JP7156046B2 - 積層体プレス装置、プレス済み帯状積層体の製造方法、積層型電極体の製造方法、及び、電池の製造方法 - Google Patents
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Description
また、正極板のうち、帯状負極体に接する他方の第2正極板主面と上述の第1正極板端面とにより形成される第1内側稜部が、或いは、第2正極板主面と上述の第2正極板端面とにより形成される第2内側稜部が、帯状負極体に接触する部位において、帯状第1セパレータが損傷する(部分的に破れるなど)ことが判ってきた。
このように帯状金属板を介在させることにより、正極板のうち、帯状金属板を介して第1プレスロールにより押圧される部位が搬送方向に拡がるため(押圧される部位の面積が大きくなるため)、正極板の外側稜部(外部に露出する一方の第1正極板主面と搬送方向の下流側を向く第1正極板端面とにより形成される第1外側稜部、或いは、第1正極板主面と搬送方向の上流側を向く第2正極板端面とにより形成される第2外側稜部)に掛かる圧力を従来よりも小さくできる。このため、ロールプレスによる正極板の第1外側稜部或いは第2外側稜部の損傷を抑制できる。
また、帯状金属板としては、帯状の金属板の両端部同士が接合されていない、両端部を有する帯状金属板のほか、帯状の金属板の両端部同士が接合されて環状となった無端帯状金属板が挙げられる。
「帯状負極体」としては、例えば、帯状負極板の両主面上に、別途製造した帯状セパレータを重ねた帯状負極体や、帯状負極体の両主面に樹脂ペーストを塗布し乾燥させて、帯状負極板の両主面上に帯状セパレータ層を形成した帯状負極体が挙げられる。
一方、帯状金属板の厚みT1が厚すぎると、具体的には正極板の厚みT2の8倍よりも厚いと、正極板のうち、帯状金属板を介して第1プレスロールにより押圧される部位が搬送方向に拡がりすぎて(押圧される部位の面積が大きくなりすぎて)、正極板に掛かる圧力が小さくなるため、ロールプレス後の各正極板の帯状負極体への密着性が低下し易い。
これに対し、上述の積層体プレス装置では、帯状金属板の厚みT1を正極板の厚みT2の3~8倍としているので、正極板の第1外側稜部或いは第2外側稜部が損傷したり帯状第1セパレータが損傷することを、より効果的に抑制できると共に、ロールプレス後の各正極板の帯状負極体への密着性を高くすることができる。
このように帯状金属板を介在させることにより、正極板のうち、帯状金属板を介して第1プレスロールにより押圧される部位が搬送方向に拡がるため(押圧される部位の面積が大きくなるため)、正極板の第1外側稜部或いは第2外側稜部に掛かる圧力を従来よりも小さくできる。このため、ロールプレスによる正極板の第1外側稜部或いは第2外側稜部の損傷を抑制できる。
また、正極板の第1外側稜部或いは第2外側稜部に掛かる圧力が小さくなると、正極板の第1内側稜部或いは第2内側稜部が正極板側の帯状第1セパレータを押圧する圧力も小さくなる。このため、帯状第1セパレータのうち、正極板の第1内側稜部或いは第2内側稜部が接触する部位が損傷することも抑制できる。
このうち負極板供給部210には、巻出ロール211に巻かれた帯状負極板41xが取り付けられており、この負極板供給部210から帯状負極板41xが長手方向IHに送り出されるようになっている。
また、負極板供給部210の下方には、第2セパレータ供給部230が配置されている。この第2セパレータ供給部230には、巻出ロール231に巻かれた帯状第2セパレータ61xが取り付けられており、この第2セパレータ供給部230から帯状第2セパレータ61xが長手方向IHに送り出されるようになっている。
矩形状正極板製造装置300は、正極板供給部310と正極板切断部320とを備える。正極板供給部310には、巻出ロール311に巻かれた帯状正極板31xが取り付けられており、この正極板供給部310から帯状正極板31xが長手方向IHに送り出されるようになっている。
正極板供給部310の下流側JH1には、正極板切断部320が配置されている。この正極板切断部320は、帯状正極板31xを長手方向IHに所定間隔(正極板31の縦方向EHの寸法L1e(図3参照)に等しい間隔)毎に切断して、矩形状の正極板31を形成するように構成されている。
金属板供給部130は、第1プレスロール110と第2プレスロール120とのロール間隙GA1のうち、第1プレスロール110と正極板31との間に、搬送方向JHに延びる無端帯状金属板131を供給するように構成されている。
また、送り部170は、第1搬送ロール171よりも下流側JH1に、第2搬送ロール173を有する。この第2搬送ロール173は、金属板供給部130の環流路135を構成する搬送ロール133の1つと対をなして、正極板31を無端帯状金属板131と共に挟んで、ロール間隙GA1に向けて搬送する。
このプレス工程S7では、無端帯状金属板131を、帯状負極体71xに重ねた正極板31上に繰り返し重ねて行う。また、正極板31の第1外側稜部31ra及び第2外側稜部31rbには、無端帯状金属板131のうち、接合部131g以外の非接合部131iを重ねて行う。かくして、プレス済み帯状積層体25が形成される。
また、正極板31の第1外側稜部31ra或いは第2外側稜部31rbに掛かる圧力が小さくなると、正極板31の第1内側稜部31rc或いは第2内側稜部31rdが帯状負極体71xの帯状第1セパレータ51xを押圧する圧力も小さくなる。このため、帯状第1セパレータ51xのうち、正極板31の第1内側稜部31rc或いは第2内側稜部31rdが接触する部位が損傷すること(部分的に破れるなど)も抑制できる。
また、正極板31の第1外側稜部31ra或いは第2外側稜部31rbに掛かる圧力が小さくなると、正極板31の第1内側稜部31rc或いは第2内側稜部31rdが帯状負極体71xの帯状第1セパレータ51xを押圧する圧力も小さくなる。このため、帯状第1セパレータ51xのうち、正極板31の第1内側稜部31rc或いは第2内側稜部31rdが接触する部位が損傷することも抑制できる。
一方、無端帯状金属板131の厚みT1が厚すぎると、具体的には正極板31の厚みT2の8倍よりも厚いと、正極板31のうち、無端帯状金属板131を介して第1プレスロール110により押圧される部位が搬送方向JHに拡がりすぎて(押圧される部位の面積が大きくなりすぎて)、正極板31に掛かる圧力が小さくなるため、ロールプレス後の各正極板31の帯状負極体71xへの密着性が低下し易い。
例えば、実施形態では、「帯状負極体」として、帯状負極板41xの両主面上に、別途製造した帯状第1セパレータ51x及び帯状第2セパレータ61xを重ねた帯状負極体71xを例示したが、これに限られない。例えば、帯状負極体は、帯状負極板41xの両主面に樹脂ペーストを塗布し乾燥させて、帯状負極板41xの両主面上に多孔質の第1帯状セパレータ層及び第2帯状セパレータ層を形成した帯状負極体でもよい。
また実施形態では、無端帯状金属板131を用いたが、長い帯状金属板を正極板31に重ねてロールプレスするようにしても良い。
20 積層型電極体
21 単位積層体
25 プレス済み帯状積層体
31 正極板
31x 帯状正極板
31a 第1正極板主面
31b 第2正極板主面
31t1 第1正極板端面
31t2 第2正極板端面
31ra 第1外側稜部
31rb 第2外側稜部
31rc 第1内側稜部
31rd 第2内側稜部
41 負極板
41x 帯状負極板
51 第1セパレータ
51x 帯状第1セパレータ
61 第2セパレータ
61x 帯状第2セパレータ
71 負極体
71x 帯状負極体
100 積層体プレス装置
110 第1プレスロール
120 第2プレスロール
130 金属板供給部
131 無端帯状金属板(帯状金属板)
131g 接合部
131i 非接合部
131d 下流部
132 金属板
132t 端部
133 搬送ロール
135 環流路
140 接合部検知部
150 正極板検知部
160 制御部
170 送り部
200 帯状負極体製造装置
300 矩形状正極板製造装置
400 単位積層体製造装置
500 積層装置
GH 積層方向
IH 長手方向
JH 搬送方向
JH1 (搬送方向の)下流側
JH2 (搬送方向の)上流側
GA1 (第1プレスロールと第2プレスロールとの)ロール間隙
La 周長
Da (帯状負極体に重ねられた正極板同士の)所定間隔
KG (帯状負極体に重ねられた正極板同士の)間隙
T1 (無端帯状金属板の)厚み
T2 (正極板の)厚み
S5 帯状負極体形成工程
S6 矩形状正極板形成工程
S7 プレス工程
S10 帯状積層体製造工程
S20 切断工程
S30 積層工程
S100 電極体製造工程
S200 組立工程
Claims (10)
- 一対の帯状セパレータの間に帯状負極板を配置した帯状負極体に、複数の矩形状の正極板が、上記帯状負極体の長手方向に間隙を空けて所定間隔Da毎に重ねられ、ロールプレスされたプレス済み帯状積層体を形成する
積層体プレス装置であって、
第1プレスロールと、
この第1プレスロールにロール間隙を空けて平行に配置された第2プレスロールと、
上記ロール間隙に、搬送方向に延びる帯状金属板を供給する金属板供給部と、を備え、
上記帯状負極体に重ねた上記正極板上に、上記金属板供給部によって供給された上記帯状金属板を重ねた状態で、上記第1プレスロール及び上記第2プレスロールで上記正極板及び上記帯状負極体をロールプレスする
積層体プレス装置。 - 請求項1に記載の積層体プレス装置であって、
前記帯状金属板は、
環状の無端帯状金属板であり、
前記金属板供給部は、
上記無端帯状金属板のうち、前記ロール間隙の前記搬送方向の下流側に搬送された下流部を、上記ロール間隙の上記搬送方向の上流側に戻す環流路を有する
積層体プレス装置。 - 請求項2に記載の積層体プレス装置であって、
前記無端帯状金属板は、
周長Laが、前記所定間隔Daの整数倍の長さであり、
帯状の金属板の両端部同士を接合した接合部を有しており、
上記無端帯状金属板の上記接合部の位置を検知する接合部検知部と、
ロールプレス前の前記正極板の位置を検知する正極板検知部と、
上記正極板のうち、外部に露出する第1正極板主面と前記搬送方向の前記下流側を向く第1正極板端面とにより形成される第1外側稜部、及び、上記第1正極板主面と上記搬送方向の前記上流側を向く第2正極板端面とにより形成される第2外側稜部には、
上記無端帯状金属板のうち、上記接合部以外の非接合部が重なるように、
前記第1プレスロール及び前記第2プレスロールによる上記無端帯状金属板、上記正極板及び上記帯状負極体の搬送、並びに、前記金属板供給部による上記無端帯状金属板の供給を制御する
制御部と、を備える
積層体プレス装置。 - 請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の積層体プレス装置であって、
前記帯状金属板の厚みT1は、前記正極板の厚みT2の3~8倍である(3×T2≦T1≦8×T2)
積層体プレス装置。 - 一対の帯状セパレータの間に帯状負極板を配置した帯状負極体に、複数の矩形状の正極板が、上記帯状負極体の長手方向に間隙を空けて所定間隔Da毎に重ねられ、ロールプレスされてなる
プレス済み帯状積層体の製造方法であって、
第1プレスロールとこの第1プレスロールに平行に配置された第2プレスロールとのロール間隙に、上記帯状負極体に重ねた上記正極板上に、搬送方向に延びる帯状金属板を重ねた状態で、上記帯状金属板、上記正極板及び上記帯状負極体を通し、ロールプレスして、上記プレス済み帯状積層体を形成するプレス工程を備える
プレス済み帯状積層体の製造方法。 - 請求項5に記載のプレス済み帯状積層体の製造方法であって、
前記帯状金属板は、
環状の無端帯状金属板であり、
前記プレス工程は、
上記無端帯状金属板を、上記帯状負極体に重ねた上記正極板上に繰り返し重ねて行う
プレス済み帯状積層体の製造方法。 - 請求項6に記載のプレス済み帯状積層体の製造方法であって、
前記無端帯状金属板は、
周長Laが、前記所定間隔Daの整数倍の長さであり、
帯状の金属板の両端部同士を接合した接合部を有しており、
前記プレス工程は、
前記正極板のうち、外部に露出する第1正極板主面と前記搬送方向の下流側を向く第1正極板端面とにより形成される第1外側稜部、及び、上記第1正極板主面と上記搬送方向の上流側を向く第2正極板端面とにより形成される第2外側稜部には、
上記無端帯状金属板のうち、上記接合部以外の非接合部を重ねて行う
プレス済み帯状積層体の製造方法。 - 請求項5~請求項7のいずれか一項に記載のプレス済み帯状積層体の製造方法であって、
前記帯状金属板の厚みT1は、前記正極板の厚みT2の3~8倍である(3×T2≦T1≦8×T2)
プレス済み帯状積層体の製造方法。 - 矩形状の正極板と矩形状の負極板とが矩形状のセパレータを介して交互に複数積層された積層型電極体の製造方法であって、
請求項5~請求項8のいずれか一項に記載のプレス済み帯状積層体の製造方法により、上記プレス済み帯状積層体を製造する帯状積層体製造工程と、
上記プレス済み帯状積層体を切断して、上記正極板、上記セパレータ、上記負極板及び上記セパレータがこの順に重なった矩形板状の単位積層体を得る切断工程と、
上記単位積層体同士を積層して、上記積層型電極体を形成する積層工程と、を備える
積層型電極体の製造方法。 - 矩形状の正極板と矩形状の負極板とが矩形状のセパレータを介して交互に複数積層された積層型電極体を備える
電池の製造方法であって、
請求項9に記載の積層型電極体の製造方法により、上記積層型電極体を製造する電極体製造工程と、
上記積層型電極体を用いて、上記電池を組み立てる組立工程と、を備える
電池の製造方法。
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