电池用分离器缠绕体的制造方法、电池用分离器缠绕体及电池用分离器缠绕体的制造装置的制造方法_2

文档序号:9925475阅读:来源:国知局
[0058](切开装置)
[0059]优选耐热分离器12a或分离器12(以下称为“分离器”)具有适合于锂离子二次电池I等应用产品的宽度(以下称为“产品宽度”)。但是,为了提高生产性,制造成分离器的该宽度为产品宽度以上。并且,一旦制造之后,分离器被切断(切开)成产品宽度。另外,“分离器的宽度”是指相对于分离器延伸的平面平行、且相对于分离器的长边方向垂直的方向上的分离器的长度。以下,将具有切开前的宽度的分离器称为“原片”,将切开后的分离器特别称为“切开分离器”。
[0060]图4是表示切开分离器的切开装置6的结构的示意图,(a)表示整体结构,(b)表示切开原片前后的结构。
[0061]如图4(a)所示,切开装置6具备以可旋转的方式被支撑的圆柱形状的放卷辊(unwind roll)61、辊62?65和多个卷绕辊69U/69L。切开装置6中还设有后述的切断装置7。
[0062](切开前)
[0063]在切开装置6中,将缠绕了原片的圆筒形状的芯体c嵌入放卷辊61。如图4(b)所示,从芯体c向路径U或L送出原片。送出的原片经由辊63而传输到辊64。在传输的工序中,原片被切开成多个分离器。
[0064](切开后)
[0065]如图4(b)所示,多个切开分离器的一部分分别被卷绕到嵌入多个卷绕辊69U中的各芯体U。此外,多个切开分离器的另一部分分别被卷绕到嵌入多个卷绕辊69L中的各芯体
I。另外,将卷绕成辊状的分离器称为“分离器缠绕体”。
[0066](切断装置)
[0067]图5是表示图4(a)所示的切开装置6的切断装置7的结构的图,(a)是切断装置7的侧视图,(b)是切断装置7的主视图。
[0068]如图5(a)、(b)所示,切断装置7具备支架71和刀72。支架71固定在切开装置6所具备的框体等上。并且,支架71以刀72与被传输的分离器原片之间的位置关系固定的方式保持着刀72。刀72通过研磨得锋利的边缘来切开分离器的原片。
[0069][实施方式I]
[0070]以下,不区分单层分离器12及耐热分离器12a,均记为“分离器”。无论是不具备耐热层的单层分离器还是具备耐热层的耐热分离器,均能应用本实施方式。在分离器的原片的制造工序中,分离器被悬吊在辊上并被拉伸,而且是具有延伸的孔的薄膜,因此有时会断裂。因此,想要制造规定长度(例如长边方向(流动方向,MD:Machine direct1n)为1500m)的分离器,却会产生比该长度短的各种长度的分离器。在二次电池的制造中,一起卷绕分离器和薄片状电极。此时,若分离器缠绕体和电极缠绕体在长边方向上的长度不同,则一方会产生浪费,或者需要根据长度而更换一方缠绕体。因此,优选制造的分离器缠绕体在长边方向上的长度与规定长度一致(固定)。
[0071]因此,在本实施方式中,通过在长边方向将在制造工序中生成的长度不同的多个分离器连接在一起,制造规定长度的分离器缠绕体。在此,在延伸工序及涂敷工序之后,且在切开工序之前,将分离器原片连接在一起(连接工序)。但是,并不限于此,也可以在切开工序之后将切开分离器彼此连接在一起。
[0072](连接工序)
[0073]图6是表示连接分离器(电池用分离器)的连接装置的示意结构的截面图。图6(b)表示图6(a)中用单点划线框起来的部位的放大图。图6(c)是与图6(b)对应的部位的俯视图。连接装置8具备第I辊81b、第2辊81c、多个辊84/85及连接台83。第I辊81b上设有一个分离器12b的缠绕体。第2辊81c上设有另一个分离器12c的缠绕体。分离器12b/12c分别缠绕在圆筒形状的芯体82b/82c上。芯体82b/82c分别被保持成可装卸于第I辊81b、第2辊81c。例如,第I辊81b、第2辊81c通过改变其外径来进行芯体82b/82c的保持和解放。分离器12b/12c都是长边方向上的长度小于规定值(产品规格)。另外,在此,分离器12b/12c彼此在长边方向上的长度不同,但是实质上也可以将相同长度的分离器彼此连接在一起。
[0074]从缠绕体引出的分离器12b/12c的前端经由辊84而配置在连接台83上。在连接台83,分离器12b/12c在其前端抵接的状态下分别被辊85固定。辊85将分离器12b/12c按压到连接台83,从而固定分离器12b/12c的位置。也可以代替辊85而设置具有按压平面的任意的按压部件。在辊85将分离器12b/12c导入到连接台83上时,能够进行旋转来协助导入。另外,将分离器12b/12c配置成,2个分离器12b/12c的缠绕体中的外侧面彼此成为相同侧。这是因为,需要将分离器12b/12c连接成耐热层4的侧面成为相同侧。即使在两个面形成有耐热层4的情况下,考虑两个侧面的品质有差异的可能性,优选连接分离器制造上的相同侧面彼此。
[0075]前端连接在一起的分离器12b/12c是通过粘接胶带86而连接在一起的。在此,粘接胶带86的横切方向(TD: transverse direct1n)上的宽度小于分离器12b/12c的宽度,但是也可以相同。然后,在切开工序中,切掉连接后的分离器的两端(横切方向的端部),从而能够使粘接胶带与分离器的宽度高精度地一致。另外,粘接胶带86的粘接面积的约一半与一个分离器12b粘接,剩下的一半与另一个分离器12c粘接。另外,本说明书中的横切方向是指,与分离器延长的平面平行且与分离器的长边方向大致垂直的方向。
[0076]连接在一起的分离器12b/12c通过辊81b/81c作为I个分离器缠绕体而缠绕在一个芯体82b或82c上。由此,能够得到在长边方向上连接在一起的长边方向上的长度为规定长度的分离器缠绕体。连接在一起的分离器缠绕体的被粘接胶带86粘接的部分不能用作电池的分离器。但是,在电池制造工序中,只要使薄片状电极和分离器重合之后,切掉粘接胶带的部分之后使用即可。虽然增加了切掉的工作,但是只要电极与分离器在长边方向上的长度相同,则容易实现例如使100m以上的电极和分离器重合的作业。
[0077]另外,也可以预先切割分离器12b/12c在长边方向上的尺寸,以使连接在一起时长边方向上的长度成为规定长度。此外,也可以连接在一起之后切割分离器在长边方向上的剩余部分,从而将长边方向上的长度设为规定长度。
[0078]此外,如图7所示,也可以在连接台83中互相重叠而固定了分离器12b/12c的前端的状态下,在重叠的位置处切割2个分离器12b/12c。若去除分离器12b/12c彼此的切端12d,则变成分离器12b的前端与分离器12c的前端一致的状态。在该状态下,在分离器12b/12c上粘贴粘接胶带86,从而能够无间隙地将分离器12b/12c彼此连接在一起。通过减小2个分离器12b/12c的间隙,能够防止粘接胶带86的粘接剂附着于分离器12b/12c的其他部分或制造装置的辊等的情况。
[0079](切开工序)
[0080]连接工序之后,连接在一起的分离器原片被切割成规定宽度的多个切开分离器。例如,1800mm宽度的分离器原片被切开成10mm的宽度。此时,可从分离器原片制造出10mm宽度的17个切开分离器。剩余的10mm是两端的切割部分。切开分离器的宽度变成适合于电池等应用产品的制造的分离器的宽度。在由粘接胶带86连接的规定长度(例如1500m)的状态下缠绕切开分离器,成为缠绕体。切开后的各切开分离器中的粘接胶带86的宽度与切开分离器的宽度相同
[0081]也可以在切开工序之后进行连接工序。但是,此时,有可能会因连接时的横切方向(TD)的误差而在分离器缠绕体的侧面产生高低差。另一方面,若在连接工序之后进行切开工序,则通过切开,能够使连接在一起的各分离器在横切方向上的位置高精度地一致。此夕卜,能够使连接在一起的各分离器的长边方向也平行地一致。
[0082](粘接胶带)
[0083]分离器(原片或切开分离器)在制造工序(例如切开工序或电池制造工序)是被悬吊于辊等而传输的,因此会在长边方向(MD)上施加张力。在制造工序中施加到分离器的张力的上限最大也比分离器断裂或屈服(塑性变形)的力(拉伸强度或屈服强度)小。粘接胶带86的粘接力或粘接胶带86自身的强度也需要耐住制造工序中施加到分离器的张力。这是因为,有时不会考虑粘接胶带86而是只考虑分离器的强度来设计制造装置。
[0084]因此,为了粘接胶带86自身不会断裂,优选MD中的粘接胶带86的拉伸强度或屈服强度大于MD中的分离器的拉伸强度或屈服强度。作为构成粘接胶带86的基本材料的材料,例如可使用树脂(聚乙烯、聚丙烯等)。在构成粘接胶带86的基本材料的材料与分离器包含的材料相同的情况下,优选粘接胶带86的厚度为分离器的厚度(例如30μπι)以上。
[0085]另一方面,若粘接胶带86的厚度过大,则会产生其他问题。由于切开分离器被缠绕后作为缠绕体,因此粘接胶带86也被缠绕。粘接胶带86的厚度会产生层。优选粘接胶带86的厚度薄到某一程度,使得在缠绕体中的粘接胶带86的内侧或外侧的切开分离器自身不会残留层的痕迹。例如,粘接胶带86的厚度优选在140μηι以下,更优选在90μηι以下。
[0086]此外,优选粘接胶带86的粘接力大于在MD中分离器断裂或进行屈服的张力,使得粘接胶带86不会被剥离。粘接胶带86作为粘接剂例如可包含丙烯系粘接剂。通过扩大粘接面积,即将MD中的各分尚器与粘接胶带86的粘接长度设为较长,从而能够增加粘接力。
[0087]另一方面,从粘接胶带86的厚度引起的层的观点来看,并不优选粘接胶带86在长边方向上的长度过长。例如,可以是粘接胶带86包含丙烯系粘接剂,和与粘接胶带86连接在一起的一个分离器之间的粘接长度在25mm以下。若将切开分离器的宽度设为100_,则可以将粘接胶带86的尺寸设为长度50mmX宽度100mm。其中,一半的面积25mm
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