５のうちのいずれか一項に記載の装置において、関係した前記シートのうちの少なくとも幾つかを覆い、シート駆動機能を形成するフィルム（８０、８１、８２、８３、８４、８５）を使用する、ことを特徴とする装置。
  37. 請求項１乃至３６のうちのいずれか一項に記載の装置において、関係した前記シートのうちの少なくとも幾つかを覆い、シートの経路に設けられたローラーに対してシートが付着しないように保護する機能を果たすフィルム（８０、８１、８２、８３、８４、８５）を使用する、ことを特徴とする装置。
  38. 請求項１乃至３７のうちのいずれか一項に記載の装置において、関係したシートの長さ方向縁部の相対位置を調節するための調節手段を含む、ことを特徴とする装置。
  39. 請求項３８に記載の装置において、前記調節手段は、位置センサ（１４０、２８０、３４０）、及び供給繰出し器を移動するための変位手段を含む、ことを特徴とする装置。
  40. 請求項３９に記載の装置において、前記変位手段は、供給繰出し器を支持する支持プレートを枢動するようになっている、ことを特徴とする装置。
  41. 請求項３９又は４０に記載の装置において、前記変位手段は、供給繰出し器を支持する支持プレートを、前記積層手段（４００、４１０）から上流に搬送されたシートのセグメントと平行な軸線（１０２、２０２、３０２）を中心として枢動するようになっている、ことを特徴とする装置。
  42. 請求項３９、４０、又は４１に記載の装置において、前記変位手段は、供給繰出し器を支持する支持プレートを、前記供給繰出し器（１０４、２０４、３０４）の回転軸線と交差する軸線（１０２、２０２、３０２）を中心として枢動するようになっており、前記供給リールの幅の中程で交差する平面内に含まれる、ことを特徴とする装置。
  43. 請求項１乃至４２のうちのいずれか一項に記載の装置において、関係したシートを分割するための分割手段（２７２、２７４、５５２）を含む、ことを特徴とする装置。
  44. 請求項４３に記載の装置において、アノードシート（４０）を分割するための分割手段（２７２、２７４）を含む、ことを特徴とする装置。
  45. 請求項４４に記載の装置において、二つのフィルム（８４、８５）間のアノードシート（４０）を、フィルムを破ることなく分割するための分割手段（２７２、２７４）を含む、ことを特徴とする装置。
  46. 請求項４３、４４、又は４５に記載の装置において、アノードシート（４０）を分割するための分割手段（２７２、２７４）を含み、この分割手段は、ハンマー（２７２）及びアンビル（２７４）によって構成されている、ことを特徴とする装置。
  47. 請求項４６に記載の装置において、前記ハンマー（２７２）及び前記アンビル（２７４）のうちの少なくとも一方が、少なくとも一つのストライカー縁部を含む、ことを特徴とする装置。
  48. 請求項１乃至４７のうちのいずれか一項に記載の装置において、シートを分割するための分割手段（２７２、２７４）、及びシートに隙間を形成するために、破断部から下流に配置されたセグメントを駆動するための駆動手段を含む、ことを特徴とする装置。
  49. 請求項４８に記載の装置において、分割されたシートはアノードシート（４０）である、ことを特徴とする装置。
  50. 請求項１乃至４９のうちのいずれか一項に記載の装置において、積層体を完全に分割するための分割手段（５５２）を含む、ことを特徴とする装置。
  51. 請求項１乃至５０のうちのいずれか一項に記載の装置において、凸状リッジを形成する二つの傾斜を持つ尖った縁部を有するブレードによって形成された分割手段（５５２）を含む、ことを特徴とする装置。
  52. 請求項１乃至５１のうちのいずれか一項に記載の装置において、モータ駆動式繰出し器（１０４、２０４、３０４）及び巻付け器（１２４、３２４、５２４、５４８）を含む、ことを特徴とする装置。
  53. 請求項５２に記載の装置において、前記モータ駆動式繰出し器（１０４、２０４、３０４）は、制動モードで順次制御されるようになっている、ことを特徴とする装置。
  54. 請求項５２又は５３に記載の装置において、巻付け器（１２４、２２９、３２４、５４２、５４６）はモータ駆動式であり、トルクが制御される、ことを特徴とする装置。
  55. 請求項５２、５３、又は５４に記載の装置において、前記繰出し器（１０４、２０４、３０４）及び前記巻付け器（１２４、３２４、５４２、５４６）は、前記巻回体の直径を考慮に入れた信号によって制御される、ことを特徴とする装置。
  56. 請求項１乃至５５のうちのいずれか一項に記載の装置において、積層体の送出された長さを計測するための手段を含む、ことを特徴とする装置。
  57. 請求項１乃至５６のうちのいずれか一項に記載の装置において、電流コレクタシート（１０）に局所的に中断した切断部を形成するためのカッター手段を含む、ことを特徴とする装置。
  58. 請求項５７に記載の装置において、前記電流コレクタシートを局所的に切断するためのカッター手段は、前記コレクタの一方の面に向かって配置された揺動ブレード（５２４）を含み、このブレードは、前記コレクタの他方の面に向かって配置された二つのローラー（５２６、５２８）と関連している、ことを特徴とする装置。
  59. 請求項５７又は５８に記載の装置において、前記局所的カッター手段（５２４）の変位は、前記マンドレル（６１０）の変位によって制御される、ことを特徴とする装置。
  60. 請求項１乃至５９のうちのいずれか一項に記載の装置において、加熱積層ローラー（４００、４１０）を含む、ことを特徴とする装置。
  61. 請求項１乃至６０のうちのいずれか一項に記載の装置において、直径が少なくとも約２０ｍｍの積層ローラ（４００、４１０）を含む、ことを特徴とする装置。
  62. 請求項１乃至６１のうちのいずれか一項に記載の装置において、隔壁（９００）によって分離された二つの隔室、即ち関連したシート及び積層体を移動するための全ての手段を収容する第１隔室、及び全ての制御手段を収容する第２隔室を含む、ことを特徴とする装置。
  63. 請求項６２に記載の装置において、シートを確実に変位するための手段を収容した前記隔室は、制御された雰囲気に置かれている、ことを特徴とする装置。
  64. 請求項１乃至６３のうちのいずれか一項に記載の装置において、シートを所定の位置に置くのを容易にするために、シート処理手段を指令に応じて引っ込めるのに適した手段を含む、ことを特徴とする装置。
  65. 多シートアッセンブリの形態の重なったシートを巻付けるようになったマンドレル（６１０）を含む、請求項１乃至６４のうちのいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、マンドレル（６１０）の垂直断面を指令に応じて変更するのに適した手段（６７０、６８０、８００）を含む、ことを特徴とする装置。
  66. 積層シートを駆動するための駆動手段及び積層シートを巻付けるための手段（６１０）を含む、請求項１乃至６５のうちのいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、前記駆動手段は少なくとも一対の駆動手段を含み、これらの駆動手段は、夫々、マスター対及びスレーブ対（５３２及び５３４、及び４００及び４１０；４００及び４１０、及び２６２及び２６４）を構成し、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）は、積層シートの移動路でスレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）の下流に配置されており、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）を前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）に基づいてサーボ制御するための制御手段を含む、ことを特徴とする装置。
  67. 積層シートを駆動するための駆動手段（５３２、５３４、６１０）、積層シートを巻付けるための巻付け手段（６１０）、及び巻回体の端部で積層シートを分割するためのカッター手段（５５０）を含む、請求項１乃至６６のうちのいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、積層シートを加熱するための加熱手段（５６２）、及びシートの最終巻付け端を、巻付けたアッセンブリの表面に、前記巻付け端が前記表面に付着するように押し付ける押さえ手段（５８０）を更に含む、ことを特徴とする装置。
  68. 積層シートを駆動するための駆動手段、及び積層シート（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を巻付けるための巻付け手段（６１０）を含む、請求項１乃至６７のうちのいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、セグメント上で積層シートに張力を加えるためのテンショナー手段（５３２、５３４、５７０、６１０）、及び前記積層シート（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を、張力が加わったセグメントを通して空中で順次切断するように作動されるのに適した移動カッター手段（５５０）を更に含む、ことを特徴とする装置。
  69. 請求項１乃至６８のうちのいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、ダクト（３３１）のセグメント（３３２）を含み、このセグメント内をシート（ＸＩＶ）が延び、前記セグメント（３３２）内で交互に循環する高温空気流及び低温空気流を生じさせるための手段を含む、ことを特徴とする装置。
  70. 単層シート又は多層シートを供給するための複数の供給手段（１００、２００、３００）、シートの移動を駆動するための駆動手段、及び積層体を形成するために、様々な供給手段から来入するシートを重ねるための手段（４００、４１０）を含む、請求項１乃至６９のうちのいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、前記シートのうちの少なくとも一つための供給手段（１００、２００、３００）のうちの少なくとも一つが取り付けられた移動自在の支持体（１９０、２９０、３９０）を含み、これらの移動自在の支持体（１９０、２９０、３９０）は、前記シートの横方向位置を前記積層体の他のシートに対して変更するために、軸線（１０１、２０１、３０１）を中心として揺動するのに適している、ことを特徴とする装置。
  71. 単層シート又は多層シート（９０、４０、９２）を供給するための供給手段（１００、２００、３００）、前記シートを移動させるための駆動手段（５１０）、積層体（９６）のシートを一体化するための手段（Ｃ）、及び前記シートを多層巻回体（１０、２０、３０、４０、５０、６０）の形態で巻付けるようになったマンドレル（６１０）を含む、請求項１乃至７０のうちのいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、積層体（９６）を形成する一つ又はそれ以上の層（４０）を積層体の移動方向に対して横方向に分割するための第１カッター手段（２７０）、及び他の層（１０、２０、３０、４０、５０、６０）を、第１手段（２７０）によって分割された層（４０）が積層体巻回体（９６）の端部で前記他の層（１０、２０、３０、４０、５０、６０）に対してセットバックされるように、積層体の移動方向に対して横方向に分割するための第２カッター手段（５５０）を含む、ことを特徴とする装置。
  72. 請求項１乃至７１のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記供給手段、前記積層手段、及び前記巻付け手段によって構成される少なくとも三つの手段が、夫々の駆動手段と関連している、ことを特徴とする装置。
  73. 電気エネルギー貯蔵アッセンブリを製造するための方法において、別個の供給手段（１０４、２０４、３０４）から多シート構造（９０、４０、９２）を供給する工程、前記様々な供給手段（１０４、２０４、３０４）から受け取ったフィルム構造（９０、４０、９２）を積層（４００、４１０）する工程、結果として得られた積層体を巻付ける（６１０）工程、及び前記供給手段（１０４、２０４、３０４）、積層手段（４００、４１０）、及び巻付け手段（６１０）を連続的に且つ制御された同期で制御する工程を含む、ことを特徴とする方法。
  74. 請求項７３に記載の方法において、前記積層工程及び前記巻付け工程は連続的に行われる、ことを特徴とする方法。
  75. 請求項７３又は７４に記載の装置において、前記供給手段のうちの少なくとも一つは、それ自体が、最初は別々の少なくとも二つのシートをその場で積層するための手段によって形成される、ことを特徴とする装置。
  76. 少なくとも一つの電流コレクタ（１０）、充填材入りポリマーを基材としたカソード（２０）、充填材入りポリマーを基材とした中実電解質（３０）、好ましくはリチウムを基材とした金属アノード（４０）を含み、これらの様々な単位品が薄いシートの形態で形成されている、シートの重なりアッセンブリによって形成された、内部応力が最少の平らな巻回体によって構成されたエネルギー貯蔵セルを製造するための、請求項７３、７４、又は７５に記載の装置において、前記シートを互いに積層する工程、次いで紡錘形状の断面を持つほぼ平らなマンドレル（６１０）に巻付けて予備成形する工程、及び最後に巻回体を低スラストプレスでプレスして平らにする工程を含む、ことを特徴とする装置。
  77. 内部応力が最小の平らな巻回体によって形成された、請求項７６に記載の方法を実施することによって得られるエネルギー貯蔵セルにおいて、少なくとも一つの電流コレクタ（１０）、充填材入りポリマーを基材としたカソード（２０）、充填材入りポリマーを基材とした中実電解質（３０）、好ましくはリチウムを基材とした金属アノード（４０）を含み、これらの様々な単位品は薄いシートの形態で形成されており、これらのシートが互いに積層され、次いで紡錘形状の断面を持つほぼ平らなマンドレル（６１０）に巻付けられて予備成形され、最後に低スラストプレスでプレスされて平らにされた、重ねられたシートアッセンブリによって形成されている、ことを特徴とするエネルギー貯蔵セル。
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