JP2023530532A - 電極アセンブリの作成装置及び電極アセンブリの作成方法 - Google Patents

Abstract

本出願は、電極アセンブリの作成装置および電極アセンブリの作成方法に関する。電極アセンブリの作成装置は、巻回アセンブリと、巻回アセンブリに複数の第１電極片を供給するように構成された複数の第１電極片巻出装置と、、巻線アセンブリに少なくとも１つの第２電極片であって、第１電極片の極性が反対である第２電極片を供給するように構成された少なくとも１つの第２電極片巻出装置と、を備え、巻回アセンブリは、複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成されていることを特徴とする。本発明は、電極アセンブリの巻回効率を改善するために使用される。

Description

本出願は、バッテリーの分野に関し、特に、電極アセンブリの作成装置および電極アセンブリの作成方法に関する。

従来技術では、バッテリーの準備において、正極片及び負極片を巻回して電極アセンブリを形成し、その後、電極アセンブリをバッテリーのハウジング内に配置してバッテリーを形成する必要がある。巻回することは、バッテリーの準備工程における重要な部分であり、当業者は巻回の効率向上に取り組んできた。

本出願のいくつかの実施形態は、巻線効率を向上させるために、電極アセンブリの作成装置および電極アセンブリの作成方法を提供する。

本出願のいくつかの実施形態は、電極アセンブリの作成装置を提供する。
作成装置は、
巻回アセンブリと、
前記巻回アセンブリ用の複数の第１電極片を供給するように構成された複数の第１電極片巻出装置と、
少なくとも１つの前記巻回アセンブリ用の少なくとも１つの第２電極片を供給するように構成された少なくとも１つの第２電極片巻出装置と、を備え、
前記第１電極片の極性は、前記第２電極片の極性と反対であり、
前記巻回アセンブリは、前記複数の第１電極片及び前記少なくとも１つの第２電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成されている。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、前記巻回アセンブリのための複数のセパレータを供給するように構成された複数のセパレータ巻出装置をさらに備え、前記セパレータは、前記第１電極片を前記第２電極片から絶縁するように構成される。

いくつかの実施形態において、前記巻回アセンブリは、巻回コアを含み、前記巻回コアは、前記複数の第１電極片、前記少なくとも１つの第２電極片及び前記複数のセパレータを巻回するように構成される。

いくつかの実施形態では、前記巻回コアには、前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を吸着するために、少なくとも１つの負圧開口部が設けられる。

いくつかの実施形態において、前記負圧開口部は、前記巻回コアの巻回表面に配置された凹孔又は貫通孔を含む。

いくつかの実施形態において、前記負圧開口部は、三角形状、円形状、正方形状又は不規則形状である。

いくつかの実施形態において、前記負圧開口部は、前記巻回コアの巻回表面上でアレイ状に分布する。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、
前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を前記巻回コアに向かって押圧するように構成されたプレスローラと、
前記巻回コアが前記巻回初期部分に巻回するように、前記巻回コアの表面に前記巻回初期部分の端部をブロー（blow）して、巻回される前記複数の第１電極片、前記少なくとも１つの第２電極片及び前記複数のセパレータを駆動するように構成されたスプレーブロー機構と、をさらに備える。

いくつかの実施形態では、前記巻回アセンブリは、切替装置をさらに含み、前記巻回コアは前記切替装置上に配置され、前記切替装置は、前記巻回コアをローディング（loading）ステーションとアンローディング（unloading）ステーションとの間で切替えるように構成される。

いくつかの実施形態では、前記電極アセンブリの作成装置は、
前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータを切断し、前記巻回コアが所定の巻数、前記電極アセンブリを巻回するときに少なくとも１つのセパレータを保持するように構成される第１カッターと、
前記巻回コアが前記アンローディングステーションにあるときに、保持された前記少なくとも１つのセパレータを切断するように構成される第２カッターと、の何れかをさらに含む。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻線初期部分を前記巻回コアに供給するように構成された第１ローディングピース（piece）をさらに含む。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータが切断された場合、切断された少なくとも１つのセパレータをクランプするように構成された第２ローディングピースをさらに含む。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、
複数の第１複合機構であって、前記複数の第１複合機構における各第１複合機構が、前記複数の第１電極片における１つの第１電極片と、前記複数のセパレータにおける１つのセパレータとを、第１複合電極片に複合するように構成される、複数の第１複合機構と、
少なくとも１つの第２複合機構であって、前記少なくとも１つの第２複合機構の各第２複合機構が、少なくとも１つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、前記複数のセパレータのうちの別のセパレータとを第２複合電極片に複合するように構成される、少なくとも１つの第２複合機構と、をさらに含み、
前記巻回アセンブリは、全ての前記第１複合電極片及び全ての前記第２複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成される。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、少なくとも１つの第３複合機構をさらに含み、前記少なくとも１つの第３複合機構の各第３複合機構は、前記複数の第１電極片のうちの１つの第１電極片と、前記少なくとも１つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、前記複数のセパレータのうちの２つのセパレータとを第３複合電極片に複合するように構成され、前記巻回アセンブリは、全ての前記第３複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成される。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、前記複数の第１電極片と、前記少なくとも１つの第２電極片と、前記複数のセパレータとを第４複合電極片に複合するように構成された第４複合機構をさらに含み、
前記巻回アセンブリは、前記第４複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成される。

本出願のいくつかの実施形態は、電極アセンブリの作成方法を提供する。
電極アセンブリの作成方法は、
複数の第１電極片を供給するステップと、
少なくとも１つの第２電極片であって、前記第１電極片の極性が前記第２電極片の極性と反対である、少なくとも１つの第２電極片を供給するステップと、
前記複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を巻回して電極アセンブリを形成するステップと、
を含む。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成方法は、複数のセパレータを供給するステップをさらに含み、前記セパレータは、前記第１電極片を前記第２電極片から絶縁するように構成される。

いくつかの実施形態において、前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を吸着するステップと、前記複数の第１電極片、前記少なくとも１つの第２電極片及び前記複数のセパレータを巻回するステップと、をさらに含む。

いくつかの実施形態では、前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分が、特定の長さで巻回アセンブリの巻回コアに供給された後、前記複数のセパレータのうちの残りのセパレータが、前記巻回コアに供給されて、巻回される前記少なくとも１つのセパレータにより駆動される。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成方法では、
複数の第１複合機構における各第１複合機構は、前記複数の第１電極片における１つの第１電極片と、前記複数のセパレータにおける１つのセパレータとを第１複合電極片に複合し、
少なくとも１つの第２複合機構における各第２複合機構は、前記少なくとも１つの第２電極片における１つの第２電極片と、前記複数のセパレータにおける別のセパレータとを第２複合電極片に複合し、
巻回アセンブリは、全ての前記第１複合電極片および全ての前記第２複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成する。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成方法では、
少なくとも１つの第３複合機構における各第３複合機構は、前記複数の第１電極片における１つの第１電極片と、前記少なくとも１つの第２電極片における１つの第２電極片と、前記複数のセパレータにおける２つのセパレータとを第３複合電極片に複合し、
巻回アセンブリは、全ての前記第３複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成する。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの調製方法では、
第４複合機構は、前記複数の第１電極片と、前記少なくとも１つの第２電極片と、前記複数のセパレータとを第４複合電極片に複合し、
巻回アセンブリが第４複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成する。

上述した電極アセンブリの作成装置及び電極アセンブの作成方法において、電極アセンブリの作成装置としては、複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を巻回して巻回構造を有する電極アセンブリを得ることができる。すなわち、複数の第１電極片を同時に巻回アセンブリに巻回し、１ターン分の巻回アセンブリを巻回後に得られる第１電極片の長さは、複数ターン分の巻回アセンブリにより巻回される１つの第１電極片の長さと同等とすることにより、巻回数を削減し、電極アセンブリの巻回効率を向上させることができる。

本明細書における図面は、本出願のさらなる理解を提供し、本出願の一部を構成する。本出願の例示的な実施形態およびそれらの説明は、本出願に対する不適切な限定を構成するためではなく、本出願を解釈するために使用される。

本出願の第１の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第２の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第３の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第４の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第５の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第６の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第７の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第８の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願のいくつかの実施形態に設けられた負圧開口部を有する巻回コアの概略図である。 本出願のいくつかの実施形態において提供される、プレスローラおよびスプレーブロー機構を備える電極アセンブリの作成装置の部分概略図である。 本出願のいくつかの実施形態において提供されるローディングアセンブリの設定方法のうちの１つの概略図である。 本出願のいくつかの実施形態において提供されるローディングアセンブリの概略図である。 本出願のいくつかの実施形態において提供される複合機構を備える電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願のいくつかの他の実施形態において提供される複合機構を備える電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願のさらにいくつかの他の実施形態において提供される複合機構を備える電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第１の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第２の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 図１７の部分拡大模式図である。 本出願の第２の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の負圧開口部を備える巻回コアの概略図である。 本出願の第３の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 図２０の部分拡大模式図である。 本出願の第２の実施形態において提供される、プレスローラおよびスプレーブロー機構を備える電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第４の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願の第５の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の概略図である。 本出願のいくつかの実施形態において提供される電極アセンブリの作成方法のフローチャートである。 本出願のいくつかの実施形態において提供される電極アセンブリの概略図である。 本出願のいくつかの他の実施形態において提供される電極アセンブリの概略図である。 本出願のさらにいくつかの他の実施形態において提供される電極アセンブリの概略図である。

以下、本願の実施の形態において、実施の形態における技術的解決策を添付図面と併せて、明確かつ完全に説明するが、以下に説明する実施の形態は、本願の実施の形態の一部に過ぎず、全てではないことは明らかである。本出願の実施形態に基づいて、発明の努力なしに当業者に思い付くことができる他のすべての実施形態は、本出願の保護範囲に入るものとする。

発明の説明において、「中心」、「縦」、「横」、「正面」、「後方」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「上部」、「底部」、「内側」、および「外側」などの用語によって示される向きまたは位置関係は、概して、図面に示される向きまたは位置関係に基づいており、単に、発明の説明を容易にするため、および説明を単純化するために、言及される装置または要素が特定の向きに配置されなければならないこと、または特定の向きで構築または動作されなければならないことを示し、または暗示するのではない。したがって、これらの用語は、発明の保護範囲に対する限定として理解され得ない。

特に明記しない限り、本文中で使用される全ての技術用語および科学用語は、発明の技術分野の当業者によって理解されるものと同じ意味を有し、本文中で使用される用語は、発明を限定するためではなく、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、説明中の用語「含む」および「有する」ならびにその任意の変形、ならびに発明の図面の上記の簡潔な説明は、非排他的な包含を包含することを意図したものであり、発明の説明において、「第１」、「第２」および「第３」などの用語は、部分および構成要素を定義するために使用され、上記の部分および構成要素の区別を容易にするためだけのものであり、特に明記しない限り、上記の用語は、特別な意味を有さない。したがって、発明の保護範囲を限定するものとして理解され得ない。

本明細書における「実施形態」という言及は、実施形態と組み合わせて記載された特定の特徴、構造、または特性が、本出願の少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを意味する。説明中の様々な位置におけるこの語句の出現は、必ずしも同じ実施形態を参照するものではなく、他の実施形態と相互に排他的である独立または代替の実施形態を参照するものでもない。当業者は、本文に記載された実施形態は他の実施形態と組み合わせることができることを明示的および暗示的に理解することができる。

本文中の「および／または」という用語は、関連するオブジェクトの出現関係を単に記述したものであり、例えば、Ａおよび/またはＢは、Ａのみが存在し、ＡおよびＢは同時に存在し、Ｂは単独で存在し、さらに、本文中の文字「／」は、一般に、前方および後方の関連するオブジェクトが「または」関係であることを表す、という３つの関係の存在を表す。

図１は、本願のいくつかの実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の構造概略図であり、電極アセンブリの作成装置は、巻回アセンブリ１１と、複数の第１電極片巻出装置１２と、少なくとも１つの第２電極片巻出装置１３とを備える。

複数の第１電極片巻出装置１２における各第１電極片巻出装置１２は、巻回アセンブリ１１用の第１電極片を供給するように構成されている。すなわち、複数の第１電極片巻出装置１２は、巻回アセンブリ１１に対して複数の第１電極片を供給するように構成されている。

少なくとも１つの第２電極片巻出装置１３における各第２電極片巻出装置１３は、巻回アセンブリ１１用の第２電極片を供給するように構成されている。すなわち、少なくとも１つの第２電極片巻出装置１３は、巻回アセンブリ１１に対して少なくとも１つの第２電極片を供給するように構成されている。

第１電極片の極性は、第２電極片の極性と逆である。

巻回アセンブリ１１は、複数の第１電極片および少なくとも１つの第２電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成される。

各電極アセンブリは、巻回アセンブリの巻回軸方向に垂直な方向に沿って重ねられる複数の第１電極片および少なくとも１つの第２電極片を含む。

本出願の別の実施形態では、複数の第１電極片巻出装置１２及び少なくとも１つの第２電極片巻出装置１３が、それぞれ供給される電極片が巻回アセンブリ１１に入る前に巻回しないように、巻回アセンブリ１１の周囲に沿って配設されている。

電極アセンブリに含まれる複数の第１電極片および少なくとも１つの第２電極片の数は、同じであるか、または任意選択で異なる。例えば、１つの電極アセンブリは、２つ、３つ、４つ、または５つの第１電極片と、１つ、２つ、３つ、または４つの第２電極片とを含む。なお、以下の実施の形態では、説明を簡単にするために、第２電極片の数と同じ数の第１電極片を例に挙げて説明する。

また、本願の他の実施形態では、各第１電極片の形状は、各第２電極片の形状と基本的に同一である。例えば、電極アセンブリの巻回構造を平坦化した後、第１電極片及び第２電極片は基本的に帯状であり、例えば、長さが５～２０ｍである。第１電極片と第２電極片との長さの差は、予め設定された範囲内であり、幅寸法は基本的に同一である。複数の第１電極片と少なくとも１つの第２電極片とを重ね合わせた後、複数の第１電極片と少なくとも１つの第２電極片とを帯方向に沿って巻回したとき、電極アセンブリが得られる。電極アセンブリは、複数の第１電極片と少なくとも１つの第２電極片とを重ね合わせた重ね合わせ面と基本的に平行な巻回軸が設けられた巻回構造を有する。

本出願の別の実施形態では、電極アセンブリに含まれる複数の第１電極片および少なくとも１つの第２電極片は、複数の形態で重ね合わせることができる。例えば、電極アセンブリの巻回構造において、１つの第１電極片および１つの第２電極片は、順番に交互に重ね合わせることができ、または、２つ以上の第１電極片および１つの第２電極片は、順番に交互に重ね合わせることができ、または、１つの第１電極片および２つ以上の第２電極片は、順番に交互に重ね合わせることができる。また、電極アセンブリにおける複数の第１電極片と少なくとも１つの第２電極片との重ね合わせは、少なくとも１つの第２電極片が、２つの隣接する第１電極片の間にそれぞれ含まれる、または、少なくとも１つの第１電極片が、２つの隣接する第２電極片の間にそれぞれ含まれる、と理解することができる。

本願の別の実施形態では、同じ極性を有する２つ以上の電極片の間に異なる極性を有する他の電極片が存在しない場合、同じ極性を有する２つ以上の電極片を１つの電極片群とみなすことができ、電極片を重ね合わせる場合、同じ極性を有する電極片群および異なる極性を有する別の電極片群または単一の電極片を交互に重ね合わせ、例えば、２つ以上の正極片が正極片群を形成し、２つ以上の負極片が負極片群を形成する。重ね合わせは、正極片群と負極片群を順次交互に重ね合わせ、正極片群と単一の負極片を順次交互に重ね合わせる、あるいは、負極片群と単一の正極片を順次交互に重ね合わせる、という方法が可能である。

したがって、同極性の電極片群を１つの電極片とすることができるので、説明を容易にするために、後述する１つの電極片は、単体の電極片だけでなく、同極性の電極片を複数形成した電極片群とすることができる。

本出願の他の実施形態において、同極性の２つの電極片が隣接するとは、他の極性の１つの電極片のみが同極性の２枚の電極片の間に存在することを意味し、例えば、２つの第１電極片が隣接するとは、２つの第１電極片の間に１つの第２電極片のみが存在することを意味し、２つの第２電極片が隣接するとは、２つの第２電極片の間に１つの第１電極片のみが存在することを意味する。

本出願のいくつかの実施形態において、第１電極片は、絶縁層を有する正極片であり、第２電極片は、絶縁層を有する負極片であり、正極片は、短絡を防止するために、絶縁層を介して負極片から絶縁されている。

本出願の他の実施形態のいくつかでは、第１電極片は絶縁層を有する負極片であり、第２電極片は絶縁層を有する正極片であり、正極片は、短絡を防止するために、絶縁層を介して負極片から絶縁されている。

また、本出願のさらに他のいくつかの実施形態において、第１電極片及び第２電極片は、絶縁層を有さない電極片とすることもでき、逆極性の電極片は、短絡を防止するために、セパレータを介して絶縁することができる。

本出願のいくつかの実施形態において、巻回アセンブリ１１は、巻回コア１１２を含み、巻回コア１１２は、複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を巻回するように構成される。

本出願のいくつかの他の実施形態では、巻回アセンブリ１１は、切替装置１１１を含み、巻回コア１１２は、切替装置１１１上に配置され、切替装置１１１は、巻回コア１１２をローディングステーションとアンローディングステーションとの間で切替えるように構成される。巻回コア１１２は、複数の第１電極片と、ローディングステーションに対応する少なくとも１つの第２電極片とを、対応するローディングステーションで巻回し、巻回構造を有する電極アセンブリを形成するように構成される。アンローディングステーションは、電極アセンブリが巻回コア１１２からアンインストールされるステーションを指すことができ、電極アセンブリが巻回を終了した後にまだ他のプロセスを実行する必要がある次のステーションを指すこともできる。他のプロセスはテープ取り付けなどであってもよい。

例えば、切替装置１１１は、２つの巻回コア１１２を備え、一方の巻回コア１１２は、ローディングステーションＡに対応して配置され、他方の巻回コア１１２は、これに対応して、アンローディングステーションＢに配置される。切替装置１１１上の巻回コア１１２の数は制限されず、巻回コア１１２は、実際の要件に応じて追加され得る。

本出願の他のいくつかの実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、少なくとも１つの張力機構１８を含み、張力機構１８は、第１電極片及び／又は第２電極片の張力を調整するように構成される。

図２に示すように、本出願のいくつかの他の実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、少なくとも１つの第１複合機構１０１を含み、第１複合機構１０１は、少なくとも１つの第１電極片と少なくとも１つの第２電極片とを複合して第１複合電極片を形成するように構成され、巻回アセンブリ１１は、全ての第１複合電極片を巻回するように構成される。

図３に示すように、本出願のさらにいくつかの他の実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、少なくとも１つの第２複合機構１０２を含み、第２複合機構１０２は、全ての第１電極片と全ての第２電極片とを複合して第２複合電極片を形成するように構成され、巻回アセンブリ１１は、全ての第２複合電極片を巻回するように構成される。

図４に示すように、電極アセンブリの作成装置は、さらに、複数のセパレータ巻出装置１４を含み、複数のセパレータ巻出装置１４は、巻回アセンブリ１１に複数のセパレータを供給するように構成され、セパレータは、短絡を防止するために、第１電極片を第２電極片から絶縁するように構成されている。

各電極アセンブリは、少なくとも複数の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片と、巻回構造の巻回軸方向に垂直な方向に沿って重ねられる複数のセパレータとを含み、隣接する第１電極片と第２電極片とは、少なくとも１つのセパレータを介して絶縁されている。

本出願の別の実施形態では、複数の第１電極片巻出装置１２、少なくとも１つの第２電極片巻出装置１３及び複数のセパレータ巻出装置１４が、それぞれ供給される電極片及びセパレータが巻回アセンブリ１１に入る前に巻回されないように、巻回アセンブリ１１の周囲に沿って分配されている。

本出願のさらに別の実施形態では、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片および複数のセパレータを重ね合わせた後、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片および複数のセパレータを帯状方向に沿って巻回した場合に、電極アセンブリが得られる。電極アセンブリは、巻回軸を備え、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片および複数のセパレータが重ねられた重ね合わせ面と、基本的に平行な巻回軸を備える巻回構造を有する。

複数の第１電極片と電極アセンブリの少なくとも１つの第２電極片とが重ね合わされる場合には、隣り合う任意の第１電極片と１つの第２電極片との間にセパレータをさらに配置して、隣り合う第１電極片と第２電極片とを絶縁することにより、互いに短絡しない目的を達成する。

本出願の別の実施形態では、異なる極性の電極片が隣接している。すなわち、第１電極片が第２電極片に隣接している。これは、他の電極片がなく、第１電極片と第２電極片との間にセパレータの少なくとも１つの層が存在することを意味し、例えば、第１電極片と第２電極片との間に他の第１電極片または第２電極片が存在しない。これはまた、第１電極片と第２電極片とが互いに最も直接隣接しており、例えば、電極片（正極片など）を例として、極性を有する電極片と、当該電極片に隣接する異なる極性を有する電極片の第１の層（負極片など）とを隣接電極片と呼ぶことも理解することができる。

第１電極片と第２電極片との重ね合わせ方法にかかわらず、隣り合う第１電極片と第２電極片との間には少なくとも１層のセパレータが配置されている。

本出願の別の実施形態では、巻回アセンブリ１１は、巻回コア１１２を含み、巻回コア１１２は、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片および複数のセパレータを巻回するように構成される。

本出願の別の実施形態では、巻回アセンブリ１１は、切替装置１１１を含み、巻回コア１１２は、切替装置１１１上に配置され、切替装置１１１は、巻回コア１１２を、ローディングステーションとアンローディングステーションとの間で切替えるように構成される。巻回コア１１２は、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片、およびローディングステーションＡに対応する複数のセパレータを、対応するローディングステーションＡで巻回して、巻回構造を有する電極アセンブリを形成するように構成される。

例えば、電極アセンブリの作成装置は、ローディングステーションＡとアンローディングステーションＢとを備え、切替装置１１１は、少なくとも１つの巻回コア１１２を備える。切替装置１１１は、少なくとも１つの巻回コア１１２のうちの１つの巻回コア１１２をローディングステーションＡに移動させ、次いで、ローディングステーションＡに対応する巻回コア１１２は、ローディングステーションＡに対応する複数の第１電極片巻出装置１２によって供給される複数の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片巻出装置１３によって供給される少なくとも１つの第２電極片と、複数のセパレータ巻出装置１４によって供給される複数のセパレータとを巻回して、巻回構造を有する電極アセンブリを形成することができる。巻回が終了した後、切替装置１１１は、電極アセンブリを備えた巻回コア１１２を、電極アセンブリのアンローディングステーションＢに移動させて、電極アセンブリのアンローディングを容易にする。ここでのアンローディングとは、電極アセンブリを備えた巻回コア１１２を次工程にうつすことをいう。次工程は、テープ貼り付け等の巻回工程の次工程や、ホットプレス等の巻回後の次工程とすることもできる。切替装置１１１に少なくとも他の巻回コア１１２がさらに設けられている場合、他の巻回コア１１２は、ローディングステーションＡに移動され、巻回構造を有する別の電極アセンブリを連続的に形成する。

例えば、図４に示すように、切替装置１１１は、２つの巻回コア１１２を備え、巻回コア１１２に対応する位置には、ローディングステーションＡとアンローディングステーションＢとが設けられている。切替装置１１１は、回転円板を備え、２つの巻回コア１１２は、切替装置１１１の周に沿って分布され、２つの巻回コア１１２は、切替装置１１１の直径上における、切替装置１１１の回転軸の中心と対称に配置されている。

図５に示すように、切替装置１１１の回転軸を中心として、２つの巻回コア１１２を切替装置１１１の異なる直径に配置し、切替装置１１１は、一方の巻回コア１１２をローディングステーションＡに移動させて、ローディングステーションＡに対応する第１電極片、第２電極片およびセパレータを巻回し、巻回構造を有する電極アセンブリを形成する。巻回が終了した後、切替装置１１１は回転を続け、電極アセンブリを備えた巻回コア１１２をアンローディングステーションＢに移動させて電極アセンブリのアンローディングを容易にし、他方の巻回コア１１２をローディングステーションＡに移動させて、巻回構造を有する別の電極アセンブリを形成する。

例えば、図６に示すように、切替装置１１１は回転円板を備え、切替装置１１１は３つの巻回コア１１２を備え、３つの巻回コア１１２は切替装置１１１の周囲に沿って配置されている。例えば、３つの巻回コア１１２は切替装置１１１の周囲に等角状に配置されており、切替装置１１１は１つの巻回コア１１２をローディングステーションＡに移動させて、ローディングステーションＡに対応する第１電極片、第２電極片およびセパレータを巻回し、巻回構造を有する電極アセンブリを形成する。巻回が終了した後、切替装置１１１は回転を続け、電極アセンブリを有する巻回コア１１２は、テープ取付ステーションＢ´に移動して、エンディングテープが取り付けられる。テープ取付ステーションＢ´に移動させ、エンディングテープで取り付けられた後の電極アセンブリを有する巻回コア１１２は、電極アセンブリの取り外しを容易にするためアンローディングステーションＣに移動する。アンローディングステーションは、テープ取付ステーションＢ´およびアンローディングステーションＣを含む。

電極アセンブリを備えた巻回コア１１２がテープ取付ステーションＢ´に移動すると、他方の巻回コア１１２は、ローディングステーションＡに移動し、巻回構造を備えた別の電極アセンブリを形成すうる。一方、最後の巻回コア１１２は、アンローディングステーションＣにあり、ローディングステーションＡに入るために切替装置１１１の回転を待つための待機巻回コア１１２として機能する。

すなわち、最後の巻回コア１１２が配置されているステーションは、待機ステーションとしての役割を果たすことができ、電極アセンブリが巻回コア１１２上に配置されている場合には、アンローディングステーションＣとしての役割も果たすことができる。すなわち、切替装置１１１は、電極アセンブリをアンローディングステーションＣへアンロード（unload）させる、すなわち、電極アセンブリをアンロードするために、電極アセンブリと共に巻回コア１１２を移動させるために回転する。電極アセンブリを備えた巻回コア１１２がアンローディングステーションＣでアンロードされた後、空の巻回コア１１２がアンローディングステーションＣに配置され、ローディングステーションＡに入るのを待つことができる。

本出願の別の実施形態では、巻回コア１１２に対応する位置には、２つ以上のローディングステーションＡが設けられる。例えば、図７に示すように、巻回コア１１２に対応する位置には、２つのローディングステーションＡが設けられ、その後、切替装置１１１は、ローディングステーションＡと同じ番号の巻回コア１１２を、それぞれのローディングステーションＡに移動させることができる。各ローディングステーションＡに対応する巻回コア１１２を巻回して、ローディングステーションＡと同じ番号の巻回構造を有する電極アセンブリを形成する。そのとき、各ローディングステーションＡは、複数の第１電極片巻出装置１２、少なくとも１つの第２電極片巻出装置１３および複数のセパレータ巻出装置１４で構成されるローディングシステムのセットに対応する。本実施形態では、アンローディングステーションＢの数は限定されず、例えば、アンローディングステーションＢの数は１つであってもよいし、ローディングステーションＡの数と同じであってもよい。

本出願の別の実施形態では、図８に示すように、電極アセンブリの作成装置は、さらに、第１カッター１５１と第２カッター１５２とを有する。第１カッター１５１は、巻回コア１１２が電極アセンブリを所定の巻数巻回したときに、複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータを切断し、少なくとも１つのセパレータを保持するように構成されている。第２カッター１５２は、巻回コア１１２が、（テープを取り付けることが可能な）アンローディングステーションＢにあるときに、少なくとも１つの保持されたセパレータを切断するように構成される。

本出願のさらに別の実施形態では、各ローディングステーションＡは、１つの第１カッター１５１および１つの第２カッター１５２に対応する。例えば、１つの第１カッター１５１および１つの第２カッター１５２は、各ローディングステーションＡに向けて配置することができ、任意のローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に対応する巻回コア１１２が、巻回される電極アセンブリ内の電極片を所定の巻数に巻回すると、ローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に対応する第１カッター１５１は、少なくとも１つのセパレータを保持することに基づいて、ローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に入る他のセパレータを切断する。例えば、第１カッター１５１は、セパレータを電極アセンブリの巻回構造の最外層に保持し、他の全てののセパレータを切断する。ここで、所定の巻回数に巻回するとは、第１電極片または第２電極片が巻回コアに巻回する長さが、電極アセンブリが必要とする長さに達することを意味する。

第２カッター１５２は、少なくとも１つの保持されたセパレータがローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）で再び首尾よくローディングされた後に、ローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）とローディングステーションＢ（例えば、第１アンローディングステーション）との間に配置された少なくとも１つの保持されたセパレータを切断するように構成される。例えば、切替装置１１１が、第１ローディングステーションに対応する巻回コア１１２を第１アンローディングステーションに移送するとき、第１ローディングステーション上の巻回コア１１２の電極アセンブリもまた、少なくとも１つのセパレータを保持するので、保持されたセパレータと、隣接する第１電極片と、第２電極片またはセパレータとの間の摩擦効果、および、第１電極片とセパレータとの間と第２電極片とセパレータとの間との摩擦効果が利用される。保持されたセパレータは、すべての第１電極片、第２電極片、および他のセパレータをローディングステーションＡでロードするように駆動することができる。ロードが終了した後、第２カッター１５２は、ローディングステーションＡに移動する巻回コア１１２が新しい電極アセンブリを巻回するように、第１ローディングステーションと第１アンローディングステーションとの間の少なくとも１つの保持されたセパレータを切断する。ここで、ローディングステーションでのロード完了とは、他方の切断されたセパレータが巻回コアに完全に巻回され、巻回コア１１２が切替装置とともにローディングステーションに移動することを意味し、このとき、１つの保持されたセパレータは、ローディングステーションで再び首尾よくロードされる。すなわち、ローディングステーションに配置された、その一部は、ローディングステーションで巻回コアに固定される。少なくとも１つの保持されたセパレータの、ローディングステーションとアンローディングステーションとの間に配置された一部が第２カッター１５２によって切断された後、１つの保持されたセパレータの終端部は、対応する第１電極片または第２電極片の終端部よりも長く、アンローディングステーションにおける巻回コア１１２は、連続的に回転し、１つの保持されたセパレータおよびその対応する第１電極片または第２電極片を巻回構造の最外層に巻回して、電極アセンブリを形成する。

本出願の別の実施形態では、少なくとも１つの保持されたセパレータは、電極アセンブリのセパレータの最外層から算出されるセパレータの少なくとも１つの層を含む。例えば、電極アセンブリのセパレータは、セパレータの最外層（すなわち、第１外層）、セパレータの第２外層、セパレータの第３外層、セパレータの第ｎ外層、のように、巻回構造において外側から内側に順に呼び出され得る。ここで、ｎは、第１電極片を第２電極片から分離するためのセパレータの数に関連する。例えば、ｎは、第１電極片および第２電極片の数の合計以上であり、最外層のセパレータは、巻回構造の電極片（一般に、第２電極片）の最外リングの外側に取り付けられたセパレータを示す。電極片の最外リングは、巻回構造が平坦化された後の最外層の電極片だけでなく、巻回構造の任意の電極片が、他の電極片が巻回を終えた後に巻回し続ける場合に、巻回構造の最外リングで形成される電極片であってもよい。

本出願の他の実施形態では、第１電極片及び第２電極片に絶縁層が設けられており、セパレータは不要である。複数の第１電極片および少なくとも１つの第２電極片が巻回されるとき、第１カッター１５１は、複数の第１電極片および少なくとも１つの第２電極片のうちの少なくとも１つの電極片を切断し、巻回コアが所定の巻数の間、電極アセンブリを巻回するとき、少なくとも１つの第１電極片または１つの第２電極片を保持するように構成される。

第２カッター１５２は、巻回コアがアンローディングステーションにあるときに保持された少なくとも１つの第１電極片又は第２電極片を切断するように構成されている。

本出願の別の実施形態では、図９に示されるように、各巻回コア１１２の巻回表面には、複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を吸着するための少なくとも１つの負圧開口部１１２１が設けられる。例えば、２つ以上の負圧開口部１１２１が一般に利用可能であり、少なくとも１つの負圧開口部１１２１は、少なくとも１つの負圧開口部１１２１が属する巻回コア１１２のロードのためのセパレータを吸着するように構成される。巻回初期部分とは、巻回開始時のセパレータのヘッド部を指す。

本出願の他のいくつかの実施形態において、第１電極片及び第２電極片には、絶縁層が設けられ、セパレータは不要である。複数の第１電極片および少なくとも１つの第２電極片が巻回される場合、巻回コア１１２の巻回表面に配置された少なくとも１つの負圧開口部１１２１は、複数の第１電極片または少なくとも１つの第２電極片のうちの少なくとも１つの電極片を吸着するように構成される。

本出願の別の実施形態では、負圧開口部１１２１は、巻回コア１１２の巻回表面に配置されるピットまたはスルーホールを含む。ピットまたはスルーホールの大きさおよび形状は、本実施形態では限定されず、例えば、ピットまたはスルーホールは、円形状であってもよく、または、三角形状であってもよく、または、四角形状であってもよい。

本出願のさらに別の実施形態では、負圧開口部１１２１は、三角形状、円形状、正方形状、または他の不規則形状とすることができる。

本出願のさらに別の実施形態では、負圧開口部１１２１は、巻回コア１１２の巻回表面上にアレイ状に分布される。負圧開口部１１２１の配列分布は、セパレータに作用する吸着力を均一にし、巻回時のセパレータまたは電極片（第１電極片または第２電極片）の平坦性を確保する。

また、本出願のさらに別の実施形態では、図１０に示すように、電極アセンブリの作成装置は、プレスローラ１６１とスプレーブロー機構１６２とをさらに備える。プレスローラ１６１は、複数のセパレータにおける少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を巻回コアに向かって押圧するように構成される。スプレーブロー機構１６２は、巻回コアが巻回初期部分を巻回するように、巻回コアの表面に巻回初期部分の端部をブロー（blow）するように構成され、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片および複数のセパレータを駆動する。各ローディングステーションＡは、１つのプレスローラ１６１および１つのスプレーブロー機構１６２に対応し、プレスローラ１６１は、対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）の複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を、対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に対応する巻回コア１１２に向かって押圧するように構成される。スプレーブロー機構１６２は、対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）上の巻回コア１１２の巻回初期部分が巻回するように、少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分の端部を、対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に対応する巻回コア１１２の巻回表面にブローするように構成され、対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に対応する、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片、および複数のセパレータを駆動して、巻回構造を有する電極アセンブリを形成する。

また、本出願の他の実施形態においては、図１０に示すように、第１電極片及び第２電極片に絶縁層を設け、セパレータを必要とせず、複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を巻回した場合に、プレスローラ１６１は、複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片のうちの少なくとも１つの電極片の巻回初期部分を巻回コアに向けて押圧するように構成される。スプレーブロー機構１６２は、巻回コアが巻回初期部分を巻回するように、巻回初期部分の端部を巻回コアの表面にブローして、巻回される複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を駆動するように構成されている。

本出願の別の実施形態では、図１１に示されるように、電極アセンブリの作成装置は、ローディングアセンブリ１７をさらに含む。各ローディングステーションＡは、１つのローディングアセンブリ１７に対応することができる。ローディングアセンブリ１７は、ローディングアセンブリ１７に対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に入る少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を、対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に対応する巻回コア１１２の巻回表面に供給するように構成される。ローディングアセンブリ１７は、さらに、電極アセンブリ内の電極片が所定の巻数に巻回され、セパレータが切断された後に、セパレータの終端部分をクランプし、ローディングアセンブリ１７で、次の予め形成された電極アセンブリのセパレータの巻回初期部分をクランプするように構成される。

図１２に示すように、ローディングアセンブリ１７は、第１ローディング片１７１を含み、第１ローディング片１７１は、少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を巻回コア１１２に供給するように構成される。第１ローディング片１７１は、第１ローディング片１７１に対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に入る少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を、対応するローディングステーションＡ（例えば、第１ローディングステーション）に対応する巻回コア１１２の巻回表面に供給するように構成される。第１ローディング片１７１は、電極アセンブリ内の電極片が所定の巻数に巻回され、セパレータが切断された後に、セパレータの終端部分をクランプするようにさらに構成される。

ローディングアセンブリ１７は、さらに、第２ローディング片１７２を含み、第２ローディング片１７２は、電極アセンブリ内の電極片が所定の巻数に巻回され、セパレータが切断された後、ローディングアセンブリ１７において、次の予め形成された電極アセンブリのセパレータの巻回初期部分をクランプするように構成される。第１カッター１５１は、第１ローディング片１７１と第２ローディング片１７２との間に配置される。

例えば、図１２に示すように、ローディングアセンブリ１７は、第１ローディング片１７１と第２ローディング片１７２とを含み、第１ローディング片１７１と第２ローディング片１７２との間に第１カッター１５１が配置される。第１ローディング片１７１は、対応するローディングステーションのセパレータの巻回初期部分をクランプし、巻回初期部分を巻回コア１１２に供給するように構成される。第１カッター１５１がセパレータを切断した後、第１ローディング片１７１がセパレータの巻回された終端部分をクランプし、セパレータの巻回された終端部分を巻回コア１１２に移動させ、第２ローディング片１７２が、その後に予め形成された電極アセンブリのセパレータの巻回初期部分をクランプするように構成される。

本願の別の実施形態では、第１電極片及び第２電極片には絶縁層が設けられており、セパレータは不要である。複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片が巻回されると、第１ローディング片１７１は、少なくとも１つの電極片の巻回初期部分を複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片にクランプし、巻回初期部分を巻回コア１１２に供給するように構成される。第２ローディング片１７２は、複数の第１電極片における少なくとも１つの第１電極片又は第２電極片と少なくとも１つの第２電極片とが切断された場合に、切断された少なくとも１つの第１電極片又は第２電極片をクランプするように構成されている。

本出願のさらに別の実施形態では、各ローディングアセンブリ１７は、対応するローディングステーションＡに対応する巻回コア１１２の下方に配置され、下から上へセパレータをローディングステーションＡに対応する巻回コア１１２に供給する。例えば、ローディングアセンブリ１７は、第１ローディングステーションに対応する巻回コア１１２の下方に配置され、ローディングアセンブリ１７は、セパレータを下から上へ第１ローディングステーションに対応する巻回コア１１２に供給するように構成される。

本出願のさらに別の実施形態では、図１３に示されるように、電極アセンブリの作成装置は、複数の第１複合機構１８１および少なくとも１つの第２複合機構１８２をさらに含み、複数の第１複合機構１８１のうちの各第１複合機構１８１は、複数の第１電極片のうちの１つの第１電極片と、複数のセパレータのうちの１つのセパレータとを第１複合電極片に複合するように構成される。

少なくとも１つの第２複合機構１８２のうちの各第２複合機構１８２は、少なくとも１つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、複数のセパレータのうちの別のセパレータとを第２複合電極片に複合するように構成される。

巻回アセンブリ１１は、全ての第１複合電極片及び全ての第２複合電極片を巻回して、巻回構造を有する電極アセンブリを形成するように構成される。

本出願の別の実施形態では、図１４に示すように、電極アセンブリの作成装置は、少なくとも１つの第３複合機構１８３をさらに含み、少なくとも１つの第３複合機構１８３のうちの各第３複合機構１８３は、複数の第１電極片のうちの１つの第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、複数のセパレータのうちの２つのセパレータとを第３複合電極片に複合するように構成される。巻回アセンブリ１１は、巻回構造を有する電極アセンブリを形成するようにすべての第３複合電極片を巻回するように構成される。

本出願のさらに別の実施形態では、図１５に示すように、電極アセンブリの作成装置は、第４複合機構１８４をさらに含み、第４複合機構１８４は、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片、および複数のセパレータを第４複合電極片に複合するように構成される。巻回アセンブリ１１は、巻回構造を有する電極アセンブリを形成するように第４複合電極片を巻回するように構成される。

上述した電極アセンブリの作成装置によれば、電極アセンブリの作成装置として、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片及び複数のセパレータを巻回して、巻回構造を有する電極アセンブリを得る。すなわち、複数の第１電極片及び複数の第２電極片を同時に巻回アセンブリ１１に巻回し、巻回アセンブリ１１が１つの電極片を巻回したときに、巻回アセンブリ１１が１回転するときに得られる電極片の長さは、巻回アセンブリ１１が１つの電極片を巻回したときの複数の巻回に対する回転の長さと同等となる。これにより、巻回数を低減し、電極アセンブリの巻回効率を向上させることができる。その結果、１つの第２電極片が複数の第１電極片に対応するように第２電極片を設計することができる。

また、本実施形態で作製した電極アセンブリと同様のエネルギーを達成するために、複数の第１電極片の合計と等しい長さを有する単一の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片の合計に等しい長さを有する単一の第２電極片とを巻回して得られた電極アセンブリと比較すると、本実施形態で作製した電極アセンブリは、複数の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片と、複数のセパレータとを重ね合わせて巻回することで電極アセンブリが形成されている。すなわち、本実施形態で作成した電極アセンブリは、複数の第１電極片の長さの合計に等しい長さを有する単一の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片の長さの合計に等しい長さを有する単一の第２電極片とをそれぞれ複数に分割した後に、平行に巻回して得られたものである。本実施形態で作成された電極アセンブリの内部には、同極性の電極片が複数作成されており、電極アセンブリの内部抵抗が小さくなっているので、使用工程における電極アセンブリの発熱量を低減し、電極アセンブリの性能を向上させることができる。

また、複数の第１電極片の長さの和に等しい長さを有する単一の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片の和に等しい長さを有する単一の第２電極片とを巻回して同一のエネルギーを達成する条件と比較して、巻回時には、後段の電極アセンブリをバッテリーに組み立てた後に、電気的接続を確保するために、同一極性を有する複数のタブを揃えるように制御すべきである。タブの位置合わせを確実にするために、タブの位置は、タブに対応する巻回半径に従って計算され、したがって、巻回数が多いほど、巻回半径の変化が大きくなり、タブ間の位置の正確な計算が難しくなり、タブの位置ずれ（すなわち、タブの位置ずれの程度）の制御が難しくなる。本実施形態の電極アセンブリでは、電極片の長さを短くし、巻回数を少なくすることで、巻回工程におけるタブの誤配置の制御能力を向上させ、電極アセンブリの品質を向上させることができる。

説明を簡単にするために、以下の実施の形態を１つの巻回アセンブリ、２つの第１電極片巻出装置及び２つの第２電極片巻出装置を例に挙げて説明する。

図１６は、本出願の第１の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の構造概略図である。第１の実施の形態では、電極アセンブリの作成装置は、巻回アセンブリ１０１と、２つの第１電極片巻出装置１０２と、２つの第２電極片巻出装置１０３とを含む。

２つの第１電極片巻出装置１０２は、巻回アセンブリ１０１のための２つの第１電極片を供給するように構成される。

２つの第２電極片巻出装置１０３は、巻回アセンブリ１０１のための２つの第２電極片を供給するように構成されている。

巻回アセンブリ１０１は、２つの第１電極片および２つの第２電極片を重ね合わせ、巻回構造を有する電極アセンブリに巻回するように構成される。電極アセンブリは、一方の第１電極片と、一方の第２電極片と、他方の第１電極片と、他方の第２電極片とを含み、これらの電極片は、巻回構造の巻回軸方向に垂直な方向に沿って重ね合わされる。

第１電極片の極性は第２電極片の極性と反対であり、第１電極片と第２電極片は共に絶縁層が設けられている。第１電極片は、短絡を防止するための絶縁層を介して第２電極片と分離されている。

例えば、第１電極片は絶縁層を有する正極片であり、第２電極片は絶縁層を有する負極片である。あるいは、第１電極片は絶縁層を有する負極片であり、第２電極片は絶縁層を有する正極片である。

巻回アセンブリ１０１は、切替装置１０１１と、切替装置１０１１には、３つの巻回コアが設けられている。区別するため、３つの巻回コアのそれぞれは、第１巻回コア１０１２と、第２巻回コア１０１３および第３巻回コア１０１４として、定義されており、第１巻回コア１０１２、第２巻回コア１０１３および第３巻回コア１０１４は、切替装置１０１１の回転軸に沿って間隔をあけて配置されている。第１ステーション、第２ステーション、および第３ステーションは、切替装置１０１１の周方向に沿って配置される。第１巻回コア１０１２が第１ステーションに配置されると、第２巻回コア１０１３が第２ステーションに配置され、第３巻回コア１０１４が第３ステーションに配置されると、切替装置１０１１が回転する。第１巻回コア１０１２が第２ステーションに配置される場合、第２巻回コア１０１３が第３ステーションに配置され、第３巻回コア１０１４が第１ステーションに配置され、切替装置１０１１が回転する。第１巻回コア１０１２が第３ステーションに配置される場合、第２巻回コア１０１３が第１ステーションに配置され、第３巻回コア１０１４が第２ステーションに配置される等、以下同様である。

第１ステーションがローディングステーションであり、第２ステーションがテープ取付ステーションであり、第３ステーションがアンローディングステーションであると仮定する。第２ステーションと第３ステーションとを組み合わせて、アンローディングステーションと称されるステーションにすることができる。

ローディングステーションに対応する巻回コアは、２つの第１電極片と２つの第２電極片を巻回し、巻回構造を有する電極アセンブリを形成する。切替装置１０１１は、電極アセンブリを有する巻回コアをテープ取付ステーションに移動させ、エンディングテープが取り付けられる。最後に、切替装置１０１１は、電極アセンブリを有する巻回コアを、電極アセンブリをアンローディングステーションに移動させて、電極アセンブリのアンローディングを容易にする。

第１の実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、第１カッター１０４および第２カッター１０５をさらに含む。第１カッター１０４は、ローディングステーションに配置され、巻回コアが電極アセンブリを所定の巻数だけ巻回するときに、少なくとも１つの第１電極片または第２電極片を保持することに基づいて、他の第１電極片および第２電極片を切断するように構成される。

第２カッター１０５は、第１ステーションと第２ステーションとの間に配置され、第２カッター１０５は、第２ステーションに巻回コアが配置された場合に、保持されている少なくとも１つの第１電極片又は第２電極片を切断するように構成されている。

第１の実施形態では、巻回コア１１２の巻回表面に少なくとも１つの負圧開口部を設けて、複数の第１電極片または少なくとも１つの第２電極片のうちの少なくとも１つの電極片を吸着させることができる。

また、第１の実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、プレスローラとスプレーブロー機構とを更に含むことができる。２つの第１電極片及び２つの第２電極片が巻回された場合に、プレスローラは、２つの第１電極片及び２つの第２電極片における少なくとも１つの電極片の巻回初期部分を巻回コアに向けて押圧するように構成される。スプレーブロー機構は、巻回初期部分を巻回するように、巻回初期部分の端部を巻回コアの表面にブローして、他の第１電極片及び前記第２電極片を駆動するように構成されている。

第１の実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、テープ準備機構１０６と、テープ取付機構１０７とをさらに含む。テープ準備機構１０６は、テープ取付機構１０７にエンドテープを供給するように構成されている。テープ取付機構１０７は、ローディングステーション、すなわち第２ステーションの下流に配置され、巻回が終了した後に巻回構造上にエンディングテープを取り付ける。

以下の実施形態は、１つの巻回アセンブリ、２つの第１電極片巻出装置、２つの第２電極片巻出装置、４つのセパレータ巻出装置を例に挙げて説明する。

図１７は、本出願の第２の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の構造概略図である。第２の実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、巻回アセンブリ２０１、２つの第１電極片巻出装置２０２、２つの第２電極片巻出装置２０３、及び４つのセパレータ巻出装置２０４を含む。

２つの第１電極片巻出装置２０２は、巻回アセンブリ２０１のための２つの第１電極片ａ１及びａ２を供給するように構成されている。

２つの第２電極片巻出装置２０３は、巻回アセンブリ２０１のための２つの第２電極片ｂ１、ｂ２を供給するように構成されている。

４つのセパレータ巻出装置２０４は、巻回アセンブリ２０１のための４つのセパレータｃ１、ｃ２、ｃ３およびｃ４を供給するように構成される。

巻回アセンブリ２０１は、第１セパレータｃ１と一方の第１電極片ａ１との間の対、１つの第２セパレータｃ２と一方の第２電極片ｂ１との間の対、１つの第３セパレータｃ３と他方の第１電極片ａ２との間の対、および第４セパレータｃ４と他方の第２電極片ｂ２との間の対を重ね合わせ、巻回構造を有する電極アセンブリに巻回するように構成される。電極アセンブリは、第１セパレータｃ１と、第１電極片ａ１と、第２セパレータｃ２と、第２電極片ｂ１と、第３セパレータｃ３と、別の第１電極片ａ２と、第４セパレータｃ４と、別の第２電極片ｂ２とを含む。これらは、巻回構造の巻回軸方向に垂直な方向に沿って交互に重ね合わされる。すなわち、隣接する第１電極片と第２電極片とは、１つのセパレータを介して絶縁されている。

図１７および図１８に示すように、巻回アセンブリ２０１は、切替装置２１０を含む。切替装置２１０は、３つの巻回コアを備え、３つの巻回コアを区別するため、３つの巻回コアのそれぞれは、第１巻回コア２１１、第２巻回コア２１２および第３巻回コア２１３として定義される。第１ステーション、第２ステーションおよび第３ステーションは、切替装置２１０の回転方向に沿って配置される。第１巻回コア２１１が第１ステーションに配置されると、第２巻回コア２１２が第２ステーションに配置され、第３巻回コア２１３が第３ステーションに配置される。第１巻回コア２１１が第２ステーションに配置され、第２巻回コア２１２が第３ステーションに配置され、第３巻回コア２１３が第１ステーションに配置されている場合、切替装置２１０が回転する。第１巻回コア２１１が第３ステーションに配置され、第２巻回コア２１２が第１ステーションに配置され、第３巻回コア２１３が第２ステーションに配置されている場合等、切替装置２１０が回転する。

第１ステーションがローディングステーションであり、第２ステーションがテープ取付ステーションであり、第３ステーションがアンローディングステーションであると仮定する。テープ取付ステーションおよびアンローディングステーションは、アンローディングステーションに組み合わされ得る。すなわち、アンローディングステーションは、テープ取付ステーションおよびアンローディングステーションを含む。

第１巻回コア２１１、第２巻回コア２１２および第３巻回コア２１３は、切替装置２１０の回転軸に沿って間隔をあけて配置されている。

４つ以上の巻回コアを切替装置２１０上に配置することも当然可能であり、各巻回コアは切替装置２１０の回転に伴ってローディングステーション及びアンローディングステーションにおいて順次動作し、動作効率を向上させる。

本実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、第１カッター２２１および第２カッター２２２をさらに含む。

第１カッター２２１は、第１ステーションに対応する位置に配置され、切替装置２１０の外側では、第１カッター２２１に対応してナイフホルダー２２３が配置される。第１カッター２２１は、ナイフホルダー２２３と合わさることでセパレータを切断する。第２カッター２２２は、第１ステーションと第２ステーションとの間の位置に対応する、切替装置２１０の外側に配置されている。

第１巻回コア２１１が第１ステーションに配置されている場合、第１巻回コア２１１は、２つの第１電極片、２つの第２電極片および４つのセパレータを受け取り、巻回する。予め設定された長さに巻回された後、一方のセパレータを保持することに基づいて、第１巻回コア２１１に入った他方の３つのセパレータが第１カッター２２１を介して切断される。第１巻回コア２１１が第２ステーションに配置されると、１つの残りのセパレータが第２カッター２２２を介して切断される。

第１巻回コア２１１は連続的に回転し、１つの残りのセパレータを巻回構造の最外層に巻回する。任意に、一方の保持されたセパレータは、電極アセンブリのセパレータの最内層であり、保持されたセパレータとしての電極アセンブリのセパレータの最内層を最終的に巻回して電極アセンブリの最外層を形成する。それによって、保持されたセパレータが他のセパレータおよび対応する第１電極片および第２電極片を包囲する場合に、末端部の段階のような現象によって生じるバッテリーに電極アセンブリが適用される際のリチウム沈殿の問題を回避する。

本実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、ローディングアセンブリ２３１の第１グループと、ローディングアセンブリ２３２の第２グループと、ローディングアセンブリ２３３の第３グループと、ローディングアセンブリ２３４の第４グループとをさらに含む。

ローディングアセンブリ２３１の第１グループは、第１セパレータｃ１の巻回初期部分および１つの第１電極片ａ１の巻回初期部分を、ローディングステーションに対応する第１巻回コア２１１に供給する。

ローディングアセンブリ２３２の第２グループは、第２セパレータｃ２の巻回初期部分および１つの第２電極片ｂ１の巻回初期部分を、ローディングステーションに対応する第１巻回コア２１１に供給する。

ローディングアセンブリ２３３の第３グループは、第３セパレータｃ３の巻回初期部分および別の第１電極片ａ２の巻回初期部分を、ローディングステーションに対応する第１巻回コア２１１に供給する。

第４アセンブリ２３４は、第４セパレータｃ４の巻回初期部分および他の第２電極片ｂ２の巻回初期部分を、ローディングステーションに対応する第１巻回コア２１１に供給する。

本実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、さらに、誘導板２４０を含む。誘導板２４０は、巻回アセンブリ２０１のローディングステーションに配置され、誘導板２４０は、第１電極片、第２電極片およびセパレータを巻回アセンブリ２０１のローディングステーションに誘導するように構成されている。

本実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、テープ準備機構２５１と、テープ取付機構２５２とをさらに含む。テープ取付機構２５２は、アンローディングステーションのテープ取付ステーションに対応するローディングステーションの下流に配置されており、巻回が終了した後に巻回構造にエンディングテープを取り付けるように構成される。テープ準備機構２５１は、テープ取付機構２５２にエンディングテープを供給するために、テープ取付ステーション、すなわち第３ステーションの下流に配置されている。

切替装置２１０の移動に伴って第１巻回コア２１１がアンローディングステーションに配置されると、テープ取付機構２５２は巻回構造にエンディングテープを取り付け、電極アセンブリの作成が終了する。

第２巻回コア２１２及び第３巻回コア２１３の動作工程は、第１巻回コア２１１の動作工程と同じであり、ここでは重複して繰り返さない。

図１９に示すように、ローディングアセンブリ２３１の第１グループ、ローディングアセンブリ２３２の第２グループ、ローディングアセンブリ２３３の第３グループ、およびローディングアセンブリ２３４の第４グループは、すべて、協働して作動するように相互に対応する第１ローディング片２３０１および第２ローディング片２３０２を含む。第１カッター２２１は、各第１ローディング片２３０１とその対応する第２ローディング片２３０２との間に配置される。ナイフホルダー２２３は、第１カッター２２１に対応して配置され、第１カッター２２１が、ナイフホルダー２２３と合わされて、セパレータを切断する。

第１ローディング片２３０１は、対応するローディングステーションのセパレータの巻回初期部分をクランプし、巻回初期部分を第１巻回コア２１１に供給するように構成される。第１カッター２２１がセパレータを切断した後、第１ローディング片２３０１は、予め形成された電極アセンブリの終端部を先にクランプし、セパレータの終端部を第１巻回コア２１１に移動させ、第２ローディング片２３０２は、その後に予め形成された電極アセンブリのセパレータの巻回初期部分をクランプするように構成される。

第１巻回コア２１１、第２巻回コア２１２および第３巻回コア２１３の表面は全て、複数の小真空負圧開口部２１４を有して分布している。各負圧開口部２１４は、セパレータを吸着するように構成されており、円滑な供給に有利である。

図２０は、本出願の第３の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の構造概略図である。第３の実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、巻回アセンブリ３０１、２つの第１電極片巻出装置３０２、２つの第２電極片巻出装置３０３、及び４つのセパレータ巻出装置３０４を含む。

巻回アセンブリ３０１、２つの第１電極片巻出装置３０２、２つの第２電極片巻出装置３０３及び４つのセパレータ巻出装置３０４の効果は、本願明細書において冗長的に繰り返されない、巻回アセンブリ２０１、２つの第１電極片巻出装置２０２、２つの第２電極片巻出装置２０３及び４つのセパレータ巻出装置２０４の効果と同様である。

第３の実施形態と第２の実施形態との間の区別は、少なくとも以下のようにすることができる。

第３の実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、２つの第１複合機構３１１および２つの第２複合機構３１２をさらに含む。

２つの第１複合機構３１１における各第１複合機構３１１は、２つの第１電極片における１つの第１電極片と、４つのセパレータにおける１つのセパレータとを、第１複合電極片に複合するように構成されている。

第１複合機構３１１は、静電吸着、ホットプレス、テープ取付等の複合方法により、第１電極片とセパレータとを接続することができる。第１電極片及びセパレータは、第１電極片の厚さ方向に沿って積層状に配置されている。

２つの第１電極片巻出装置３０２は、２つの第１電極片を供給し、４つのセパレータ巻出装置３０４は、４つのセパレータを供給し、各第１電極片と１つのセパレータは、第１複合機構３１１を介して複合化されるため、２つの第１複合電極片を形成することができる。

２つの第２複合機構３１２のうちの各第２複合機構３１２は、２つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、４つのセパレータのうちの別のセパレータとを第２複合電極片に複合するように構成される。

第２複合機構３１２は、静電吸着、ホットプレス、テープ取付等の複合方法により、第２電極片とセパレータとを接続することができる。第２電極片及びセパレータは、第２電極片の厚さ方向に沿って積層状に配置されている。

２つの第２電極片巻出装置３０３は、２つの第２電極片を供給し、４つのセパレータ巻出装置３０４は、４つのセパレータを供給し、各第２電極片と１つのセパレータは、第２複合機構３１２を介して複合化されているため、２つの第２複合電極片を形成することができる。

巻回アセンブリ３０１は、２つの第１複合電極片および２つの第２複合電極片を巻回して巻回構造を形成するように構成されている。

巻回アセンブリ３０１が巻回する前に、第１電極片とセパレータとが最初に第１複合機構３１１を介して複合化され、第１電極片とセパレータとが互いに接続されて全体の第１複合電極片を形成する。第２電極片とセパレータとが第２複合機構３１２を介して複合化されて、全体の第２複合電極片を形成する。次いで、第１複合電極片と第２複合電極片とがすべて巻回アセンブリ３０１に供給されて巻回される。

一態様では、第１電極片及び第２電極片は、それぞれ、それらの対応するセパレータによって駆動されて、巻回アセンブリ３０１に入り、巻回される。第１電極片、第２電極片及びセパレータがそれぞれ独立して巻回アセンブリ３０１に入る態様と比較して、巻回アセンブリ３０１のローディングステーションの供給層数が少なくなり、複数層での供給による相互干渉を回避し、第１電極片、第２電極片及びセパレータのアライメントの困難さを低下させ、第１電極片及び第２電極片のミスアライメントの可能性を低下させる。これにより、巻回におけるアライメント精度の向上、作業の容易化、効率化を図ることができる。ここでのアライメントとは、第１電極片、第２電極片及びセパレータがそれぞれの幅方向に沿って互いに位置合わせされることを意味する。

別の態様では、第１電極片および第２電極片は、それぞれのセパレータによって駆動され、巻回のために巻回アセンブリ３０１に入り、それによって、第１電極片および第２電極片が巻回工程に入るときに圧着または折り畳みの可能性を低下させ、電極アセンブリの歩留まりを効果的に改善する。

さらに別の態様では、第１電極片および第２電極片は、それぞれ、それらの対応するセパレータによって駆動されて、巻回アセンブリ３０１に入り、巻回される。巻回アセンブリ３０１のローディングステーションへの供給層数は、それに対応して減少され、巻回アセンブリ３０１のローディングステーションにおける各第１電極片、第２電極片およびセパレータの巻回を案内する巻回補助機構の数を減少させることができ、それによって、巻回アセンブリ３０１の全体構造を簡素化し、各供給層の補助機構を設定するのに十分なスペースを有し、巻回における動作効率を改善するのにさらに有利である。

電極アセンブリの作成装置は、４つの加熱片３２０を含む。加熱片３２０は、セパレータ巻出装置３０４によって供給されるセパレータを加熱するように構成される。

セパレータが複合機構に供給される前に、セパレータは、セパレータが物理的または化学的変化にさらされるように、最初に加熱片３２０を通して加熱され、次に、セパレータは、第１電極片と複合化される。それによって、セパレータと第１電極片との間のより良好な嵌合に有利であり、形成された第１複合電極片の平坦性を改善し、対応するセパレータからの第１電極片の分離の可能性を低下させる。

４つの加熱片３２０における１つの加熱片３２０は、１つのセパレータ巻出装置３０４と１つの第１複合機構３１１との間に配置される。４つの加熱片３２０の１つの加熱片３２０は、１つのセパレータ巻出装置２３と１つの第２複合機構３１２との間に配置される。加熱片３２０は、セパレータ巻出装置２３によって設けられたセパレータを加熱するように構成されている。

セパレータが第１複合機構３１１および第２複合機構３１２に供給される前に、セパレータは、セパレータが物理的または化学的変化を受けるように、最初に加熱片３２０を通して加熱され、次にセパレータは、第２電極片と複合化され、それによって、セパレータと第２電極片との間のより良好な嵌合に有利であり、形成された第２複合電極片の平坦性を改善し、対応するセパレータからの第２電極片の分離の可能性を低下させる。

また、第３の実施形態においては、電極アセンブリの作成装置は、第３カッター３３１をさらに含む。第３カッター３３１は、第１電極片巻出装置３０２と第１複合機構３１１との間に配置され、第１電極片巻出装置３０２により供給された第１電極片を切断するように構成されている。第１電極片の切断ステーションは、第１複合機構３１１の上流に配置され、第１複合機構３１１から遠く離れている。一方、第１電極片が第１複合機構３１１を介してセパレータと複合化されているステーションは、巻回アセンブリ３０１が巻回されるステーションから遠く離れているため、第１電極片は、第１複合機構３１１の上流で切断されることにより、第１電極片が切断された際に発生する塵埃が巻回アセンブリ３０１に侵入する可能性がより効果的に低くなり、巻回アセンブリ３０１に存在する塵埃によりセパレータが貫通された際に生じる第１電極片と第２電極片との短絡の危険性を低下させることができる。

また、第３の実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、第４カッター３３２をさらに含む。第４カッター３３２は、第２電極片巻出装置３０３と第２複合機構３１２との間に配置され、第２電極片巻出装置３０３によって供給された第２電極片を切断するように構成されている。第２電極片が切断されるステーションは、第２複合機構３１２の上流に配置され、第２複合機構３１２から遠く離れている。一方、第２複合機構３１２を介してセパレータと複合化されるステーションは、巻回アセンブリ３０１が巻回するステーションから遠く離れているため、第２複合機構３１２の上流で第２電極片が切断され、第２電極片が切断される際に発生する塵埃が巻回アセンブリ３０１に侵入する可能性をより効果的に低下させるとともに、セパレータが巻回アセンブリ３０１に存在する塵埃により貫通した場合に生じる第１電極片と第２電極片との短絡の危険性を低下させることができる。

図２１に示すように、第３の実施形態では、巻回アセンブリ３０１は、回転円板３０１１および３つの巻回コア３０１２を含み、電極アセンブリの作成装置は、第１カッター３５１、第２カッター３５２および２つ以上のローディングアセンブリ３４０をさらに含む。

第１カッター３５１は、３つのセパレータを切断するように構成され、第２カッター３５２は、１つのセパレータを切断するように構成されている。ローディングアセンブリ３４０の一方は、一方のセパレータをクランプするように構成され、他方のローディングアセンブリ３４０は、他方の３つのセパレータをクランプするように構成される。

ローディングアセンブリ３４０は、ローディングアセンブリ３４０に対応するローディングステーションに入るセパレータの巻回初期部分を、ローディングステーションに対応する巻回コア３０１２に供給するように構成され、自動化度合いが高くなっている。

ローディングアセンブリ３４０は、さらに、巻回構造が所定の巻数に巻回され、第１セパレータが切断された後に、次の予め形成された電極アセンブリのローディングアセンブリ３４０において、第１セパレータの終端部分をクランプし、セパレータの巻線初期部分をクランプするように構成される。

上記の実施形態では、ローディングアセンブリ３４０が、セパレータの巻回初期部分または巻回される終端部分をクランプし、巻回コア３０１２に供給するとき、制御可能な引張力をセパレータの巻線初期部分または終端部分にかけることができる。それによって、巻回初期部分または巻回される終端部分が自由懸架状態にあるときに巻回初期部分または巻回される終端部分が巻回コア３０１２に入るときの変位、曲げ、および圧着などの問題の可能性を低下させ、電極アセンブリの巻回品質を改善する。

図２２に任意に示すように、電極アセンブリの作成装置は、プレスローラ３６１と、各ローディングステーションに対応するスプレーブロー機構３６２とを備える。プレスローラ３６１は、プレスローラ３６１に対応するローディングステーションに対応する４つのセパレータの巻回初期部分を巻回コア３０１２に向けて押圧するように構成される。スプレーブロー機構３６２は、巻回コア３０１２がセパレータの巻回初期部分を巻回するように、４つのセパレータの巻回初期部分の端部を巻回コア３０１２にブローするように構成され、２つの第１電極片および２つの第２電極片を駆動して巻回構造を形成する。

図２３は、本出願の第４の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置の構造概略図である。第４の実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、巻回アセンブリ４０１、２つの第１電極片巻出装置４０２、２つの第２電極片巻出装置４０３、および４つのセパレータ巻出装置４０４を含む。

巻回アセンブリ４０１、２つの第１電極片巻出装置４０２、２つの第２電極片巻出装置４０３及び４つのセパレータ巻出装置４０４の効果は、本願明細書において冗長的に繰り返されず、巻回アセンブリ３０１、２つの第１電極片巻出装置３０２、２つの第２電極片巻出装置３０３及び４つのセパレータ巻出装置３０４の効果と同様である。

第４の実施形態と第３の実施形態との間の区別は、少なくとも以下のようにすることができる。

電極アセンブリの作成装置は、２つの第１複合機構４１１、２つの第２複合機構４１２、および２つの第３複合機構４１３をさらに含む。

２つの第１複合機構４１１のうちの各第１複合機構４１１は、２つの第１電極片のうちの１つの第１電極片と、４つのセパレータのうちの１つのセパレータとを第１複合電極片に複合するように構成される。

２つの第２複合機構４１２のうちの各第２複合機構４１２は、２つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、４つのセパレータのうちの別のセパレータとを第２複合電極片に複合するように構成される。

２つの第３複合機構４３における各第３複合機構４３は、１つの第１複合電極片と１つの第２複合電極片とを複合して第３複合電極片を形成するように構成されており、巻回アセンブリ４０１は、各第３複合電極片を巻回して巻回構造を形成するように構成されている。

また、第４の実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、第３カッター４２１をさらに含む。第３カッター４２１は第１電極片巻出装置４０２と第１複合機構４１１との間に配置され、第１電極片巻出装置４０２が備える第１電極片を切断するように構成されている。第１電極片が切断されるステーションは、第１複合機構４１１の上流に配置され、第１複合機構４１１から遠く離れている。一方、第１複合機構４１１を介して第１電極片がセパレータと複合されるステーションは、巻回アセンブリ４０１が巻回されるステーションから遠く離れているため、第１電極片は、第１複合機構４１１の上流で切断される。これにより、第１電極片が切断された際に発生する塵埃が巻回アセンブリ４０１に侵入する可能性が更に効果的に低くなり、巻回アセンブリ４０１に存在する塵埃によりセパレータが貫通した際に生じる第１電極片と第２電極片との短絡の危険性を低下させることができる。

また、第４の実施形態において、電極アセンブリの作成装置は、第４カッター４２２をさらに含む。第４カッター４２２は、第２電極片巻出装置４０３と第２複合機構４１２との間に配置され、第２電極片巻出装置４０３が備える第２電極片を切断するように構成されている。第２電極片が切断されるステーションは、第２複合機構４１２の上流に配置されており、第２複合機構４１２から遠く離れている。一方、第２複合機構４１２を介して第２電極片がセパレータと複合されるステーションは、巻回アセンブリ４０１が巻回されるステーションから遠く離れているため、第２複合機構４１２の上流で第２電極片が切断されることにより、第２電極片が切断された際に発生する塵埃が巻回アセンブリ４０１に侵入する可能性がより一層効果的に低くなり、巻回アセンブリ４０１に存在する塵埃によりセパレータが貫通した際に生じる第１電極片と第２電極片との短絡の危険性を低下させることができる。

第４の実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、加熱片４４０をさらに含み、加熱片４４０は、セパレータを加熱するように構成される。

図２４は、本出願の第５の実施形態で提供される電極アセンブリの作成装置の構造概略図である。第５の実施形態では、電極アセンブリの作成装置は、巻回アセンブリ５０１、２つの第１電極片巻出装置５０２、２つの第２電極片巻出装置５０３、４つのセパレータ巻出装置５０４、２つの第４複合機構５１０および４つの加熱片５２０をさらに含む。

巻回アセンブリ５０１、２つの第１電極片巻出装置５０２、２つの第２電極片巻出装置５０３及び４つのセパレータ巻出装置５０４の効果は、本願明細書において冗長的に繰り返されない、巻回アセンブリ２０１、２つの第１電極片巻出装置２０２、２つの第２電極片巻出装置２０３及び４つのセパレータ巻出装置２０４の効果と同様である。

第４複合機構５１０は、２つの第１電極片のうちの１つの第１電極片、２つの第２電極片のうちの１つの第２電極片、複数のセパレータのうちの２つのセパレータを、第４複合電極片に複合するように構成されている。巻回アセンブリ５０１は、全ての第４複合電極片を巻回して巻回構造を形成する構成である。各加熱片５２０は、セパレータ巻出装置５０４と第４複合機構５１０との間に配置され、セパレータを加熱する。

電極アセンブリの作成装置は、第３カッター５３１および第４カッター５３２を含む。第３カッター５３１は、第１電極片巻出装置５０２と第４複合機構５１０との間に配置され、第１電極片巻出装置５０２により供給される第１電極片を切断するように構成されている。第４カッター５３２は、第２電極片巻出装置５０５と第４複合機構５１０との間に配置され、第２電極片巻出装置５０５によって供給された第２電極片を切断するように構成されている。

図２５に示すように、いくつかの実施形態は、図１～図２４を参照して適用された装置について、電極アセンブリの作成方法を提供する。電極アセンブリの作成方法については、上記のすべての装置実施形態の動作工程の通りである。電極アセンブリの作成方法は、
複数の第１電極片を供給するステップと、
少なくとも１つの第２電極片であって、前記第１電極片の極性が前記第２電極片の極性と反対である、少なくとも１つの第２電極片を供給するステップと、
前記複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を巻回して電極アセンブリを形成するステップと、
を含む。

電極アセンブリの作成方法は、電極アセンブリの装置が作成される上記の工程と一致し得る。

本出願で提供する電極アセンブリの作成方法では、複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を巻回して、巻回構造を有する電極アセンブリを得る。すなわち、複数の第１電極片及び複数の第２電極片を同時に巻回アセンブリに巻回し、巻回アセンブリが１回転、巻回した後に得られる、電極片の長さを、巻回アセンブリが１つの第１電極片及び１つの第２電極片を巻回するときの少なくとも２回転分の回転長さと同等とすることにより、巻回数が減少し、電極アセンブリの巻回効率が向上する。

また、本実施形態で作製した電極アセンブリと同様のエネルギーを達成するために、複数の第１電極片の合計と等しい長さを有する単一の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片の合計に等しい長さを有する単一の第２電極片とを巻回して得られた電極アセンブリと比較すると、本実施形態で作製した電極アセンブリは、複数の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片と、複数のセパレータとを重ね合わせて巻回することで電極アセンブリが形成されている。すなわち、本実施形態で作成した電極アセンブリは、複数の第１電極片の長さの合計に等しい長さを有する単一の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片の長さの合計に等しい長さを有する単一の第２電極片とをそれぞれ複数に分割した後に、平行に巻回して得られたものである。本実施形態で作成された電極アセンブリの内部には、同極性の電極片が複数作成されており、電極アセンブリの内部抵抗が小さくなっているので、使用工程における電極アセンブリの発熱量を低減し、電極アセンブリの性能を向上させることができる。

複数の第１電極片の長さの和に等しい長さを有する単一の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片の和に等しい長さを有する単一の第２電極片とを巻回して同一のエネルギーを達成する場合の同極性の電極片上の複数のタブのアライメントを比較すると、本実施形態の電極アセンブリでは、同極性の複数の電極片上のタブが平行に重ね合わされており、巻回前に位置合わせされている。さらに、電極片の長さが短くなっており、巻回数が削減されているので、タブの配置不良の量が削減される。これにより、巻回工程におけるタブの配置不良の制御能力を改善し、電極アセンブリの質を向上させることができる。

本出願で提供される電極アセンブリの作成方法は、複数のセパレータを供給することを更に含み、セパレータは、第１電極片を第２電極片から分離するように構成される。

巻回アセンブリは、複数の第１電極片巻出装置により供給される複数の第１電極片と、少なくとも１つの第２電極片巻出装置により供給される少なくとも１つの第２電極片と、複数のセパレータ巻出装置により供給される複数のセパレータとを巻回して、巻回構造を有する少なくとも１つの電極アセンブリを形成するように構成されている。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成方法において、複数のセパレータにおいて少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を吸着することによって、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片、および複数のセパレータが巻回される。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成方法は、複数のセパレータにおける少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分が、ある長さだけ巻回アセンブリの巻回コアに供給された後、複数のセパレータにおける残りのセパレータが巻回コアに供給され、残りのセパレータが巻回される少なくとも１つのセパレータによって駆動されることをさらに含む。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成方法は、巻回構造が所定の巻数に巻回されると、少なくとも１つのセパレータを保持することに基づいて、少なくとも１つの第１カッターのうちの各第１カッターが、第１ローディングステーションにおいて、他のセパレータを切断し、巻回構造に入るステップをさらに含む。

少なくとも１つの保持されたセパレータがローディングステーションで首尾良く供給された後、少なくとも１つの第２カッターのうちの各第２カッターは、第１ローディングステーションと第１アンローディングステーションとの間に配置された少なくとも１つの保持されたセパレータを切断する。

いくつかの実施形態では、各巻回コアの少なくとも１つの負圧開口部内の各負圧開口部は、複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータを吸着する。

いくつかの実施形態では、複数の第１複合機構における各第１複合機構は、複数の第１電極片における１つの第１電極片と、複数のセパレータにおける一方のセパレータとを第１複合電極片に複合し、少なくとも１つの第２複合機構における各第２複合機構は、少なくとも１つの第２電極片における１つの第２電極片と、複数のセパレータにおける他方のセパレータとを第２複合電極片に複合し、巻回アセンブリは、全ての第１複合電極片および全ての第２複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成する。

２つの第１複合電極片と２つの第２複合電極片を巻回した実施形態では、１つの第１複合電極片に対応するセパレータの巻回初期部分を巻回コアに一定の長さ供給した後、残りの１つの第１複合電極片と２つの第２複合電極片のセパレータの巻回初期部分を巻回コアに共同で供給し、残りのセパレータを先に供給した第１複合電極片のセパレータで巻回するように駆動する。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成方法は、少なくとも１つの第３複合機構のうちの各第３複合機構が、複数の第２電極片のうちの１つの第２電極片と、少なくとも１つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、複数のセパレータのうちの２つのセパレータとを第３複合電極片に複合するように構成されることを含み、巻回アセンブリは、全ての第３複合電極片を巻回して、電極アセンブリを形成する。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリの作成方法は、第４複合機構が、複数の第１電極片、少なくとも１つの第２電極片、および複数のセパレータを第４複合電極片に複合化し、巻回アセンブリが、第４複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成することを含む。

いくつかの実施態様において、４つの電極片及び４つのセパレータの巻回を介して形成される電極アセンブリを例に挙げて、電極アセンブリの作成方法を説明する。ここで、４つの電極片は、電極片１、電極片２、電極片３及び電極片４として定義され、電極アセンブリの作成方法は、以下を含む。

巻出装置は、４つのセパレータと４つの電極片、つまり、電極片１～４を備え、４つのセパレータが加熱片を介して加熱され、加熱された４つのセパレータと電極片１～４をそれぞれ対応する複合機構に供給して、複合機構がセパレータおよび電極片を複合電極片に形成する。電極片の長さが設定された要件を満たした後、電極片を切断し、巻出装置内の電極片は次回の電極片の解放を待つ。

複合電極片の巻回初期部分は、無電極片を複合化したセパレータの巻回ヘッドであり、まず複合電極片１のセパレータの巻回ヘッド、すなわちセパレータの巻回初期部分が、まずローディングアセンブリを介して巻回コアの巻回位置に供給され、第１ステーションの巻回コアがセパレータを吸着して巻回ヘッドの巻回を終了する。

巻回コア上に配置された負圧開口部は、セパレータの巻回ヘッドを容易に吸着することができ、巻回が安定した後、別のローディングアセンブリは、複合電極片２～４を複合電極片１と一緒に巻回する。

複合電極片２～４を券回し終えたら、複合電極片２～４が位置するセパレータを切断し、巻回コアを第１ステーションから第２ステーションに切り替える。そして、複合電極片１に対応するセパレータを切断し、複合電極片１を巻回コアで連続して巻回し、電極アセンブリの最外層に巻回して複合電極片を一端に取り付け、エンディングテープを取り付けることができる。

巻回コアは第３ステーションに切り替えることができ、巻回コアが第３ステーションの場合は巻回コア上の電極アセンブリを分解する。

いくつかの実施形態では、１つのセパレータｃの巻回初期部分が巻回コアに供給され、ある長さ分巻回された後、残りの３つのセパレータｃの巻回初期部分は、巻回コアに共同供給され、残りのセパレータは、先行して巻回されるように送られるセパレータによって駆動され、巻回後にエンディングテープｆが取り付けられる。２つの第１電極片ａ、２つの第２電極片ｂ及び４つのセパレータｃを巻回した実施形態では、上記の巻回方法を介して形成された電極アセンブリ構造は、図２６のようになっている。

他のいくつかの実施形態では、４つのセパレータｃの巻回初期部分は、巻回のために巻回コアに共同で供給される。２つの第１電極片ａ、２つの第２電極片ｂ、４つのセパレータｃを巻回した実施形態では、４つのセパレータｃの巻回初期部分を巻回コアに共同供給し、巻回後にエンディングテープｆを貼り付け、上記巻回方法を介して形成される電極アセンブリ構造は図２７のようになっている。

さらに他のいくつかの実施形態では、複数のセパレータｃの巻回初期部分は、順次巻回を行うために巻回コアに供給され、最初のセパレータの巻回初期部分は、巻回コアに供給され、ある長さの間、複数のセパレータにおける別のセパレータは、巻回コアに供給され、複数のセパレータにおける残りのセパレータは、上記の方法に従って順次巻回を行うために巻回コアに供給される。２つの第１電極片ａ、２つの第２電極片ｂおよび４つのセパレータｃを巻回した実施形態では、まず第１セパレータの巻回初期部分を巻回用の巻回コアに供給し、第１セパレータを一定長さ巻回した後、第２セパレータの巻回初期部分を巻回用の巻回コアに供給し、第２セパレータを一定長さ巻回した後、第３セパレータの巻回初期部分を巻回用の巻回コアに供給し、第３セパレータを一定長さ巻回した後、第４セパレータの巻回初期部分を巻回用の巻回コアに供給する。巻回後にエンディングテープｆを取り付け、上記巻回方法を介して形成される電極アセンブリ構造は図２８に示すとおりである。

本開示の実施形態において提供される電極アセンブリの作成装置および電極アセンブリの作成方法とともに作成される電極アセンブリは、電極アセンブリの内部抵抗を効果的に低減することができ、電極アセンブリの大きな発熱量、安全リスクの存在および電極アセンブリが高出力で充放電されるときに生じるバッテリーの耐用年数の短縮という、このような問題を解消することができる。この電極アセンブリは、消費者用電極アセンブリ、電力用電極アセンブリおよびエネルギー蓄積用電極アセンブリなどとして使用することができる。

さらに、実施形態のうちの１つの技術的特徴は、明示的な否定なしに、他の実施形態のうちの１つまたは複数と有効に組み合わせることができる。

最後に、上記の実施形態は、本出願を限定するためではなく、単に本出願の技術的解決策を説明するためのものであることに留意されたい。本出願は、好ましい実施形態を参照して詳細に説明されるが、発明は、本出願の特定の実施形態は、依然として修正され得るか、または技術的解決策の一部は、同等に置換され得ることを理解すべきであり、一方、本出願の技術的解決策の精神から逸脱することなく行われるすべての修正または同等の置換は、すべて、本出願において特許請求される技術的解決策の範囲内に入るものとする。

Claims (22)

1. 巻回アセンブリと、
   前記巻回アセンブリ用の複数の第１電極片を供給するように構成された複数の第１電極片巻出装置と、
   少なくとも１つの前記巻回アセンブリ用の少なくとも１つの第２電極片を供給するように構成された少なくとも１つの第２電極片巻出装置と、を備え、
   前記第１電極片の極性は、前記第２電極片の極性と反対であり、
   前記巻回アセンブリは、前記複数の第１電極片及び前記少なくとも１つの第２電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成されている、
   電極アセンブリの作成装置。
2. 前記巻回アセンブリのための複数のセパレータを供給するように構成された複数のセパレータ巻出装置をさらに備え、
   前記セパレータは、前記第１電極片を前記第２電極片から絶縁するように構成される、
   請求項１に記載の電極アセンブリの作成装置。
3. 前記巻回アセンブリは、巻回コアを含み、前記巻回コアは、前記複数の第１電極片、前記少なくとも１つの第２電極片及び前記複数のセパレータを巻回するように構成される、
   請求項２に記載の電極アセンブリの作成装置。
4. 前記巻回コアには、前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を吸着するために、少なくとも１つの負圧開口部が設けられる、
   請求項３に記載の電極アセンブリの作成装置。
5. 前記負圧開口部は、前記巻回コアの巻回表面に配置された凹孔又は貫通孔を含む、
   請求項４に記載の電極アセンブリの作成装置。
6. 前記負圧開口部は、三角形状、円形状、正方形状又は不規則形状である、
   請求項４または請求項５に記載の電極アセンブリの作成装置。
7. 前記負圧開口部は、前記巻回コアの巻回表面上でアレイ状に分布する、
   請求項４～６の何れか１項に記載の電極アセンブリの作成装置。
8. 前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を前記巻回コアに向かって押圧するように構成されたプレスローラと、
   前記巻回コアが前記巻回初期部分に巻回するように、前記巻回コアの表面に前記巻回初期部分の端部をブロー（blow）して、巻回される前記複数の第１電極片、前記少なくとも１つの第２電極片及び前記複数のセパレータを駆動するように構成されたスプレーブロー機構と、をさらに備える、
   請求項３に記載の電極アセンブリの作成装置。
9. 前記巻回アセンブリは、切替装置をさらに含み、前記巻回コアは前記切替装置上に配置され、前記切替装置は、前記巻回コアをローディング（loading）ステーションとアンローディング（unloading）ステーションとの間で切替えるように構成される、
   請求項３～８の何れか１項に記載の電極アセンブリの作成装置。
10. 前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータを切断し、前記巻回コアが所定の巻数、前記電極アセンブリを巻回するときに少なくとも１つのセパレータを保持するように構成される第１カッターと、
    前記巻回コアが前記アンローディングステーションにあるときに、保持された前記少なくとも１つのセパレータを切断するように構成される第２カッターと、の何れかをさらに含む、
    請求項９に記載の電極アセンブリの作成装置。
11. 前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻線初期部分を前記巻回コアに供給するように構成された第１ローディングピース（piece）をさらに含む、
    請求項３～１０の何れか１項に記載の電極アセンブリの作成装置。
12. 前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータが切断された場合、切断された少なくとも１つのセパレータをクランプするように構成された第２ローディングピースをさらに含む、
    請求項１１に記載の電極アセンブリの作成装置。
13. 複数の第１複合機構であって、前記複数の第１複合機構における各第１複合機構が、前記複数の第１電極片における１つの第１電極片と、前記複数のセパレータにおける１つのセパレータとを、第１複合電極片に複合するように構成される、複数の第１複合機構と、
    少なくとも１つの第２複合機構であって、前記少なくとも１つの第２複合機構の各第２複合機構が、少なくとも１つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、前記複数のセパレータのうちの別のセパレータとを第２複合電極片に複合するように構成される、少なくとも１つの第２複合機構と、をさらに含み、
    前記巻回アセンブリは、全ての前記第１複合電極片及び全ての前記第２複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成される、
    請求項２～１２の何れか１項に記載の電極アセンブリの作成装置。
14. 少なくとも１つの第３複合機構をさらに含み、
    前記少なくとも１つの第３複合機構の各第３複合機構は、前記複数の第１電極片のうちの１つの第１電極片と、前記少なくとも１つの第２電極片のうちの１つの第２電極片と、前記複数のセパレータのうちの２つのセパレータとを第３複合電極片に複合するように構成され、
    前記巻回アセンブリは、全ての前記第３複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成される、
    請求項２～１２の何れか１項に記載の電極アセンブリの作成装置。
15. 前記複数の第１電極片と、前記少なくとも１つの第２電極片と、前記複数のセパレータとを第４複合電極片に複合するように構成された第４複合機構をさらに含み、
    前記巻回アセンブリは、前記第４複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成するように構成される、
    請求項２～１２の何れか１項に記載の電極アセンブリの作成装置。
16. 電極アセンブリの作成方法であって、
    複数の第１電極片を供給するステップと、
    少なくとも１つの第２電極片であって、前記第１電極片の極性が前記第２電極片の極性と反対である、少なくとも１つの第２電極片を供給するステップと、
    前記複数の第１電極片及び少なくとも１つの第２電極片を巻回して電極アセンブリを形成するステップと、
    を含む、電極アセンブリの作成方法。
17. 複数のセパレータを供給するステップをさらに含み、
    前記セパレータは、前記第１電極片を前記第２電極片から絶縁するように構成される、
    請求項１６に記載の電極アセンブリの作成方法。
18. 前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分を吸着するステップと、
    前記複数の第１電極片、前記少なくとも１つの第２電極片及び前記複数のセパレータを巻回するステップと、
    をさらに含む、
    請求項１７に記載の電極アセンブリの作成方法。
19. 前記複数のセパレータのうちの少なくとも１つのセパレータの巻回初期部分が、特定の長さで巻回アセンブリの巻回コアに供給された後、前記複数のセパレータのうちの残りのセパレータが、前記巻回コアに供給されて、巻回される前記少なくとも１つのセパレータにより駆動される、
    請求項１７に記載の電極アセンブリの作成方法。
20. 複数の第１複合機構における各第１複合機構は、前記複数の第１電極片における１つの第１電極片と、前記複数のセパレータにおける１つのセパレータとを第１複合電極片に複合し、
    少なくとも１つの第２複合機構における各第２複合機構は、前記少なくとも１つの第２電極片における１つの第２電極片と、前記複数のセパレータにおける別のセパレータとを第２複合電極片に複合し、
    巻回アセンブリは、全ての前記第１複合電極片および全ての前記第２複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成する、
    請求項１７に記載の電極アセンブリの作成方法。
21. 少なくとも１つの第３複合機構における各第３複合機構は、前記複数の第１電極片における１つの第１電極片と、前記少なくとも１つの第２電極片における１つの第２電極片と、前記複数のセパレータにおける２つのセパレータとを第３複合電極片に複合し、
    巻回アセンブリは、全ての前記第３複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成する、
    請求項１７に記載の電極アセンブリの作成方法。
22. 第４複合機構は、前記複数の第１電極片と、前記少なくとも１つの第２電極片と、前記複数のセパレータとを第４複合電極片に複合し、
    巻回アセンブリが第４複合電極片を巻回して電極アセンブリを形成する、
    請求項１７に記載の電極アセンブリの作成方法。

Images