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公開番号2023172118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-06
出願番号2022083702
出願日2022-05-23
発明の名称巻回装置
出願人CKD株式会社
代理人個人
主分類H01M 10/04 20060101AFI20231129BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電極シートの先端部の位置ずれをより正確に検出することができるとともに、生産コストの低減や生産効率の向上などを図ることができる巻回装置を提供する。
【解決手段】巻回装置10は、電極シート4,5を巻芯12側に供給する電極シート供給機構31,41と、巻芯12の外周面に設けられたマークと、該マークに対する電極シート4,5の先端部の位置に係る情報を検出するセンサ14a,14b,15a,15bと、検出された前記情報に基づき、前記先端部の位置に関する良否を判定する判定部92とを備える。センサ14a,14b,15a,15bは、巻芯12側へと電極シート4,5が供給されてから該電極シート4,5が1周分巻取られるまでの間に前記情報の検出を行う。判定部92によって不良と判定された場合、巻取制御装置91によって、電極シート4,5の巻取が完了する前に該電極シート4,5の巻取が中止される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
回転可能な巻芯に対し、表面に活物質を有する帯状の電極シートと絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとが供給されるとともに、前記巻芯が回転することにより前記電極シート及び前記セパレータシートを重ねつつ巻回する巻回装置であって、
前記巻芯の回転を制御する巻取制御手段と、
前記電極シートの先端部を先頭として、該電極シートを前記巻芯側に供給する電極シート供給手段と、
前記巻芯の外周面に設けられたマークと、
前記巻芯の周方向に沿った、前記マークに対する前記先端部の位置に係る情報を検出する先端部位置検出手段と、
前記先端部位置検出手段により検出された前記情報に基づき、前記電極シートの巻取前及び／又は巻取中に、前記巻芯の周方向に沿った前記電極シートの先端部の位置に関する良否を判定する判定手段とを備え、
前記先端部位置検出手段は、前記電極シート供給手段によって前記巻芯側へと前記電極シートが供給されてから該電極シートが１周分巻取られるまでの間に、前記情報の検出を行うように構成されており、
前記巻取制御手段は、前記判定手段によって不良と判定された場合、前記電極シートの巻取が完了する前に該電極シートの巻取が中止されるように、前記巻芯を制御可能に構成されていることを特徴とする巻回装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記マークは、前記巻芯の外周面に設けられた凹部の少なくとも底面に、前記電極シート及び前記巻芯の外周面の各色とは異なる色の彩色部が設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記巻芯の外周面のうち前記セパレータシートが巻き付けられる面から外れた位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の巻回装置。
【請求項４】
前記先端部位置検出手段は、前記情報として、前記電極シートによって前記マークが隠れた状態となっているか否かについての情報を検出するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の巻回装置。
【請求項５】
前記先端部位置検出手段は、前記彩色部の色を検知可能なカラーセンサを有しており、該カラーセンサによって前記彩色部の色が検知されるか否かに基づき、前記電極シートによって前記マークが隠れた状態となっているか否かについての情報を検出するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の巻回装置。
【請求項６】
前記先端部位置検出手段は、前記電極シート供給手段によって前記巻芯側へと前記電極シートが供給されてから前記巻芯の回転が開始されるまでの間に、前記情報の検出を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
【請求項７】
前記先端部位置検出手段は、前記巻芯の回転が開始されてから前記電極シートが１周分巻取られるまでの間に、前記情報の検出を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
【請求項８】
前記電極シートとして、表面に正極活物質を有する帯状の正電極シートと表面に負極活物質を有する帯状の負電極シートとが前記巻芯に供給されるとともに、該巻芯の回転に伴い該正電極シート及び該負電極シートが重ねられつつ巻回されるように構成されており、
前記マークとして、所定の正極用マークと所定の負極用マークとが別々に設けられており、
前記先端部位置検出手段は、前記巻芯の周方向に沿った前記正極用マークに対する前記正電極シートの先端部の位置に係る情報と、前記巻芯の周方向に沿った前記負極用マークに対する前記負電極シートの先端部の位置に係る情報とを検出し、
前記判定手段は、前記先端部位置検出手段により検出された前記情報に基づき、前記巻芯の周方向に沿った前記正電極シート及び前記負電極シートのそれぞれの先端部の位置に関する良否を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、二次電池等に内蔵される巻回素子を得るための巻回装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、リチウムイオン電池等の二次電池に用いられる巻回素子は、正極活物質が塗布された正電極シートと、負極活物質が塗布された負電極シートとが、絶縁素材からなるセパレータシートを介して重ね合わされた状態で巻回されることにより製造される。
【０００３】
巻回素子を製造するための巻回装置としては、回転可能な巻芯と、該巻芯に対し電極シートを供給する供給機構とを備えたものが知られている。供給機構は、電極シートを挟持可能な把持部（チャック）を有しており、該把持部が電極シートを挟持した状態で巻芯側へと接近移動することにより、巻芯へと電極シートを供給する。
【０００４】
ところで、巻芯への電極シートの供給時に把持部に対し電極シートが滑ったり、巻芯の回転開始時にセパレータシートに対し電極シートが滑ったりすることにより、巻芯の周方向に沿った電極シートの先端部の位置にずれが生じることがある。このような位置ずれが生じると、各電極シートやセパレータシートの互いの位置関係が不適切なものとなり、電池容量の低下や内部短絡が発生するおそれがある。すなわち、電極シートの先端部の位置ずれは、電池性能に大きな影響を及ぼすおそれがある。従って、このような位置ずれの生じた巻回素子が後工程に送られることを未然に防止する必要がある。
【０００５】
ここで、従来、完成後の巻回素子において、各電極シートやセパレータシートの互いの位置関係が適切であるか否かを判定可能に構成された巻回装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。この巻回装置についてより詳しく説明すると、この巻回装置は、電極シートと接触し、巻芯側に送り出された各電極シートの長さ（送り量）を計測するエンコーダと、電極シートにおける活物質の塗布開始部を検知するセンサとを有している。そして、センサにより前記塗布開始部が検知されると、エンコーダによる送り量の計測が開始され、各電極シートが巻き付く程度に巻芯が回転した段階になると、エンコーダにより計測された各電極シートの送り量が比較される。つまり、正電極シートの送り量と負電極シートの送り量とが比較される。そして、この比較結果に基づき、完成後の巻回素子の良否が判定され、不良品と判定された巻回素子が後工程に送られないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平１１－６７２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に記載の技術によれば、結果的に、電極シートの先端部における位置ずれの有無を検出することができるようにも考えられるが、この技術は、結局のところ、両電極シートの相対位置関係を検出するものに過ぎない。従って、この技術では、電極シートの先端部の絶対的な位置ずれを正確に検出することができず、位置ずれの生じた不良品の巻回素子を誤って良品と判定するおそれがある。例えば、両電極シートにおいて同程度の滑りが生じた場合、得られた巻回素子は実際には位置ずれの生じた不良品であるが、上記技術では、得られた巻回素子が誤って良品と判定されてしまう。そのため、上記技術では、不良品の巻回素子が後工程に送られて、結果的に、後工程における無駄な作業を発生させるおそれがある。
【０００８】
また、上記技術では、エンコーダに対する電極シートの滑りが生じると、計測される送り量が実際の送り量と相違してしまうため、巻回素子の良否判定に係る精度が不十分となるおそれがある。
【０００９】
さらに、上記技術では、最終的に得られる巻回素子が良品又は不良品のいずれであっても、巻芯による電極シート等の巻取は、該巻取が完了するまで続けられる。そのため、不良品の巻回素子の製造のために多くの材料（電極シート等）が無駄になり、生産コストの増大を招くおそれがある。さらに、不良品の巻回素子の製造に時間をかけることになるため、生産効率の低下を招く。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、巻芯の周方向に沿った電極シートの先端部の位置ずれをより正確に検出することができるとともに、生産コストの低減や生産効率の向上などを図ることができる巻回装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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