电池用分离器缠绕体的贮存方法、电池用分离器缠绕体的制造方法、电池用分离器缠绕体的搬运方法及搬运工具与流程

文档序号:11161616
电池用分离器缠绕体的贮存方法、电池用分离器缠绕体的制造方法、电池用分离器缠绕体的搬运方法及搬运工具与制造工艺

本发明涉及电池用分离器缠绕体的贮存方法、电池用分离器缠绕体的制造方法、电池用分离器缠绕体的搬运方法等。



背景技术:

在锂离子二次电池的内部,正极及负极被电池用分离器分离。在二次电池的制造中,使用缠绕了薄膜状分离器的分离器缠绕体。二次电池的形状及大小有很多种。因此,制造出的宽度宽的分离器原片被切开成适合于二次电池的宽度,从而被加工成多个分离器缠绕体。通过将分离器缠绕体卷绕成夹在薄膜状的正极与负极之间,从而层叠电极和分离器。

专利文献1记载了通过测量分离器卷绕物的外径来管理分离器的厚度的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开公报WO2008/013114(2008年1月31日公开)



技术实现要素:

发明要解决的课题

在分离器的制造工序中,存在需要贮存电池用分离器缠绕体的情况。在现有技术中,并未考虑电池用分离器缠绕体的适当的贮存方法。

本发明的目的在于,提出一种抑制电池用分离器缠绕体的变形和缠绕偏离的电池用分离器缠绕体的贮存方法。

用于解决课题的技术方案

在本发明的一个方式涉及的电池用分离器缠绕体的贮存方法中,以将沿着水平方向的支撑棒插入到缠绕有分离器的芯体的状态,对电池用分离器缠绕体进行贮存。

在本发明的一个方式涉及的电池用分离器缠绕体的搬运方法中,以将沿着水平方向的支撑棒插入到缠绕有分离器的芯体的状态,对电池用分离器缠绕体进行搬运。

本发明的一个方式涉及的搬运工具是能够移动的搬运工具,具备对电池用分离器缠绕体进行支撑且沿着水平方向的支撑棒。

发明效果

根据本发明的一个方式,能够抑制所贮存的电池用分离器缠绕体的变形和缠绕偏离。

附图说明

图1是表示锂离子二次电池的截面结构的示意图。

图2是表示图1所示的锂离子二次电池的详细结构的示意图。

图3是表示图1所示的锂离子二次电池的其他结构的示意图。

图4是表示切开分离器的切开装置的结构的示意图。

图5是表示图4所示的切开装置的切断装置的结构的侧视图及主视图。

图6是表示本发明的一实施方式的连接装置的示意结构的截面图。

图7是表示在上述连接装置中切割分离器的方法的截面图。

图8是表示本发明的一实施方式的贮存装置的示意结构的主视图。

图9是表示上述贮存装置的功能块的图。

图10是表示在本发明的一实施方式中选择连接在一起的分离器的流程的图。

图11是表示在本发明的一实施方式中选择连接在一起的分离器的其他流程的图。

图12是表示去除缺陷的工序的示意图。

图13是表示贮存部的变形例的图。

图14是表示贮存部的变形例的图。

图15是表示贮存部的变形例的图。

具体实施方式

在二次电池的制造中,一起缠绕分离器和电极,因此从制造效率的观点出发,优选分离器缠绕体与薄片状电极的缠绕体在长边方向(缠绕方向)上的长度一致。分离器原片是有孔薄膜,在制造工序中被延伸,因此有时会中途断裂。由于断裂的位置而分离器缠绕体在长边方向上的长度会不同。在现有技术中,在分离器缠绕体的制造中没有考虑断裂。

[共同的结构]

依次说明在后述的实施方式中相同的锂离子二次电池、分离器、耐热分离器、耐热分离器的制造方法、切开装置、切断装置。

(锂离子二次电池)

代表锂离子二次电池的非水电解液二次电池其能量密度高,因此当前作为在个人计算机、移动电话、便携式信息终端等设备、汽车、航空器等移动体中使用的电池、或者辅助电力的稳定供给的固定用电池而被广泛使用。

图1是表示锂离子二次电池1的截面结构的示意图。

如图1所示,锂离子二次电池1具备阴极11、分离器12和阳极13。在锂离子二次电池1的外部,在阴极11与阳极13之间连接外部设备2。并且,在锂离子二次电池1充电时电子向方向A移动,放电时电子向方向B移动。

(分离器)

分离器12被配置在作为锂离子二次电池1的正极的阴极11和作为其负极的阳极13之间,并夹在阴极11和阳极13之间。分离器12分离阴极11与阳极13之间,同时能够使锂离子在阴极11与阳极13之间移动。分离器12其材料例如包含聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。

图2是表示图1所示的锂离子二次电池1的详细结构的示意图,(a)表示通常的结构,(b)表示锂离子二次电池1升温时的情况,(c)表示锂离子二次电池1急剧升温时的情况。

如图2(a)所示,分离器12中设有多个孔P。通常,锂离子二次电池1的锂离子3经由孔P而往来。

在此,例如,有时由于锂离子二次电池1的过充电或外部设备的短路引起的大电流等,锂离子二次电池1会升温。此时,如图2(b)所示,分离器12熔解或变柔软,孔P会堵塞。然后,分离器12会收缩。由此,锂离子3的往来会停止,因此上述的升温也会停止。

但是,在锂离子二次电池1急剧升温的情况下,分离器12急剧收缩。此时,如图2(c)所示,分离器12有时会被破坏。然后,锂离子3会从被破坏的分离器12泄露,因此锂离子3的往来不会停止。因此,升温会持续。

(耐热分离器)

图3是表示图1所示的锂离子二次电池1的其他结构的示意图,(a)表示通常的结构,(b)表示锂离子二次电池1急剧升温时的情况。

如图3(a)所示,锂离子二次电池1还可以具备耐热层4。耐热层4和分离器12形成耐热分离器12a。耐热层4层叠在分离器12的阴极11侧的一面上。另外,耐热层4也可以层叠在分离器12的阳极13侧的一面上,也可以层叠在分离器12的两个面上。并且,在耐热层4也可以设置与孔P相同的孔。通常,锂离子3经由孔P和耐热层4的孔而往来。耐热层4的材料包含例如全芳香族聚酰胺(芳香聚酰胺树脂)。

如图3(b)所示,即使锂离子二次电池1急剧升温,分离器12熔解或变柔软,由于耐热层4辅助分离器12,因此可维持分离器12的形状。因此,分离器12熔解或变柔软,孔P堵塞。由此,锂离子3往来停止,因此上述的过放电或过充电也会停止。这样可抑制分离器12的破坏。

(耐热分离器的制造工序)

锂离子二次电池1的耐热分离器12a的制造并没有特别限定,可以利用公知的方法来进行。以下,假设作为分离器12的材料而主要包含聚乙烯的情况来进行说明。但是,即使分离器12包含其他材料的情况下,也可以通过同样的制造工序来制造分离器12。

例如,可列举如下方法:在热塑性树脂中加可塑剂而实现薄膜成形之后,用适当的溶媒去除该可塑剂。例如,在分离器12由包含超高分子量聚乙烯的聚乙烯树脂形成的情况下,可通过以下所示的方法来制造。

该方法包括:(1)混合超高分子量聚乙烯和碳酸钙等无机填充剂来得到聚乙烯树脂组成物的混合工序、(2)使用聚乙烯树脂组成物成形薄膜的压延工序、(3)从在工序(2)中得到的薄膜中去除无机填充剂的去除工序和(4)延伸在工序(3)中得到的薄膜而得到分离器12的延伸工序。

通过去除工序,在薄膜中设置多个微细孔。通过延伸工序延伸后的薄膜的微细孔成为上述的孔P。由此,形成具有规定厚度和透气度的聚乙烯微多孔膜、即分离器12。

另外,在混合工序中,也可以混合超高分子量聚乙烯100重量份、重量平均分子量在1万以下的低分子量聚烯烃5~200重量份和无机填充剂100~400重量份。

然后,在涂敷工序中,在分离器12的表面形成耐热层4。例如,在分离器12上涂敷芳香聚酰胺/NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶液(涂敷液),形成作为芳香聚酰胺耐热层的耐热层4。耐热层4可以仅设置在分离器12的一个面上,也可以设置在两个面上。此外,作为耐热层4,也可以涂敷氧化铝/羧甲基纤维素。

在分离器12上涂敷涂敷液的方法只要是能够均匀地湿涂的方法即可,没有特别的限制,可采用现有技术的公知方法。例如,可采用毛细管涂法、旋涂法、狭缝模涂法、喷雾法、浸涂法、辊涂法、丝网印刷法、苯胺印刷法、棒涂法、凹板印刷式涂法、模涂法等。耐热层4的厚度能够通过调节用涂敷湿膜的厚度、涂敷液中的粘合剂浓度和填料浓度之和表示的固定分量浓度、填料与粘合剂之比来进行控制。

另外,进行涂敷时,作为固定或者传送分离器12的支撑体可使用树脂制薄膜、金属制传送带、卷筒等。

如以上所述,能够制造层叠了耐热层4的分离器12、即耐热分离器12a。制造出的耐热分离器12a卷绕于圆筒形状的芯体。另外,通过以上的制造方法制造出的对象并不限于耐热分离器12a。该制造方法也可以不包括涂敷工序。此时,制造出的对象是分离器12。

(切开装置)

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1等应用产品的宽度(以下称为“产品宽度”)。但是,为了提高生产率,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宽的分离器称为“原片”,将切开后的分离器特别称为“切开分离器”。

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。

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。

(切开前)

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。

(切开后)

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1。另外,将卷绕成辊状的分离器称为“分离器缠绕体”。

(切断装置)

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。

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。

[实施方式1]

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 direction)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)。

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。

(连接工序)

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1辊81b、第2辊81c、多个辊84/85及连接台83。第1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1辊81b、第2辊81c。例如,第1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。

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。

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 direction)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。

连接在一起的分离器12b/12c通过辊81b/81c作为1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1000m以上的电极和分离器重合的作业。

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。或者,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。

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。

(切开工序)

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100mm的宽度。此时,可从分离器原片制造出100mm宽度的17个切开分离器。剩余的100mm是两端的切掉部分。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。

也可以在切开工序之后进行连接工序。但是,此时,有可能会因连接在一起时的横切方向(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。此外,能够使连接在一起的各分离器的长边方向也平行地一致。

(粘接胶带)

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。

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30μm)以上。

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140μm以下,更优选在90μm以下。

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中的各分离器与粘接胶带86的粘接长度设为较长,从而能够增加粘接力。

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100mm,则可以将粘接胶带86的尺寸设为长度50mm×宽度100mm。其中,一半的面积25mm×100mm成为与一个分离器之间的粘接面积。

此外,粘接胶带86具有颜色,粘接胶带86的颜色也可以不同于分离器的颜色。由此,容易识别粘接胶带86的粘接部位。因此,例如在电池制造工序中,容易确定应切掉的部位。

另外,也可以使用其他连接方法。可以使2个分离器的一部分重叠,通过粘接剂等来粘接重叠的部位。此外,例如,也可以将2个分离器的一部分重叠,熔敷重叠的部位,从而将2个分离器连接在一起。熔敷可通过热或超声波等来进行。另外,在分离器具备耐热层的情况下,比起熔敷,基于粘接胶带或粘接剂的粘接更适合。此外,也可以将斜切的2个分离器的端部彼此连接在一起。

(连接在一起的分离器的选择)

也可以将因断裂而在制造工序中偶尔产生的小于规定长度的分离器(原片或切开分离器)按照生成的顺序连接在一起。但是,因断裂产生的分离器的长度各不相同。若将比较长的分离器彼此连接在一起,则有时过多地超过规定长度而产生浪费。此外,若将比较短的分离器彼此连接在一起,则有时不足规定长度,需要再次将其他分离器连接在一起。

若在连接工序之前,将小于规定长度的分离器贮存几个,则通过选择适当长度组合的分离器,从而能够有效地制造规定长度的分离器。

在贮存装置9中贮存切开工序前的制造工序(例如涂敷工序)中的因断裂而MD长度变得小于规定长度的分离器原片。

图8是表示贮存装置9的示意结构的主视图。贮存装置9(制造装置)具备多个支撑棒91a~91e(贮存部)及控制装置92(贮存部)。控制装置92具备显示面板93及操作面板94。显示面板93是液晶等显示装置。操作面板94是具有用于用户输入的多个键的输入装置。显示面板93及操作面板94可以是成为一体的触摸面板。

支撑棒91a~91e是向附图的跟前侧突出的棒。通过将支撑棒91a~91e经过分离器缠绕体12b~12e的芯体82b~82e,从而能够从贮存装置9的跟前侧挂住分离器缠绕体12b~12e。变成小于规定长度的分离器原片的缠绕体贮存在多个支撑棒91a~91e中。配置(贮存)分离器缠绕体的作业也可以通过用户(操作员)的手来进行。

贮存装置9还可以具备测量所贮存的分离器缠绕体12b~12e的长度的测量部(未图示)。例如,测量部测量分离器缠绕体的直径,从而能够计算出分离器的MD长度。为了计算出分离器的MD长度,测量部存储预先设定的芯体的外径及分离器1张的厚度的信息。或者,测量部也可以按照将预先设定的分离器缠绕体的外径变换为MD长度的表格来确定MD长度。此外,测量部也可以测量挂在支撑棒91a~91e上的分离器缠绕体的重量,根据重量来确定分离器缠绕体的MD长度。此时,预先在测量部中设定有芯体的质量及分离器的单位长度的质量的信息、或者将分离器缠绕体的重量变换为MD长度的表格。由此,测量部也可以具备光学测量器或重量计。

各分离器缠绕体12b~12e与其MD长度的信息建立对应关系后被贮存。另外,例如,也可以是用户测量分离器缠绕体12b的MD长度,作为贮存在支撑棒91a中的分离器缠绕体12b的MD长度而用户输入到控制装置92。支撑棒91a~91e被赋予了用于识别的序号等。

图9是表示贮存装置9的功能块的图。控制装置92具备显示面板93及操作面板94以外,还具备输入部96、存储部97、选择部98及提示部99。贮存装置9所具备的测量部95将贮存的分离器缠绕体的长度与赋予给支撑棒的序号建立对应关系后写入存储部97。

输入部96受理经由操作面板94输入的用户的指示输入。也可以是用户代替测量部95,测量所贮存的分离器缠绕体的长度,将测量值与赋予给支撑棒的序号建立对应关系后从操作面板94输入。输入部96将所贮存的分离器缠绕体的长度与赋予给支撑棒的序号建立对应关系后写入存储部97。此外,输入部96在从用户接受了选择连接在一起的分离器的指示输入的情况下,将该要进行选择的指示输入传递给选择部98。另外,用户也可以从操作面板94输入所贮存的分离器缠绕体的批量信息(lotinformation)。

存储部97将所贮存的分离器缠绕体的长度与赋予给支撑棒的序号建立对应关系后存储。另外,也可以将所贮存的分离器缠绕体的批量信息与赋予给支撑棒的序号建立对应关系后存储。作为存储部97,例如可以使用RAM(Random Access Memory)、磁带、光盘、卡、半导体存储器或可编程的逻辑电路等存储装置。

选择部98按照对连接在一起的分离器进行选择的指示输入,从所贮存的多个分离器之中选择连接在一起的分离器的组合。选择部98将选择出的分离器的组合输出到提示部99。

提示部99控制显示面板93的显示。提示部99将选择出的分离器的组合显示到显示面板93。例如,提示部99向用户提示选择出的分离器被贮存的支撑棒的序号。另外,提示部99也可以使用扬声器等,通过声音来向用户提示选择出的分离器的组合。

控制装置92的控制块(尤其是输入部96、选择部98及提示部99)可通过形成在集成电路(IC芯片)等中的逻辑电路(硬件)来实现,也可使用CPU(Central Processing Unit)通过软件来实现。

如果是后者,则控制装置92具备执行作为实现各功能的的软件的程序命令的CPU、通过计算机(或CPU)以可读方式记录了上述程序及各种数据的ROM(Read Only Memory)或存储装置(将这些统称为“记录介质”)、展开上述程序的RAM(Random Access Memory)等。然后,计算机(或CPU)从上述记录介质读取上述程序并执行,从而实现本发明的目的。作为上述记录介质,可使用“非易失性的有形介质”、例如磁带、光盘、卡、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。此外,上述程序也可以经由可传送该程序的任意传送介质(通信网或广播等)而被供给到上述计算机。

另外,预先贮存有分离器缠绕体的贮存部并不限于图8所示的支撑棒,也可以是能够贮存多个分离器缠绕体的规定的场所。图13、图14、图15是表示贮存部的变形例的图。如图13(a)所示,贮存部90也可以是能够配置多个分离器缠绕体12b的空间。如图13(b)所示,贮存部90也可以是能够利用壁来划分地配置多个分离器缠绕体12b的、被区分的空间。如图13(c)所示,贮存部90可以是能够单独配置多个分离器缠绕体12b的被纵横划分的架子。如图13(d)所示,贮存部90也可以是在各个空间具备插入到多个分离器缠绕体12b的芯体中的棒90a的构成。棒90a沿着铅垂方向。如图14(a)所示,贮存部90也可以是具备多个插入到多个分离器缠绕体12b的芯体中的棒90a的构成。如图14(b)所示,贮存部90可以包括用户可移动的台车90b。在台车90b中设有沿着铅垂方向的多个棒12a,以使能够在台车90b的规定部位配置分离器缠绕体12b。如图14(c)所示,台车90b也可以具备沿着水平方向的多个支撑棒91f。支撑棒91f固定在设于台车90b的侧壁上。如图15(a)所示,贮存部90也可以具备从上悬吊的多个挂钩90c。挂钩90c通过链条或管等被悬吊于梁或天花板等。如图15(b)所示,贮存部90也可以是带式输送设备。例如,可通过带式输送设备按照制造批量顺序传输分离器缠绕体12b。此时,例如,用户也可以向控制装置92输入在规定部位贮存的分离器缠绕体12b的MD长度。此外,用户也可以向控制装置92输入所贮存的分离器缠绕体的批量信息。

另外,分离器是多孔膜,因此与不是多孔膜的一般的塑料膜相比更柔软。当将分离器缠绕体配置为使分离器缠绕体的外周载置于台时,可能会在分离器缠绕体产生变形。因此,如果像图8、图14(c)或者图15(a)那样对芯体进行支撑,使得分离器自身不会与台等接触,则能够抑制分离器缠绕体的变形。此外,优选将分离器缠绕体彼此分开进行贮存,使得多个分离器缠绕体的外周彼此不接触(使得不对外周施加压力)。

此外,多孔膜柔软且容易拉伸,因此不能以对分离器施加强的张力的状态将分离器缠绕到芯体。但是,当像图14(b)那样将以施加了弱的张力的状态进行缠绕的分离器缠绕体进行横向配置而经过长时间时,有可能会由于重力而在分离器缠绕体的轴向上产生缠绕偏离。在此,缠绕偏离是指,分离器缠绕体的外周部分偏离到比内周部分下降的位置,从而呈圆锥状。另一方面,在像图14(c)或者图15(a)那样将分离器缠绕体的芯体挂在沿着水平方向的支撑棒的情况下,能够抑制产生缠绕偏离。

当在搬运分离器缠绕体时反复对分离器缠绕体施加冲击或振动时,上述的缠绕偏离和变形会变得更显著。相对于此,在图14(c)那样的搬运工具中,能够抑制搬运分离器缠绕体时的缠绕偏离和变形。此外,如果像图14(c)那样将沿着水平方向的支撑棒插入到分离器缠绕体的芯体而对分离器缠绕体进行贮存,则能够在下一个工序中从贮存的分离器缠绕体直接抽出分离器进行使用。在该情况下,能够省略分离器缠绕体的更换操作,因此能够减少对分离器的损害。

(选择流程1)

图10是表示选择连接在一起的分离器的流程的图。用户将MD长度不足规定长度的分离器缠绕体配置于贮存装置9的空的支撑棒91a~91e(S1)。

用户或测量部95测量所贮存的分离器缠绕体的MD长度(S2)。用户或测量部95将所贮存的分离器缠绕体的MD长度与表示该分离器缠绕体的序号(贮存有分离器缠绕体的支撑棒的序号)建立对应关系,输入到控制装置92。控制装置92的存储部97使贮存的分离器缠绕体的MD长度与表示该分离器缠绕体的序号建立对应关系后进行存储。

在期望的时间点,用户向控制装置92输入选择(显示)在连接中所使用的分离器的指示(S3)。控制装置92的选择部98从所贮存的多个分离器之中,选择在长边方向上连接在一起时在规定长度以上、且更接近上述规定长度的分离器的组合。例如,在连接在一起时成为上述规定长度以上的组合之中,选择最接近上述规定长度的分离器的组合。这样,选择部98基于分离器的MD长度,选择分离器的组合(S4)。通过这样进行选择,分离器的连接部位最少(1部位),且能够抑制超过规定长度的部分的浪费。

例如,假设贮存了MD长度为480m、500m、600m、700m的4个分离器缠绕体。在规定的MD长度为1000m时,选择连接在一起时成为1000m以上且在此基础上浪费最少的480m和600m的分离器缠绕体的组合。另外,在连接了任意的2个分离器也不足规定的MD长度的情况下,选择部98可以选择3个分离器的组合。

提示部99在显示面板93上显示表示选择出的分离器的序号及总的MD长度(S5)。用户从贮存装置9取出所提示的组合的分离器,使用上述的连接装置将多个分离器连接在一起。用户经由操作面板94向控制装置92输入取出了哪个支撑棒的分离器。此外,测量部95可以检测从支撑棒取出了分离器缠绕体的情况,将取出的情况通知给控制装置92。存储部97删除取出的分离器的信息。

(选择流程2)

在上述流程中,基于所贮存的分离器的MD长度进行了组合的选择,但是例如也可以基于MD长度和批量来选择组合。

图11是表示选择连接在一起的分离器的其他流程的图。对与图10的流程相同的处理赋予相同的序号,适当省略说明。用户将MD长度不足规定长度的分离器缠绕体配置于贮存装置9的空的支撑棒91a~91e(S1)。

用户或测量部95测量所贮存的分离器缠绕体的MD长度(S2)。用户或测量部95将所贮存的分离器缠绕体的MD长度与表示该分离器缠绕体的序号(贮存有分离器缠绕体的支撑棒的序号)建立对应关系,并输入到控制装置92。此时,用户还向控制装置92输入分离器缠绕体的批量信息。控制装置92的存储部97将所贮存的分离器缠绕体的MD长度、表示该分离器缠绕体的序号、所输入的批量信息建立对应关系后进行存储(管理)(S11)。

批量信息是表示制造批量的批号/记号等的信息。批号按制造顺序赋予给分离器的原片。例如,可以将表示制造出分离器的原片的日期及时间的序号设为批号。批量信息也可以是控制装置92按照贮存在贮存装置9中的顺序而赋予的序号。

或者,也可以向一体(连续的原片)制造出的每个原片赋予批号。此时,向切割1个原片而产生的多个分离器缠绕体赋予相同的批号,向从不同的原片产生的多个分离器缠绕体赋予不同的批号。选择从不同的原片产生的多个分离器缠绕体而连接在一起,从而能够实现更灵活的分离器的组合。因此,能够降低用于制造规定长度的分离器缠绕体的分离器的连接部位,而且能够抑制超过规定长度的部分的浪费。

在期望的时间点,用户向控制装置92输入选择(显示)在连接中所使用的分离器的指示(S3)。控制装置92的选择部98从所贮存的多个分离器之中,选择在长边方向上连接在一起时在规定长度以上、且制造批量更接近的分离器的组合。例如,在连接在一起时成为上述规定长度以上的组合之中,选择制造批量最接近的分离器的组合。这样,选择部98基于分离器的MD长度和批量信息,选择分离器的组合(S12)。

若批号接近,则制造批量也接近。若制造批量接近,则可推测为制造中的品质偏差小。即,通过选择制造批量更接近的分离器的组合,从而能够将品质(物性)接近的分离器彼此连接在一起。因此,能够使连接在一起的分离器的品质更加均匀。

例如,假设贮存了按制造顺序赋予的批号为#01(MD长度为480m)、#02(700m)、#03(200m)、#04(600m)这4个分离器缠绕体。规定的MD长度为1000m时,选择连接在一起时成为1000m以上且在此基础上批号更接近的#01(480m)和#02(700m)的分离器缠绕体的组合。另外,将任意2个分离器连接在一起都不足规定的MD长度的情况下,选择部98也可以选择3个分离器的组合。

提示部99在显示面板93上显示表示选择出的分离器的序号及总的MD长度(S5)。

另外,无论是上述流程中的哪一个,用户自身都能够根据上述条件来选择连接在一起的分离器的组合。

[实施方式2]

说明本发明的其他实施方式。另外,为了便于说明,对具有与在上述实施方式中说明的部件相同的功能的部件,赋予相同的符号,并省略其说明。在上述实施方式中,主要说明了将因断裂产生的分离器连接在一起的情况。另一方面,也可以考虑用户有意切割(切断)分离器的情况。

在分离器的制造工序中,有时会在分离器的一部分产生缺陷。例如,在制造出的分离器(原片或切开分离器)中,规定大小以上的孔(能够视觉辨认的孔)及含异物的部位会成为缺陷。若存在缺陷,则锂离子的流动会变得不均匀,有可能引起电池特性的下降。另外,在存在较大的孔的情况下,当施加了张力时,该孔可能会成为断裂的起点。此外,由于分离器具有绝缘性,因此在包含导电性异物的情况下,有可能会影响电池的制造工序。因此,要去除本实施方式中制造出的分离器中的缺陷。

图12是表示去除缺陷的工序的示意图。如图12(a)所示,通过切断装置7,将作为原片的分离器12f切开为多个(在此是5个)切开分离器12g。箭头表示分离器的流动方向(MD)。在图12中,用“×”表示缺陷D。此时,作为原片的分离器12f所包含的缺陷D会包含在任一个切开分离器12g中。不包含缺陷D的切开分离器12g例如被用作宽度为150mm的规定长度的产品。

另一方面,包含缺陷D的切开分离器12g在缺陷D存在的部位的长边方向的前后在横切方向(TD)上被切割(图12(b))。由此,切除存在缺陷D的部位。

被切割的切开分离器12g通过非导电性粘接胶带86而被互相连接在一起(图12(c))。切割及连接的处理可机械地自动进行,也可以由用户进行。

连接在一起的切开分离器12g再次被切断装置7切开得更细(图12(d))。由此,得到切掉了切开分离器12g的两端的切开分离器12h。切除缺陷D后连接在一起的切开分离器12h例如被用作更细的宽度为100mm的规定长度的产品(其他产品)。由此,在本实施方式中,将一体制造出的切开分离器12g切割之后的分离器彼此连接在一起。因此,能够将品质接近的分离器彼此连接在一起。

上述缺陷D的切除例如也可以在横切方向(TD)上切割作为原片的分离器12f。然后,可以将切割后的分离器12f在长边方向上连接在一起。

但是,由于包含缺陷的是一部分切开分离器12g,因此在一部分切开分离器12g中切除了缺陷D的部分的浪费较少。此外,通过进一步切开连接在一起的切开分离器12g,从而在连接部位前后能够使宽度更高精度地一致。

另外,也可以将连接在一起的切开分离器12g切开成更细的多个切开分离器12h。此外,还可以不切开,而将连接在一起的切开分离器12g用作产品。

[小节]

本发明的一方式的电池用分离器缠绕体的制造方法包括通过将多个电池用分离器在长边方向上连接在一起来制造电池用分离器缠绕体的连接工序。

根据上述的结构,例如利用因制造工序中的断裂产生的较短的电池用分离器,能够得到更长的电池用分离器缠绕体。因此,能够得到适合于应用产品的制造的长度的电池用分离器缠绕体。

上述多个电池用分离器也可以是长边方向的长度互不相同的构成。

断裂后的电池用分离器其长度不一致。通过将这些长边方向的长度互不相同的多个电池用分离器连接在一起,从而能够得到更长的电池用分离器缠绕体。另外,当然,也可以将长边方向的长度实质上相同的多个电池用分离器连接在一起。

上述制造方法也可以包括将连接在一起的上述电池用分离器切开为规定宽度的工序。

例如,在将切开后的多个电池用分离器在长边方向上连接在一起的情况下,很难连接成各自的长边方向平行且横切方向上的位置一致。若长边方向的平行度或横切方向上的位置偏离,则会产生缠绕体中的褶皱或侧面的高低差。

另一方面,根据上述的结构,通过将多个电池用分离器连接在一起之后,切开成规定宽度,从而能够在连接部位的前后容易使多个电池用分离器的横切方向的位置一致。此外,由于各自的长边方向也一致,因此能够容易抑制电池用分离器缠绕体中的褶皱或高低差的产生。

上述制造方法也可以包括将上述电池用分离器切开成规定宽度的工序,在连接工序中,是将切开后的上述多个电池用分离器连接在一起的结构。

在上述连接工序中,也可以是如下结构:通过在长边方向上将小于规定长度的上述多个电池用分离器连接在一起,从而制造上述规定长度的电池用分离器缠绕体。

根据上述的结构,例如,能够利用因制造工序中的断裂产生的小于规定长度的电池用分离器,得到规定长度的电池用分离器缠绕体。

上述制造方法也可以包括通过将电池用分离器在横切方向上切割而切除该电池用分离器所包含的缺陷的切断工序,在上述连接工序中,是在长边方向上将上述切断工序中产生的上述多个电池用分离器连接在一起的结构。

上述制造方法也可以包括贮存小于规定长度的多个电池用分离器的工序、和从所贮存的上述多个电池用分离器之中选择连接在一起时成为上述规定长度以上且更接近上述规定长度的电池用分离器的组合的工序,在上述连接工序中,是在长边方向上将选择出的多个上述电池用分离器连接在一起的结构。

根据上述的结构,能够降低超过规定长度的部分的浪费。因此,现有技术中被废弃的电池用分离器不会被浪费,可将其有效利用。

上述制造方法也可以包括将小于规定长度的多个电池用分离器与批量信息建立对应关系后贮存的工序、和从所贮存的上述多个电池用分离器之中选择连接在一起时成为上述规定长度以上且制造批量更接近的电池用分离器的组合的工序,在上述连接工序中,是在长边方向将选择出的多个上述电池用分离器连接在一起的结构。

根据上述的结构,由于连接在一起的电池用分离器其批量接近,因此能够得到均匀的品质的电池用分离器缠绕体。

在上述连接工序中,也可以是将上述多个电池用分离器通过粘接胶带而在长边方向上连接在一起的结构。

本发明的一方式的电池用分离器缠绕体包括多个电池用分离器,上述多个电池用分离器在长边方向上互相被连接在一起。

上述多个电池用分离器也可以是通过粘接胶带而互相被连接在一起的结构。

上述多个电池用分离器也可以是长边方向的长度互不相同的结构。

上述多个电池用分离器也可以是长边方向的长度实质上相同的结构。

上述多个电池用分离器及上述粘接胶带也可以是连接在一起之后被切开从而使其宽度一致的结构。

上述多个电池用分离器也可以是在横切方向上切割了一体制造出的电池用分离器的结构。

也可以是在上述长边方向,上述粘接胶带的拉伸强度或屈服强度大于上述电池用分离器的拉伸强度或屈服强度的结构。

根据上述的结构,在后续的制造工序中,粘接胶带能够耐住施加到电池用分离器的张力。因此,不需要根据有无粘接胶带而变更后续的制造工序中的张力。

也可以是构成上述粘接胶带的基本材料的材料与上述电池用分离器所包含的材料相同,上述粘接胶带的厚度为上述电池用分离器的厚度以上。

根据上述的结构,由于粘接胶带比电池用分离器厚,因此若它们的宽度相同,则粘接胶带的强度大于电池用分离器的强度。因此,粘接胶带能够耐住在后续的制造工序中施加到电池用分离器的张力。

上述粘接胶带的厚度也可以是为140μm以下。

根据上述的结构,能够抑制在电池用分离器缠绕体的粘接部位以外的部分残留粘接胶带的层的痕迹。

在上述长边方向中,上述粘接胶带的粘接力可以大于上述电池用分离器断裂或屈服的张力。

根据上述的结构,粘接胶带的粘接能够耐住在后续的制造工序中施加到电池用分离器的张力。因此,不需要为了防止粘接胶带的剥离而变更后续制造工序中的张力。

上述粘接胶带可以是包含丙烯系粘接剂的构成。

也可以是上述长边方向上的、相对于一个上述电池用分离器的上述粘接胶带的粘接长度为25mm以下的结构。

也可以是上述粘接胶带的颜色不同于上述电池用分离器的颜色的结构。

根据上述的结构,由于容易确定连接部位,因此在后续的制造工序中容易切除连接部位。

通过上述粘接胶带连接在一起的部位也可以仅是1个部位。

本发明的一方式的电池用分离器缠绕体的制造装置具备:贮存部,贮存小于规定长度的多个电池用分离器;选择部,从所贮存的上述多个电池用分离器之中,选择在长边方向上连接在一起时成为上述规定长度以上且更接近上述规定长度的电池用分离器的组合;和提示部,向用户提示选择出的上述电池用分离器的组合。

本发明的一方式的电池用分离器缠绕体的制造装置具备:贮存部,将小于规定长度的多个电池用分离器与批量信息建立对应关系后贮存;选择部,从所贮存的上述多个电池用分离器之中,选择在长边方向上连接在一起时成为上述规定长度以上且更接近制造批量的电池用分离器的组合;和提示部,向用户提示选择出的上述电池用分离器的组合。

本发明并不限于上述的各实施方式,在权利要求书的范围内能够进行各种变更,适当组合在不同的实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明能够利用于电池用分离器缠绕体及其制造方法以及它的制造装置。

符号说明

1 锂离子二次电池

4 耐热层

6 切开装置

7 切断装置

8 连接装置

9 贮存装置(制造装置)

11 阴极

12、12b~12h 分离器(电池用分离器)

12a 耐热分离器(电池用分离器)

13 阳极

82b~82e 芯体

83 连接台

86 粘接胶带

90 贮存部

91a~91e 支撑棒(贮存部)

92 控制装置(贮存部)

93 显示面板

94 操作面板

95 测量部

96 输入部

97 存储部

98 选择部

99 提示部

再多了解一些
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