二次电池用层叠体的制造装置和制造方法

文档序号:958767 发布日期:2020-10-30 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 二次电池用层叠体的制造装置和制造方法 (Apparatus and method for manufacturing secondary battery laminate ) 是由 大西和幸 大森弘士 于 2019-03-20 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种能够连续且高效地制造层叠型二次电池的、具有间隔件和电极的二次电池用层叠体的高效的制造技术。本发明的二次电池用层叠体的制造装置具有:电极卷,其将长条的电极卷料卷成卷状而成;间隔件卷,其将长条的间隔件卷料卷成卷状而成;贴合机构,其将从间隔件卷放出的间隔件卷料和从电极卷放出的电极卷料,在使所述间隔件卷料折曲或弯曲而形成了在间隔件卷料整个宽度延伸的凸部的状态下,以凸部位于电极卷料侧的相反侧的方式进行贴合;切断机构,其在设置有凸部的部分将间隔件卷料和电极卷料的贴合体的至少电极卷料部分切断。(The present invention provides an efficient manufacturing technique for a secondary battery laminate having a spacer and an electrode, which enables a laminate type secondary battery to be manufactured continuously and efficiently. The apparatus for manufacturing a secondary battery laminate according to the present invention includes: an electrode roll formed by rolling a long electrode roll material into a roll shape; a separator roll formed by rolling a long separator roll material into a roll shape; a bonding mechanism that bonds a separator roll that has been paid out from a separator roll and an electrode roll that has been paid out from an electrode roll, such that the convex portions are positioned on the opposite side of the electrode roll side, in a state in which the separator roll is bent or curved to form convex portions that extend across the entire width of the separator roll; and a cutting mechanism for cutting at least the electrode roll material portion of the bonded body of the separator roll material and the electrode roll material at the portion provided with the convex portion.)

二次电池用层叠体的制造装置和制造方法

技术领域

本发明涉及二次电池用层叠体的制造装置和二次电池用层叠体的制造方法。

背景技术

锂离子二次电池等二次电池具有小型轻质,且能量密度高,还能够反复充放电的特性,被使用在广泛的用途中。而且,二次电池一般有具有正极、负极、以及隔离正极与负极以防止正极和负极之间短路的间隔件等电池构件。

在此,作为二次电池的结构已知有将正极、间隔件以及负极交替层叠而成的层叠型,以及将长条的正极、间隔件以及负极重叠而卷成同心圆状的卷绕型。近年来,从能量密度、安全性、品质以及耐用性优异的观点出发,层叠型二次电池尤其引人注目。

而且,作为层叠型二次电池的制造方法,例如提出了将使用间隔件包裹的第一电极与第二电极交替层叠的方法(例如参照专利文献1)。具体而言,在专利文献1中,用在短边方向形成有多个山折部的带状间隔件卷料,从两面夹着第一带状电极卷料并将第一带状电极卷料与带状间隔件卷料的接触部粘接之后,在山折部的位置将第一带状电极卷料和带状间隔件卷料切断,进而,在构成间隔件的山折部的部分将第一带状电极卷料的切断片(第一电极)密封,并将得到的第一电极的间隔件密封物与第二电极交替层叠,由此制造层叠型二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-63002号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是,在专利文献1记载的层叠型二次电池的制造方法中,将事先准备的长边方向的长度大致相等的第一带状电极卷料和具有山折部的带状间隔件卷料粘接并切断,制作第一电极和间隔件的层叠体。因此,在专利文献1记载的技术中,在为了连续地制造层叠型二次电池而需要多个层叠体的情况下,需要交替地反复进行各构件(卷料)的准备、粘接与切断,不能连续且高效地制造层叠型二次电池。

对于这样的问题,也可以考虑使用卷成卷状的长条的电极卷料和卷成卷状的长条的间隔件卷料,使用卷对卷(roll to roll)的方式来制造电极和间隔件的层叠体。但是,在层叠型二次电池中,从防止短路等安全性的观点出发,通常需要间隔件尺寸比电极大的层叠体,而在使用卷对卷的方式来制造层叠体时,由于对重合的电极卷料和间隔件卷料进行切断,因此存在切断位置间的电极和间隔件的尺寸相同的问题。

因此,本发明的目的在于提供一种能够连续且高效地制造层叠型二次电池的、具有间隔件和电极的二次电池用层叠体的高效的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明的目的在于有利地解决上述问题,本发明的二次电池用层叠体的制造装置,其特征在于,具有:电极卷,其将长条的电极卷料卷成卷状而成;间隔件卷,其将长条的间隔件卷料卷成卷状而成;贴合机构,其将从所述间隔件卷放出的间隔件卷料和从所述电极卷放出的电极卷料,在使所述间隔件卷料折曲或弯曲而形成了在间隔件卷料整个宽度延伸的凸部的状态下,以所述凸部位于所述电极卷料侧的相反侧的方式进行贴合;以及切断机构,其在设置有所述凸部的部分,将所述间隔件卷料和所述电极卷料的贴合体的至少电极卷料部分切断。像这样,设置贴合机构和切断机构,将从间隔件卷放出的间隔件卷料与从电极卷放出的电极卷料贴合而切断,则能够连续地制造二次电池用层叠体。此外,在贴合机构中,在间隔件卷料形成了凸部(折曲部或弯曲部)的状态下将间隔件卷料与电极卷料贴合,切断机构在设置有凸部的部分切断至少电极卷料部分,则能够得到间隔件的尺寸比电极大的二次电池用层叠体。因此,能够高效地制造二次电池用层叠体,该二次电池用层叠体能够连续且高效地制造层叠型二次电池。

在此,本发明的二次电池用层叠体的制造装置优选的是,所述贴合机构具有:压接机,其用间隔件卷料侧按压构件与电极卷料侧按压构件将所述间隔件卷料和所述电极卷料夹住并使所述间隔件卷料和所述电极卷料贴合,所述间隔件卷料侧按压构件具有:与所述凸部对应的形状的凹部,以及吸引所述间隔件卷料而使其吸附在所述凹部内的吸引部。使用具有凹部和吸引部的间隔件卷料侧按压构件,则能够在间隔件卷料形成了凸部(折曲部或弯曲部)的状态下更高效地进行间隔件卷料与电极卷料的连续贴合。

此外,本发明的二次电池用层叠体的制造装置优选所述间隔件卷料侧按压构件和电极卷料侧按压构件为压接辊。使用压接辊,则能够更高效地进行间隔件卷料与电极卷料的连续贴合。

进而,本发明的二次电池用层叠体的制造装置优选所述间隔件卷料侧按压构件具有排列设置的多个凹部,各凹部的表面积朝着所述凹部的排列设置方向逐渐增加或逐渐减少。使用排列设置了各凹部的表面积朝着排列设置的方向逐渐增加或逐渐减少的多个凹部的间隔件卷料侧按压构件,可以得到在长条的间隔件贴合有多个电极且电极间的距离逐渐增加或逐渐减少的层叠体。而且,使用该层叠体,能够高效地且容易地制造层叠型二次电池。

而且,在本发明的二次电池用层叠体的制造装置中,优选所述凸部具有:在所述间隔件卷料的整个宽度延伸的第一凸部和第二凸部,以及位于所述第一凸部与所述第二凸部之间的谷部。如果凸部具有第一凸部、第二凸部以及谷部,能够在谷部容易地切断间隔件卷料与电极卷料的贴合体。

此外,本发明的目的在于有利地解决上述问题,本发明的二次电池用层叠体的制造方法,其特征在于,包含:工序A,将从长条的间隔件卷料卷成卷状而成的间隔件卷放出的间隔件卷料以及从长条的电极卷料卷成卷状而成的电极卷放出的电极卷料,在使所述间隔件卷料折曲或弯曲而形成了在间隔件卷料整个宽度延伸的凸部的状态下,以所述凸部位于所述电极卷料侧的相反侧的方式进行贴合;工序B,在设置有所述凸部的部分,将在所述工序A得到的所述间隔件卷料与所述电极卷料的贴合体的至少电极卷料部分切断。像这样,将从间隔件卷放出的间隔件卷料与从电极卷放出的电极卷料贴合而切断,能够连续地制造二次电池用层叠体。此外,在工序A中,在间隔件卷料形成了凸部(折曲部或弯曲部)的状态下将间隔件卷料与电极卷料贴合,在工序B中,在设置了凸部的部分将至少电极卷料部分切断,则能够得到间隔件的尺寸比电极大的二次电池用层叠体。因此,能够高效地制造能够连续且高效地制造层叠型二次电池的二次电池用层叠体。

在此,本发明的二次电池用层叠体的制造方法优选的是,在所述工序A中,使用电极卷料侧按压构件,和具有与所述凸部对应的形状的凹部以及吸引所述间隔件卷料而使其吸附在所述凹部内的吸引部的间隔件卷料侧按压构件,一边吸引所述间隔件卷料而使其吸附在所述凹部内,一边用所述电极卷料侧按压构件与所述间隔件卷料侧按压构件将所述间隔件卷料和电极卷料夹住而使所述间隔件卷料和电极卷料贴合。使用具有凹部和吸引部的间隔件卷料侧按压构件,则能够在间隔件卷料形成了凸部(折曲部或弯曲部)的状态下更高效地进行间隔件卷料与电极卷料的连续贴合。

此外,本发明的二次电池用层叠体的制造方法优选所述间隔件卷料侧按压构件与电极卷料侧按压构件为压接辊。使用压接辊,则能够更高效地进行间隔件卷料与电极卷料的连续贴合。

进而,本发明的二次电池用层叠体的制造方法优选在所述工序A中,将多个凸部形成为各凸部的表面积朝着所述间隔件卷料的运送方向逐渐增加或逐渐减少。在工序A中,形成各凸部的表面积朝着运送方向逐渐增加或逐渐减少的多个凸部,在工序B中,将电极卷料部分切断,则能够得到在长条的间隔件贴合有多个电极且电极间的距离逐渐增加或逐渐减少的层叠体。而且,使用该层叠体,能够高效地且容易地制造层叠型二次电池。

而且,本发明的二次电池用层叠体的制造方法优选所述凸部具有在所述间隔件卷料的整个宽度延伸的第一凸部和第二凸部,以及位于所述第一凸部与所述第二凸部之间的谷部。凸部具有第一凸部、第二凸部以及谷部,则在工序(B)中,能够在谷部容易地切断间隔件卷料与电极卷料的贴合体。

发明效果

根据本发明,能够连续地且高效地制造层叠型二次电池,能够高效地制造具有间隔件和电极的二次电池用层叠体。

附图说明

图1的(a)是间隔件卷料与电极卷料的贴合体的一例的沿着长边方向的剖视图,图1的(b)是间隔件卷料与电极卷料的贴合体的另一例的沿着长边方向的剖视图,图1的(c)是间隔件卷料与电极卷料的贴合体的再一例的沿着长边方向的剖视图。

图2的(a)是二次电池用层叠体的一例的沿着层叠方向的剖视图,图2的(b)是二次电池用层叠体的另一例的沿着层叠方向的剖视图。

图3是二次电池用层叠体的再一例的沿着长边方向的剖视图。

图4是表示使用图2所示的二次电池用层叠体形成的电极结构体的一例的结构的说明图。

图5是表示使用图3所示的二次电池用层叠体来形成电极结构体的过程的说明图。

图6的(a)至(c)是表示将间隔件卷料折曲或弯曲而形成的凸部的变形例的形状的、间隔件卷料的沿着长边方向的剖视图。

图7是表示二次电池用层叠体的制造装置的第一例的概略结构的说明图。

图8是扩大表示图7所示的制造装置的压接辊的立体图。

图9的(a)是压接辊的第一变形例的立体图,图9的(b)是压接辊的第二变形例的立体图。

图10是表示二次电池用层叠体的制造装置的其它例的概略结构的说明图。

具体实施方式

本发明的二次电池用层叠体的制造方法,例如能够在使用本发明的二次电池用层叠体的制造装置来制造二次电池用层叠体时使用。而且,制造出的二次电池用层叠体适于在制造层叠型二次电池时使用。

在此,在本发明的二次电池用层叠体的制造装置和制造方法中,通常使用将长条的电极原料卷成卷状而成的电极卷和将长条的间隔件原料卷成卷状而成的间隔件卷,连续地制造二次电池用层叠体。具体而言,在本发明的制造装置和制造方法中,例如使用贴合机构,将从间隔件卷放出的间隔件卷料和从电极卷放出的电极卷料,在使间隔件卷料折曲或弯曲而形成在间隔件卷料整个宽度延伸的凸部的状态下,以使凸部位于电极卷料侧的相反侧的方式进行贴合,由此来制作间隔件卷料与电极卷料的贴合体。而且,其后通过使用例如切断机构在设置有凸部的部分将间隔件卷料和电极卷料两者或只将电极卷料切断,从而能够制造二次电池用层叠体。

<电极卷料>

另外,作为电极卷料没有特别限定,例如能够使用在长条的集电体单面或者两面形成含有电极活性物质以及粘结剂的电极复合材料层而成的电极卷料等。而且,能够使用已知的材料作为集电体和电极复合材料层的材料。

<间隔件卷料>

此外,作为间隔件卷料没有特别限定,能够使用由含有聚烯烃树脂(例如聚乙烯、聚丙烯等)、芳香族聚酰胺树脂等树脂的微多孔膜或无纺布等有机材料形成的长条的多孔性构件。

另外,间隔件卷料优选从间隔件卷放出的方向(运送方向)的拉伸弹性模量在400MPa以上且4500Mpa以下。此外,间隔件卷料的厚度通常在0.5μm以上,优选1μm以上,通常40μm以下,优选30μm以下,更优选20μm以下。在此,在本发明中,“间隔件卷料的拉伸弹性模量”指的是根据JIS K7127测量的温度23℃的拉伸弹性模量。

<贴合体>

而且,在本发明的制造装置和制造方法中,用上述电极卷料和间隔件卷料形成的贴合体没有特别限定,例如具有如示出图1的(a)至(c)中沿长边方向的剖面的结构。

在此,图1的(a)所示贴合体1具有在电极卷料10的一个(图1的(a)中的上侧)表面贴合了间隔件卷料20的结构,所述电极卷料10是在集电体11的两面形成电极复合材料层12而成的,所述间隔件卷料20是以规定的间隔形成多个在整个宽度延伸的剖面为半圆弧状的凸部(弯曲部)21而成的。

此外,图1的(b)所示的贴合体1A具有在电极卷料10的两面贴合了间隔件卷料20的结构,所述电极卷料10是在集电体11的两面形成电极复合材料层12而成的,所述间隔件卷料20是以规定的间隔形成多个在整个宽度延伸的剖面为半圆弧状的凸部(弯曲部)21而成的。另外,在贴合体1A中,贴合在电极卷料10的一个表面的间隔件卷料20的凸部21的形成位置,与贴合在电极卷料10的另一个表面的间隔件卷料20的凸部21的形成位置一致。即,贴合在电极卷料10的一个表面的间隔件卷料20的凸部21,与贴合在电极卷料10的另一个表面的间隔件卷料20的凸部21夹着电极卷料10相向。此外,间隔件卷料20的凸部21之间的部分与电极卷料10粘接。

进而,图1的(c)所示的贴合体1B具有在电极卷料10的一个(图1的(c)的上侧)表面贴合了间隔件卷料20的结构,所述电极卷料10是在集电体11的两面形成电极复合材料层12而成的,所述间隔件卷料20是以规定的间隔形成多个在整个宽度延伸的剖面为半圆弧状的凸部(弯曲部)21而成的。而且,在贴合体1B中,重复设置有凸部21的大小从长边方向的一侧(图1的(c)的左侧)朝着另一侧(图1的(c)的右侧)逐渐增大的图案(例如,图例中依次变大的三个凸部21A、21B、21C的组合构成的图案)。另外,间隔件卷料20中的凸部21A、21B、21C之间的部分与电极卷料10粘接。

另外,在图1的(a)至(c)中,示出了电极卷料10在集电体11的两面具有电极复合材料层12的情况,但是电极卷料也可以只在集电体的一个表面形成电极复合材料层。

此外,在图1的(a)至(c)中,示出了凸部21是剖面为半圆弧状的情况,但是凸部的形状能够采用图6的(a)至(c)所示形状等的任意形状。在此,图6的(a)所示凸部21D为三角形状,图6的(b)所示凸部21E为四边形,图6的(c)所示凸部21F为具有第一凸部21a和第二凸部21c、以及位于第一凸部21a和第二凸部21c之间的谷部21b的形状。尤其是如果采用如图6的(c)所示那样的具有互相邻接的第一凸部21a和第二凸部21c、以及位于第一凸部21a和第二凸部21c之间的谷部21b的形状,则能够容易在谷部21b切断间隔件卷料20。

<二次电池用层叠体>

而且,在本发明的制造装置和制造方法中,通过在设置了凸部的部分切断上述贴合体的至少电极卷料部分而得到的二次电池用层叠体具有如下结构:在由电极卷料的切断片形成的电极的单面或两面贴合有由间隔件的切断片形成且尺寸比电极大的间隔件,或者在由间隔件卷料的切断片形成的长条的间隔件的一个表面贴合有由电极卷料的切断片形成的多个电极。具体而言,二次电池用层叠体没有特别限定,例如具有示出图2的(a)、(b)中沿层叠方向的剖面的结构,或者示出图3中沿长边方向的剖面的结构。

在此,图2的(a)所示的二次电池用层叠体2例如能够通过将图1的(a)所示的贴合体1的电极卷料10和间隔件卷料20在凸部21的大致中央(顶部)位置切断而得到。而且,二次电池用层叠体2具有:电极10a,其由电极卷料10的切断片形成,在集电体11a的两面设置有电极复合材料层12a;间隔件20a,其由间隔件卷料20的切断片形成,具有比电极10a大的尺寸并且贴合在电极10a的一个(图2的(a)的上侧)表面。

另外,在图2的(a)中,间隔件20a从电极10a的两端突出的部分的长度,分别是在贴合体1切断的凸部21的长度与该凸部21相向位置的电极卷料10的长度的差的大致1/2。

此外,图2的(b)所示的二次电池用层叠体2A例如能够通过将图1的(b)所示的贴合体1A的电极卷料10和间隔件卷料20在凸部21的大致中央(顶部)位置切断而得到。而且,二次电池用层叠体2A具有:电极10a,其由电极卷料10的切断片形成,在集电体11a的两面设置有电极复合材料层12a;间隔件20a,其由间隔件卷料20的切断片形成,具有比电极10a大的尺寸并且贴合在电极10a的两面。

另外,在图2的(b)中,间隔件20a从电极10a的两端突出的部分的长度,分别是在贴合体1切断的凸部21的长度与该凸部21相向位置的电极卷料10的长度的差的大致1/2。

而且,如果使用上述二次电池用层叠体2和二次电池用层叠体2A,例如图4所示进行层叠,能够制作层叠型二次电池能够使用的电极结构体。

在此,在图4中,符号2’为负极层叠体,10a’为负极,11a’为负极集电体,12a’为负极复合材料层,2”为正极层叠体,10a”为正极,11a”为正极集电体,12a”为正极复合材料层,20a为间隔件。另外,在本例中,从提高二次电池的安全性的观点出发,使正极10a”的尺寸小于负极10a’的尺寸。此外,11b是带有电流引出端子的正极集电体,11c是带有电流引出端子的负极集电体。

进而,图3所示的二次电池用层叠体2B可以通过以下方式得到:例如对于图1的(c)所示的贴合体1B在凸部21A的大致中央(顶部)位置将电极卷料10和间隔件卷料20切断,在与凸部21B和凸部21C的大致中央位置(顶部)相向的位置只将电极卷料10切断。而且,二次电池用层叠体2B具有以下结构:在由间隔件卷料20的切断片形成的长条的间隔件20a的一个表面贴合了多个(在图例中,在下侧的表面贴合了三个)电极10a,所述电极10a由电极卷料10的切断片形成,并在集电体11a的两面设置有电极复合材料层12a。

另外,在图3中,电极10a的距离L1、L2分别与在贴合体1B中没有被切断的凸部21B、21C的长度对应。

而且,如果使用上述二次电池用层叠体2B,例如图5所示的那样层叠和卷绕,能够制作在层叠型二次电池能够使用的电极结构体。该电极结构体具有n个第一电极(负极或正极;在图例中为负极10a’)和n-1个第二电极(正极或负极;在图例中为正极10a”)交替层叠的结构,并具有以第一电极隔着第一层叠体的间隔件位于第一层叠体的长边方向一端侧、所述第二电极位于第二层叠体的长边方向另一端侧而相向的方式将第一层叠体和第二层叠体层叠,朝长边方向另一端侧卷绕而成的结构,所述第一层叠体为在长条的间隔件的一个表面以规定的间隔贴合n-1个第一电极而成,所述第二层叠体为在长条的间隔件的一个表面以规定的间隔贴合n-1个第二电极,且以与位于间隔件的长边方向一端侧的第二电极相向的方式在间隔件的另一个表面贴合一个第一电极而成。

换言之,在图5所示电极结构体中,具有:使多个第一电极在第一间隔件的长边方向相互分离地贴合在长条的第一间隔件的一个表面而成的第一层叠体,以及使多个第二电极在第二间隔件的长边方向相互分离地贴合在长条的第二间隔件的一个表面,且以与位于第二间隔件的长边方向的一端侧的第二电极相向的方式在第二间隔件的另一个表面贴合一个第一电极而成的第二层叠体,从第二层叠体的第一电极朝着层叠方向一方,以第二间隔件、第二电极、第一间隔件以及第一电极的顺序依次层叠,从第二层叠体的第一电极朝着层叠方向的另一方,以第二间隔件、第二电极、第一间隔件以及第一电极的顺序依次层叠。此外,第一间隔件和第二间隔件以第二层叠体的第一电极为卷绕中心卷绕。

另外,在形成电极结构体时,在卷绕时,可也以使间隔件松弛或拉紧,但是所谓邻接的电极间的“规定的间隔”通常是指在卷绕时被夹在该电极间的全部的电极和间隔件的合计厚度以上的、第一电极与第二电极能够在上下方向排列的长度。

在此,在图5中,符号2’为负极层叠体,10a’为负极,2”为正极层叠体,10a”为正极,20a为间隔件。另外,在此例中,位于正极层叠体2”的一端侧而夹着间隔件20a与正极10a”相向的负极10a’,能够使用在二次电池的制造中所用的任意的手法配置在间隔件20a上。此外,各电极(负极10a’、正极10a”)之间的距离能够为在卷绕时夹在该电极间的负极10a’、正极10a”以及间隔件20a的合计厚度以上的、负极10a’与正极10a”能够在上下方向排列的长度。而且,在此例中,从提高二次电池的安全性的观点出发,正极10a”的尺寸小于负极10a’的尺寸。

<二次电池用层叠体的制造装置和制造方法>

而且,如上所述的二次电池用层叠体,能够使用例如图7所示的制造装置100来制造。

图7所示制造装置100具有:电极卷10’,为将长条的电极卷料10卷成卷状而成;间隔件卷20’,为将长条的间隔件卷料20卷成卷状而成;橡胶辊30和吸附辊40,其作为将电极卷料10和间隔件卷料20夹住而压接的压接辊;切断机构50,其将间隔件卷料20和电极卷料10的贴合体切断。此外,制造装置100还具有运送电极卷料10和间隔件卷料20的运送辊60、调节间隔件卷料20的张力的张力缓冲器70,使间隔件卷料20的运送速度增加的加速装置80。而且,根据制造装置100,能够形成例如图1的(a)所示的贴合体1并用切断机构50将其切断,得到图2的(a)所示的二次电池用层叠体2。

在此,吸附辊40具有与制造装置100中形成并切断的贴合体1的凸部21对应的形状(半圆弧状)的凹部41、吸引而将间隔件卷料20吸附在凹部41内的吸引部(未图示)。另外,如图8将橡胶辊30和吸附辊40扩大所示,吸附辊40的凹部41在吸附辊40的整个宽度设置。

而且,张力缓冲器70、加速装置80、金属辊30以及吸附辊40作为贴合机构发挥功能,将从间隔件卷20’放出的间隔件卷料20与从电极卷10’放出的电极卷料10,在通过将间隔件20吸附在吸附辊40的凹部41来使其弯曲而形成了在间隔件卷料20的整个宽度延伸的凸部21的状态下,以凸部21位于与电极卷料10侧的相反侧的方式进行贴合。另外,在贴合机构中,橡胶辊30和吸附辊40作为压接机发挥功能,橡胶辊30是压接机的电极卷料侧按压构件,吸附辊40是压接机的间隔件卷料侧按压构件。

根据该制造装置100,能够将从间隔件卷20’放出的间隔件卷料20与从电极卷10’放出的电极卷料10,在通过将间隔件20吸附在吸附辊40的凹部41来使其弯曲而形成了在间隔件卷料20的整个宽度延伸的凸部21的状态下,以凸部21位于与电极卷料10侧的相反侧的方式进行贴合(工序(A))。此外,通过将所述工序(A)得到的间隔件卷料20与电极卷料10的贴合体在设置有凸部21的部分进行切断,能够得到图2(a)所示的二次电池用层叠体2(工序(B))。因此,能够连续地制造间隔件的尺寸比电极大的二次电池用层叠体。而且,其结果是能够连续并且高效地制造层叠型二次电池。

在此,在上述制造装置100中,为了能够形成图1的(a)所示的贴合体1并用切断机构50切断,制造图2的(a)所示的二次电池用层叠体2,使用了具有4个相同形状的凹部41的吸附辊40,但是在形成如图1的(c)所示的贴合体1B来制造图3所示的二次电池用层叠体2B的情况下,代替吸附辊40,使用图9的(a)所示的吸附辊40A即可。

吸附辊40A具有在吸附辊40A的周向排列设置的多个(在图例中为4个)凹部41A、41B、41C、41D,各凹部41A、41B、41C、41D的表面积在朝着凹部41A、41B、41C、41D的排列设置方向逐渐增加或逐渐减少(在图例中为逆时针方向逐渐增加)。即,在吸附辊40A中,凹部41A、41B、41C、41D的大小依次增加。

而且,在使用吸附辊40A制造图3所示的二次电池用层叠体2B的情况下,例如橡胶辊30和吸附辊40A一边使用凹部41A、41B、41C、41D形成凸部一边将间隔件卷料20和电极卷料10贴合,在以尺寸最小的凹部41A形成的尺寸最小的凸部所处的部分,切断机构将电极卷料10和间隔件卷料20切断,在凹部41A、41B、41C、41D形成的凸部所处的部分,切断机构只将电极卷料10切断。这样一来,能够高效地得到图3所示的二次电池用层叠体2B,制作图5所示的电极结构体,从而连续且高效地制造层叠型二次电池。

另外,切断机构只切断电极卷料10,例如能够通过在电极卷料10的间隔件卷料20侧的相反侧设置切断刀(未图示),使该切断刀移动至电极卷料10与间隔件卷料20的凸部之间的位置来进行。

此外,在形成具有图6的(c)所示形状的凸部21F的贴合体来制造图2的(a)所示的二次电池用层叠体2的情况下,代替吸附辊40,使用图9的(b)所示的吸附辊40B即可。

吸附辊40B具有凹部41F,所述凹部41F具有与第一凸部21a和第二凸部21c对应的形状的第一凹部41a和第二凹部41c、以及位于相互邻接的第一凹部41a和第2凹部41c之间的具有与谷部21b对应的形状的顶部41b。

而且,在使用吸附辊40B形成具有图6的(c)所示形状的凸部21F的贴合体,制造图2的(a)所示的二次电池用层叠体2的情况下,例如橡胶辊30和吸附辊40B一边使用凹部41F形成凸部21F一边将间隔件卷料20和电极卷料10贴合,并且切断机构在凸部21F的谷部21b的位置将电极卷料10和间隔件卷料20切断。这样一来,能够连续且高效地制造间隔件的尺寸比电极大的二次电池用层叠体。而且,其结果是能够连续并且高效地制造层叠型二次电池。

另外,在上述说明中,虽然对形成在电极卷料10的一个表面贴合间隔件卷料20而成的贴合体,并用切断机构进行切断,制造在电极的一个表面贴合间隔件而成的二次电池用层叠体的情况进行了说明,但是在形成在电极卷料10的两面贴合间隔件卷料20而成的贴合体来制造图2的(b)所示的二次电池用层叠体2A的情况下,能够使用例如图10所示的制造装置100A。

在此,在图10中,对具有与图7同样的结构的构件中附加与图7相同的符号,在以下省略说明。

而且,根据制造装置100A,能够使用作为压接辊的一对吸附辊40,将从两个间隔件卷20’放出的间隔件卷料20和从电极卷10’放出的位于间隔件卷料20之间的电极卷料10,在用吸附辊40的凹部41使间隔件卷料20弯曲而形成在间隔件卷料20整个宽度延伸的凸部21的状态下,以凸部21位于电极卷料10侧的相反侧的方式贴合(工序(A))。此外,通过将工序(A)得到的间隔件卷料20与电极卷料10的贴合体在设置有凸部21的部分进行切断,能够得到图2的(b)所示的二次电池用层叠体2A(工序(B))。因此,能够连续地制造间隔件尺寸比电极大的二次电池用层叠体。而且,其结果是能够连续且高效地制造层叠型二次电池。

另外,在制造装置100A中,在两面具有凸部21的贴合体的运送没有特别限定,例如能够使用具有与凸部21的形状对应的形状的凹部的运送辊、气力升降辊等的抬举式运送机构来进行。

以上,使用例子对本发明的二次电池用层叠体的制造装置和制造方法进行了说明,但是本发明的二次电池用层叠体的制造装置和制造方法不限定于上述例子。

例如,作为将间隔件卷料和电极卷料夹住而贴合的压接机,也可以使用模具等。在该情况下,在成为间隔件卷料侧按压构件的模具部分,形成与凸部对应形状的凹部以及在凹部内将间隔件卷料吸引且使其吸附的吸引部即可。

此外,利用凹部形成凸部,也可以通过使用按压和/或静电使隔件卷料沿着凹部表面来进行。进而,在间隔件卷的运送方向的拉伸弹性模量在400MPa以上且4500MPa以下的情况,和/或间隔件卷料的厚度在0.5μm以上且40μm以下的情况等,因间隔件卷料柔软而难以在维持凸部的形状下形成、运送以及切断贴合体的情况下,间隔件卷料可以在凹部内加热来加上折印,也可以在间隔件卷料和电极卷料之间配置保持凸部的形状保持构件。

产业上的使用可能性

根据本发明的制造装置和制造方法,能够连续且高效地制造层叠型二次电池,能够高效地制造具有间隔件和电极的二次电池用层叠体。

附图标记说明

1、1A、1B 贴合体

2、2A、2B 二次电池用层叠体

2’ 负极层叠体

2” 正极层叠体

10 电极卷料

10a 电极

10a' 负极

10a” 正极

10’ 电极卷

11 集电体

11a 集电体

11a’ 负极集电体

11a” 正极集电体

11b 带有电流引出端子的正极集电体

11c 带有电流引出端子的负极集电体

12 电极复合材料层

12a 电极复合材料层

12a’ 负极复合材料层

12a” 正极复合材料层

20 间隔件卷料

20a 间隔件

20’ 间隔件卷

21 凸部

21A、21B、21C、21D、21E、21F 凸部

21a 第一凸部

21b 谷部

21c 第二凸部

30 橡胶辊

40、40A、40B 吸附辊

41、41A、41B、41C、41D、41F 凹部

41a 第一凹部

41b 顶部

41c 第二凹部

50 切断机构

60 运送辊

70 张力缓冲器

80 加速装置

100、100A 制造装置

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