CN1288788C - 二次电池的制造方法及二次电池的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的二次电池的制造装置具备正极电极片状物和负极电极片状物的输出装置；将含有电解质的溶液分别涂敷在正极电极片状物和负极电极片状物的两面的第1涂敷装置及第2涂敷装置；使涂敷在正极电极片状物、负极电极片状物的电解质固化的第1加热装置和第2加热装置；供给使电解质被固化的正极电极片状物和负极电极片状物在绝缘状态下叠合用的隔层的隔层输出装置；将电解质被固化的正极电极片状物、绝缘用片状物、电解质被固化的负极电极片状物和绝缘用片状物在层叠状态下卷绕成规定形状的卷绕装置。

Description

二次电池的制造方法及二次电池的制造装置
技术领域
本发明涉及制造二次电池的二次电池的制造方法以及二次电池的制造装置。
背景技术
近年来，便携式电话、电视摄像机、笔记本电脑等的电源要求小型轻量化、大容量、大电压，例如，使用锂离子聚合物电池、锂电池等二次电池。
在这些二次电池中，锂离子聚合物电池的电极按照日本专利特开平11-339785号公报记载的工序，首先制造聚合物电池用的正极电极和负极电极，接着，在将该正极电极和负极电极多个层叠的状态下，将溶液状的电解质注入集电体后用干燥炉进行加热处理使电解质硬化而制得。
前述电极采用以下工序制得，在载体材料上分别涂敷正极材料、负极材料及隔层材料，分别卷绕成筒状的正极材料膜、负极材料膜及隔层膜的制膜工序；按照各自规定的宽度将正极材料膜、负极材料膜及隔层膜剪切，分别形成卷筒状的正极材料膜、负极材料膜及隔层膜的工序；将集电体夹在中间、并将剪切成规定宽度的卷筒状正极材料膜及负极材料膜叠合在前述集电体的两面，分别形成正极电极膜及负极电极膜的正极及负极的集电体层叠工序；将隔层膜叠合在被层叠的负极电极膜的两面而形成带隔层的负极电极膜的工序；用模具将正极电极膜及带隔层的负极电极膜的两侧边缘的集电部分冲裁成规定形状的冲裁工序；用模具仅对载体材料上的正极电极膜进行半切断的正极电极膜半切断工序；以一定的间隔将半切断的正极电极膜转移到带隔层的负极电极膜的两面的规定位置的转移工序；将被转移的正极电极膜和带隔层的负极电极膜进行层叠的层叠工序；用模具将被转移的正极电极和带隔层的负极电极层叠而形成的组装体冲裁成一个个的电极的冲裁工序。
前述电极制造装置通过9道工序制得电极。接着，在多个电极层叠的状态下，将溶液状电解质注入集电体后用干燥炉进行加热处理使电解质硬化，制得规定的锂离子聚合物电池。该方法不仅制造工序多，而且必须设置与各工序对应的装置，制造装置整体较大，各装置控制复杂，并且因为工序多而存在生产效率低的问题。
而且，溶液状的电解质均匀地注入层叠的集电体内是非常困难的，会出现电解质的注入斑，并且残留有电解质硬化时产生的气体，还会产生气泡，这样就可能出现次品。
鉴于前述情况，本发明的目的是提供能够不使电解质的注入斑和气泡等产生、防止次品出现、且使加工工序大幅度减少、生产效率大大提高的二次电池的制造方法及二次电池的制造装置。
发明的揭示
本发明的二次电池的特征是，将含有电解质的溶液或电解质凝胶分别间断地涂敷在正极电极片状物及负极电极片状物的两面，对涂敷在正极电极片状物和负极电极片状物的含有电解质的溶液或电解质凝胶加热，使电解质固化后，前述电解质被固化的正极电极片状物和前述电解质被固化的负极电极片状物为了实现绝缘在使隔层介于中间的状态被卷绕成规定形状。
本发明的二次电池通过将含有电解质的溶液或电解质凝胶分别间断地涂敷在正极电极片状物及负极电极片状物的两面，对涂敷在正极电极片状物和负极电极片状物的含有电解质的溶液或电解质凝胶加热，使电解质固化后，前述电解质被固化的正极电极片状物和前述电解质被固化的负极电极片状物在将隔层介于中间的状态被卷绕成规定形状以实现绝缘而形成，所以能够提供效率高、且基本不产生电解质的注入斑和气泡等的制品。
而且，本发明的二次电池中，较好的是在正极电极片状物及负极电极片状物的规定位置分别安装着集电片。通过安装集电片，能够提供效率高、不使集电片破损、且基本不产生电解质的注入斑和气泡等的制品。
而且，本发明的二次电池中，较好的是正极或负极电极片状物中的正极电极片状物由正极活性物质、导电材料及粘接材料形成，负极电极片状物由负极活性材料、导电材料及粘接材料形成。较好的是正极活性物质为锂氧化物，负极活性物质为碳材，导电材料为天然石墨、炭黑或乙炔黑，粘接材料为聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或六氯丙烯(HEP)的溶液或它们的聚合物溶液。特别好的是形成负极活性物质的碳材为焦炭系碳或石墨系碳。
本发明的二次电池的制造方法的特征是包括以下工序，将正极电极片状物输出的工序；将含有电解质的溶液或电解质凝胶间断地涂敷在正极电极片状物两面的第1涂敷工序；对涂敷在正极电极片状物两面的含有电解质的溶液或电解质凝胶加热使电解质固化的第1加热工序；将负极电极片状物输出的工序；将含有电解质的溶液或电解质凝胶间断地涂敷在负极电极片状物两面的第2涂敷工序；对涂敷在负极电极片状物两面的含有电解质的溶液或电解质凝胶加热使电解质固化的第2加热工序；电解质被固化的正极电极片状物和电解质被固化的负极电极片状物为了实现绝缘以隔层介于中间的状态被卷绕成规定形状的卷绕工序。
若采用本发明的二次电池的制造方法，因为采用前述工序制造二次电池，所以能够不使电解质的注入斑和气泡等产生，防止次品出现。而且，能够使加工工序大幅度减少，使生产效率大大提高。
在本发明的二次电池的制造方法中，较好的是在将正极电极片状物输出的工序和第1涂敷工序之间，或第1加热工序和卷绕工序之间设置将集电片安装于正极电极片状物的工序；在将负极电极片状物输出的工序和第2涂敷工序之间，或第2加热工序和卷绕工序之间设置将集电片安装于负极电极片状物的工序。由于将集电片安装于正极电极片状物的工序及集电片安装于负极电极片状物的工序分别设置在前述的工序之间，因而能够不使电解质注入斑、气泡等产生，防止次品出现，并且能够使加工工序大幅度减少，使生产效率大大提高。
而且，在本发明的二次电池的制造方法中，较好的是贮留对二次电池形成操作时必需量的正极电极片状物或负极电极片状物。例如，在将正极电极片状物输出的工序中，停止正极电极片状物输出时，使正极电极片状物贮留在将集电片安装于正极电极片状物的工序以后的工序中，能够在其后的工序中连续输送正极电极片状物，例如，能够在卷绕工序前的工序中贮留仅在卷绕工序中的卷绕时可输送的正极或负极电极片状物。
本发明的二次电池的制造方法的卷绕工序中，较好的是在由装置基座支持的可自由转动并能够回转的转台构件上安装的各自能够转动自由的2只卷绕心轴中，一只位于卷绕位置，另一只位于取出位置，在此状态下，位于卷绕位置的卷绕心轴将正极电极片状物和负极电极片状物及隔层的层叠物依次卷绕成规定的形状，层叠物卷成规定的形状后，转台构件回转，位于卷绕位置的卷绕心轴移动到取出位置的同时，位于取出位置的卷绕心轴移动到卷绕位置，从由卷绕位置移动到取出位置的卷绕心轴取出卷绕完成的层叠物，用从取出位置移动到卷绕位置的卷绕心轴再次卷绕层叠物。通过进行上述卷绕工序，能够连续进行卷绕·取出的转换操作及卷绕操作。
本发明的二次电池的制造装置的特征是，具备将正极电极片状物输出的正极电极片状物输出装置；将含有电解质的溶液或电解质凝胶涂敷在前述正极电极片状物的两面的第1涂敷装置；对涂敷在正极电极片状物的含有电解质的溶液或电解质凝胶进行加热使电解质固化的第1加热装置；将负极电极片状物输出的负极电极片状物输出装置；将含有电解质的溶液或电解质凝胶涂敷在前述负极电极片状物的两面的第2涂敷装置；对涂敷在负极电极片状物的含有电解质的溶液或电解质凝胶进行加热使电解质固化的第2加热装置；供给前述电解质被固化的正极电极片状物和负极电极片状物在绝缘状态下叠合用的隔层的隔层输出装置；将电解质被固化的正极电极片状物、隔层、电解质被固化的负极电极片状物及隔层在层叠状态下卷绕成规定形状的卷绕装置。
若采用本发明的二次电池的制造装置，因为具备前述装置，所以能够高效、可靠地制造没有产生电解质的注入斑和硬化时的气泡的制品，而且，由于加工工序减少，所以能够使制造装置整体实现小型化。
而且，在本发明的二次电池的制造装置中，较好的是正极电极片状物输出装置和第1涂敷装置之间，或第1加热装置和卷绕装置之间，以及负极电极片状物输出装置和第2涂敷装置之间，或第2加热装置和卷绕装置之间分别设置集电片安装装置。
即，较好的是在从正极电极片状物输出装置经过第1涂敷装置及第1加热装置被输送到卷绕装置的正极电极片状物的输送过程中的正极电极片状物输出装置之下和第1涂敷装置之上，或正极电极片状物的输送过程中的第1加热装置之下和卷绕装置之上，以及在从负极电极片状物输出装置经过第2涂敷装置及第2加热装置被输送到卷绕装置的负极电极片状物的输送过程中的负极电极片状物输出装置之下和第2涂敷装置之上，或负极电极片状物的输送过程中的第2加热装置之下和卷绕装置之上分别设置集电片安装装置。
若设置上述集电片安装装置，则能够在正极电极片状物及负极电极片状物的规定的位置形成集电片。而且，能够高效、可靠地制造无电解质注入斑和硬化时无气泡产生的制品，并且，由于加工工序减少，所以能够使制造装置整体实现小型化。
而且，在本发明的二次电池的制造装置中，较好的是具备将正极或负极电极片状物以规定量贮留的贮留辊，并将贮留辊设置成相对于装置基座可以移动的结构。由于将贮留辊设置成相对于装置基座能够移动的结构，因而能够使正极或负极电极片状物以规定量贮留。
而且，在本发明的二次电池的制造装置中，较好的是第1加热装置或第2加热装置中的至少一个具备由对涂敷在正极或负极电极片状物的含有电解质的溶液或电解质凝胶用经加热的气体形成的热风进行加热的加热室、及以各间隔板分别分隔加热室而形成的2个密封室所构成的加热箱主体；将热风供给到前述加热室内的热风供给装置；以及从各密封室分别使热风排气的2个排气装置。较好的是相对片状物的进出口方向，在加热箱主体设置进口及出口，相对于同方向在各个间隔板设置开口部。这样构成的第1加热装置或第2加热装置，若2个排气装置各自启动，则分别从加热箱主体的进出口吸入箱外空气的同时，从间隔板的开口部吸入加热室内的热风然后排出。因而能够防止加热室内的热风分别从加热箱主体的进出口排出。
而且，在本发明的二次电池的制造装置中，较好的是卷绕装置具备由装置基座支持的可自由转动并能够回转的转台构件、及安装于该转台构件的可自由转动的卷绕心轴。较好的是将卷绕心轴设置在将正极电极片状物、负极电极片状物及隔层的层叠物依次卷绕成规定形状的位置，以及将作为卷绕的层叠物的二次电池取出的位置中的至少2处。由于用卷绕心轴及转台构件构成上述卷绕装置，所以在卷绕·取出的转换时，通过转台构件的回转，位于卷绕位置的卷绕心轴移动到取出位置，位于取出位置的卷绕心轴移动到卷绕位置，这样就能够连续进行卷绕·取出的转换操作及卷绕操作。在生产量少的情况下，本发明的二次电池的制造装置中的卷绕心轴可以只设置在1处。
附图的简单说明
图1是本发明的二次电池装置之一的锂离子聚合物电池的制造装置的一个实施方式的简单示意图。
图2是本实施例的锂离子聚合物电池的结构的主视简图。
图3是图2的侧视简图。
实施发明的最佳方式
解决以往问题的方式如下所述。
参照附图说明本发明的一个实施例。图1是表示本发明的二次电池的制造装置之一的锂离子聚合物电池的制造装置的结构的实施方式之一的简图。锂离子聚合物电池制造装置具备正极电极片状物输出装置1；将电解质的凝胶物或含有电解质的溶液状物质等含有电解质的溶液150间断地涂敷在正极电极片状物101的两面的第1涂敷装置2；被涂敷的含有电解质的溶液150为凝胶状时，用热风进行加热使其变成溶液状，并使之浸渗、固化于正极电极片状物101，含有电解质的溶液150是使溶剂中含有电解质的溶液状物时，用热风加热使溶剂蒸发，将电解质固化于正极电极片状物101的第1加热装置3；负极电极片状物输出装置4；将电解质的凝胶物或使溶剂中含有电解质的溶液状物等含有电解质的溶液160间断地涂敷在负极电极片状物111的两面的第2涂敷装置5；被涂敷的含有电解质的溶液160为凝胶状时，用热风进行加热使其变成溶液状，并使之浸渗、固化于负极电极片状物111，含有电解质的溶液160是使溶剂中含有电解质的溶液状物时，用热风加热使溶剂蒸发，将电解质固化于负极电极片状物111的第2加热装置6；供给电解质151被固化的正极电极片状物102、电解质161被固化的负极电极片状物112在绝缘状态下叠合用的隔层121、131的第1隔层输出装置7和第2隔层输出装置8；将电解质151被固化的正极电极片状物102、隔层121、电解质161被固化的负极电极片状物112和隔层131在层叠状态下卷绕成规定形状(截面形状是矩形、圆形等)的卷绕装置9。
凝胶状的电解质能够通过加热变成液体状进行涂敷。
在前述的正极电极片状物输出装置1设置第1集电片安装装置10，在负极电极片状物输出装置4设置第2集电片安装装置11。该第1集电片安装装置10能够设置在第1加热装置3与卷绕装置9之间，第2集电片安装装置11能够设置在第2加热装置6与卷绕装置9之间。
即，如图1所示，第1集电片安装装置10能够设置在从正极电极片状物输出装置1经过第1涂敷装置2及第1加热装置3被输送到卷绕装置9的正极电极片状物的输送过程中的正极电极片状物输出装置1之下和第1涂敷装置2之上；第2集电片安装装置11能够设置在从负极电极片状物输出装置4经过第2涂敷装置5及第2加热装置6被输送到卷绕装置9的负极电极片状物的输送过程中的负极电极片状物输出装置4之下和第2涂敷装置5之上。
该第1集电片安装装置10也可以设置在正极电极片状物输出装置1与第1涂敷装置2之间，第2集电片安装装置11也可以设置在负极电极片状物输出装置4与第2涂敷装置5之间。
前述的正极电极片状物输出装置1具备正极电极片状物的供给装置15，对从主卷筒100引出的正极电极片状物101(能够使用正极电极以规定的间隔在两面间断形成的片状物或正极电极在两面连续形成的片状物中的任一种)导向的第1导辊16和第2导辊17，将该正极电极片状物101进行规定量贮留的第1贮留辊18，传动辊20和止动辊21。并由以规定的速度将正极电极片状物101向第1涂敷装置2输送的第1输送装置19，使正极电极片状物101转移到第1涂敷装置2的涂敷位置的定位辊22构成。
正极电极片状物的供给装置15的构造是，1根卡盘轴23(例如，通过供给空气使支脚等可动构件压在心轴的内周面以支持该心轴的气动卡盘装置)利用轴承转动自由地安装在设置于机座12的机架上，在该卡盘轴23贯通的状态下水平地支持作为正极电极片状物卷绕辊的主卷滚筒100。该卡盘轴23由电动机躯动，以规定的速度输出正极电极片状物101。
作为供给装置15，能够使用的是心轴卡盘的至少一方进行轴心纵向移动，并且该心轴卡盘可转动自由地安装在机架上，由该心轴卡盘从两侧以水平状态支持作为正极电极片状物卷绕辊的主卷滚筒100的装置。
第1贮留辊18的结构是，转辊用轴承安装在沿着设置在机座12的回转自由的回转臂或设置在机座12的导杆可以大致垂直方向移动的滑块上，为了在第1集电片安装装置10启动之际，从供给装置15供给的正极电极片状物101的输出被停止时，位于该第1集电片安装装置10下侧的正极电极片状物101能够连续输送而贮留充分量的正极电极片状物101。
第1输送装置19利用作为驱动装置的电动机转动。由通过轴承安装在共用机座12或单独的机架的传动辊20，沿着在机座12或单独的机架形成的导杆移动的支持体(未图示)，以及安装在支持体上转动自由的用气缸、弹簧、旋轴等紧压装置对传动辊20以规定的力进行紧压的止动辊21构成。
第1涂敷装置2上设置了以垂直方向输送的正极电极片状物101被夹在中间、放出口24a、25a相对设置的狭缝双涂敷机24、25，连接具备各自贮留含有电解质的溶液150的贮槽、输液泵、除去杂质的过滤器、转换管道用的电磁阀、循环用管、输液用管等的涂敷液供给装置26、27。
第1加热装置3具备加热箱主体28，由送风用风扇及使加热用空气、气体等达到规定温度的加热器、及将被加热的气体供给加热室31内的管道组成的热风供给装置34，由排气用风扇(未图示)与连接密封室32、33的管道组成的排气装置35和36。加热箱主体28具备正极电极片状物101沿垂直方向从下至上移动的过程中，涂敷的含有电解质的溶液150为凝胶物时，用热风加热，使电解质变成溶液状，并使其浸渗、固化于正极电极片状物101的两面，或涂敷的含有电解质的溶液150为使溶剂中含有电解质的溶液时，用热风加热使溶剂蒸发，将电解质固化于正极电极片状物101的两面的加热室31；以及用间隔板29和30与此加热室31分离，防止热风从作为正极电极片状物101的出入口的入口28a和出口28b排出的密封室32和33。
在该加热室31能够适当设置将热风向正极电极片状物101的两面吹出用的喷嘴。
若前述排气装置35启动，从入口28a吸入箱外空气的同时，从间隔板29的开口部29a吸入加热室31内的热风并排出，若排气装置36启动，则从出口28b吸入箱外空气的同时，从间隔板30的开口部30a吸入加热室31内的热风并排出。因此，能够防止加热室31内的热风从加热箱主体28的入口28a及出口28b排出。
负极电极片状物输出装置4与前述的正极电极片状物输出装置1同样，由负极电极片状物的供给装置37；对从主卷滚筒110拉出的负极电极片状物111(能够使用负极电极在两面以规定的间隔间断形成的片状物或负极电极在两面连续形成的片状物中的任一种)进行导向的第8导辊38和第9导辊39；将该负极电极片状物111实施规定量贮留的第3贮留辊40；以规定的速度将负极电极片状物111向第2涂敷装置5输送的第2输送装置41；将负极电极片状物111转移到第2涂敷装置5的涂敷位置的定位辊42构成。
负极电极片状物供给装置37与供给装置15同样构成，卡盘轴43用轴承安装在机架上，可自由转动，使以水平状态支持的转辊110转动，将负极电极片状物111以规定的速度输出。
前述的正极电极片状物输出装置1的供给装置15和负极电极片状物输出装置4的供给装置37设置为多轴转换型，并且设置自动连接装置，能够形成分别依次连续输出正极电极片状物101及负极电极片状物111的结构。
前述的第1导辊16、第2导辊17、定位辊22用轴承(未图示)安装在共用机座12或单独的机架上，可自由转动。
第3贮留辊40与第1贮留辊18具有同样的结构，为了在第2集电片安装装置11启动之际，从供给装置37供给的负极电极片状物111的输出停止时，位于该第2集电片安装装置11下侧的负极电极片状物111能够连续输送而贮留充分量的负极电极片状物111。
第2输送装置41与第1输送装置19具有同样的结构，向第2涂敷装置5输出负极电极片状物111。
第2涂敷装置5与前述第1涂敷装置2具有同样的结构，由一对狭缝双涂敷机44、45，以及连接于各狭缝双涂敷机44、45的将含有电解质的溶液160间断地供给各狭缝双涂敷机44、45的涂敷液供给装置46和47构成。
第2加热装置6与第1加热装置3相同，具备加热箱主体48，由送风用风扇及使加热用空气、气体等达到规定温度的加热器、及将被加热的气体供给加热室51内的管道组成的热风供给装置54，由排气用风扇(未图示)与连接密封室52、53的管道组成的排气装置55和56。加热箱主体48具备负极电极片状物111沿垂直方向从下至上移动的过程中，涂敷的含有电解质的溶液160为凝胶物时，用热风加热使电解质变成溶液状，并使之浸渗、固化于负极电极片状物101的两面，或涂敷的含有电解质的溶液160为使溶剂中含有电解质的溶液时，用热风加热使溶剂蒸发以使电解质固化于负极电极片状物111的两面的加热室51；及用间隔板49、50与该加热室51分离，防止热风从入口48a、出口48b排出的密封室52和53。
前述第1隔层输出装置7由卷轴支持装置57，对从卷轴120输出的隔层121进行导向的导辊58、59构成。作为驱动装置的电动机(未图示)驱动的卡盘轴(气动卡盘)通过轴承安装在设置于机座12的机架上而形成该卷轴支持装置57，可自由转动以使在卡盘轴贯通的状态下水平地支持隔层卷绕的卷轴120。
第2隔层输出装置8设置在机座12上，与第1隔层输出装置7同样，由卷轴支持装置60，对从卷轴130输出的隔层131进行导向的导辊61、62构成。该卷轴支持装置60与卷轴支持装置57具有同样的结构，使该卡盘轴水平地支持卷轴130。
该第1隔层输出装置7和第2隔层输出装置8设置为多轴转换型，并且设置了自动连接装置，能够形成依次连续地输出隔层121、131的构成。
卷绕装置9由将电解质151被固化的正极电极片状物102、隔层121、负极电极片状物112和隔层131层叠为一体的止动装置63；将层叠的正极电极片状物102、隔层121、负极电极片状物112和隔层131卷绕成规定形状的卷绕装置64构成。
该止动装置63由通过轴承(未图示)支承在机座12上的转动自由的通过作为驱动装置的电动机(未图示)以规定速度转动的传动辊65；在沿着于机座12上形成的导辊或安装在机座12的轴承架上形成的导辊移动的可动构件上设置的转动自由的止动辊66；使可动构件移动以使止动辊66以规定的力紧压于传动辊65的流体液缸、弹簧、螺旋轴等的紧压装置(未图示)构成。
卷绕装置64由机座12支持、转动自由、并由电动机驱动的转台构件67；安装在该转台构件67上、转动自由的卷绕心轴68(68-1，68-2)；以规定的速度使该卷绕心轴68进行规定转速转动的电动机(未图示)构成。
该卷绕心轴(68-1，68-2)最好设置在将连续输送的正极电极片状物102、负极电极片状物112、隔层121和131的层叠物依次卷绕成规定形状(截面形状是长方形，正方形，圆形等)的位置，以及将被卷绕的制品(电池)取出的位置中的至少2处。在生产量少的情况下，卷绕心轴68也可以只设在1处。
而且，在卷绕装置64的卷绕位置的近旁设置分别将正极片状物102和负极电极片状物112剪切成卷绕必需的规定长度的剪切装置(未图示)，以及剪切卷绕结束后的隔层121、131的剪切装置(未图示)的同时，在制品取出位置的近旁设置固定用粘贴带粘贴装置(未图示)，它用于粘贴将被卷绕的层叠物的端部固定在卷绕物外周面用的固定用粘贴带190。
前述的第1加热装置3和卷绕装置9之间设置使第1加热装置3输出的正极电极片状物102沿水平方向移动的第3导辊69，将该正极电极片状物102沿垂直方向的下方移动的第4导辊70，使沿垂直方向的上方移动的正极电极片状物102沿水平方向移动的第5导辊71，使该正极电极片状物102沿垂直方向的下方移动的第6导辊72，使正极电极片状物102沿卷绕装置9的止动装置63移动用的第7导辊73，并且在第4导辊70和第5导辊71之间设置第2贮留辊74。
该第2贮留辊74与第1贮留辊18具有同样的构成，在贮留辊沿大致垂直方向移动、卷绕装置9的卷绕装置64的转台构件67回转、卷绕心轴68-1从卷绕位置移动到取出位置、卷绕心轴68-2从取出位置移动到卷绕位置、利用卷绕心轴68-2的卷绕开始之间，贮留从第1加热装置3输出的正极电极片状物102。
在前述的第2加热装置6和卷绕装置9之间设置使第2加热装置6输出的负极电极片状物112沿水平方向移动的第10导辊75，使该负极电极片状物112沿垂直方向的下方移动的第11导辊76，使沿垂直方向的上方移动的负极电极片状物112沿水平方向移动的第12导辊77，使该负极电极片状物112沿垂直方向下方移动的第13导辊78，使该负极电极片状物112沿卷绕装置9的止动装置63移动的第14导辊79，并且在第11导辊76和第12导辊77之间设置第4贮留辊80。
该第4贮留导辊80与第2贮留导辊74具有同样的构成，在转辊沿大致垂直方向移动、卷绕装置9的卷绕装置64的转台构件67回转、卷绕心轴68-1从卷绕位置移动到取出位置、卷绕心轴68-2从取出位置移动到卷绕位置、利用卷绕心轴68-2的卷绕开始之间，贮留从第2加热装置6输出的负极电极片状物112。
前述的第1贮留辊18、第2贮留辊74、第3贮留辊40、第4贮留辊80的转辊沿水平方向移动。
前述的第1集电片安装装置10由支持集电用正极集电片170自由转动的集电片供给用卷轴支持装置，将保护粘贴带粘贴或卷绕在正极集电片170的两面的装置，将正极集电片170剪切成规定长度的剪切装置，使正极集电片170熔合于正极电极片状物101的没有形成正极电极的规定位置的超声波熔合装置构成，它设置在第1导辊16与第2导辊17之间。
第2集电片安装装置11与第1集电片安装装置10具有同样的构成，由支持卷绕着以规定间隔粘贴保护粘贴带的集电用负极集电片180、转动自由的卷轴的集电片供给用卷轴支持装置，将保护粘贴带粘贴或卷绕在负极集电片180的两面的装置，将负极集电片180剪切成规定长度的剪切装置，使负极集电片180熔合于负极电极片状物111的没有形成负极电极的规定位置的超声波熔合装置构成，它设置在第8导辊38和第9导辊39之间。
使用连续形成正极电极的正极电极片状物101时，在剥离装着正极集电片170处的正极电极后，将此正极集电片170熔合于片状物。使用连续形成负极电极的负极电极片状物111时，在剥离装着负极集电片180处的负极电极后，将此负极集电片180熔合于片状物。
前述的各导辊及贮留辊等转辊类是转辊利用轴承以悬臂的状态安装于机座12，转动自由，利用各片状物的移动而转动的构成。
而且，在第1导辊16、第8导辊38、导辊58和61、第6导辊72、第13导辊78设置张力检测装置、蛇行量检测装置、电解质涂敷位置检测装置中的至少一种检测装置。用设置在此导辊58和61、第6导辊72、第13导辊78的张力检测装置、蛇行量检测装置、电解质涂敷位置检测装置对使正极电极片状物102的电解质151与负极电极片状物112的电解质161的位置一致的第1输送装置19输送正极电极片状物101的输送速度、第1涂敷装置2的涂敷间隔、用第2输送装置41输送负极电极片状物111的输送速度、第2涂敷装置5的涂敷间隔及蛇行修正等进行控制。
前述的正极电极片状物输出装置1和负极电极片状物输出装置4的输出速度控制，第1隔层输出装置7和第2隔层输出装置8的输出速度控制，以及输出与停止的转换时间控制，卷绕装置9的止动装置63和卷绕装置64的转动速度控制，以及与卷绕装置64的转换时间控制，第1涂敷装置2和第2涂敷装置5的涂敷量及涂敷液的间断释放时间控制等通过具备设定值输入功能、记忆功能、比较计算功能、动作指令输出功能等功能的控制装置进行。
前述电池制造装置中，卷绕装置9被夹在中间，在一边配设正极电极片状物输出装置1、第1涂敷装置2、第1加热装置3和第1集电片安装装置10，在另一边配设负极电极片状物输出装置4、第2涂敷装置5、第2加热装置6和第2集电片安装装置11。第1隔层输出装置7和第2隔层输出装置8能够根据沿卷绕装置9的止动装置63移动的正极电极片状物102及负极电极片状物112的输送路线确定。
用前述的锂离子聚合物电池制造装置制造锂离子聚合物电池时，预先准备卷绕着正极电极片状物101的转辊100以及卷绕着负极电极片状物111的转辊110。而且，将含有电解质的溶液150贮留在第1涂敷装置2的涂敷液供给装置26、27，同时将含有电解质的溶液160贮留在第2涂敷装置5的涂敷液供给装置46、47。该含有电解质的溶液150、160可以是溶剂等中含有电解质的溶液，对电解质的种类、含有量和溶液种类等没有限定。
此外，可以使用100％电解质的凝胶物代替该含有电解质的溶液150、160，也可以通过加热使其变成液体状后进行涂敷。
前述的主卷滚筒100及主卷滚筒110通过用狭缝双涂敷机将正极和负极的活性物质、导电材料、粘接材料等的浆料涂敷在两面，接着通过加热装置使浆料干燥固化于集电体，形成正极电极片状物101及负极电极片状物111，再用切条机剪切成规定的宽度，卷绕成筒状而得。
形成前述正极电极片状物的正极活性物质为过渡金属的锂氧化物，较好的是锰酸锂(LiMn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)等。形成负极电极片状物的负极活性物质较好是显示锂离子吸藏能力的碳材，更好的是焦炭系碳和石墨系碳。
导电材料为公知的各种电子传导性物质，如天然石墨、炭黑、乙炔黑等较理想。
粘接剂包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或六氯丙烯(HEP)等溶液或它们的聚合物溶液。
若能够准备卷绕了前述正极电极片状物101的转辊100及卷绕了负极电极片状物111的转辊110，则使转辊100被正极电极片状物输出装置1的供给装置15的卡盘轴23支持的同时，使转辊110被负极电极片状物输出装置4的供给装置37的卡盘轴43支持。
接着，使卷辊120由第1隔层输出装置的转辊支持装置57支持的同时，使卷辊130由第2隔层输出装置8的转辊支持装置60支持，将隔层121、131拉出，保持在卷绕装置9的止动装置63的入口部的规定位置。
此外，使正极集电片170的卷辊由第1集电片安装装置10支持的同时，使负极集电片180的卷辊由第2集电片安装装置11支持，使正极集电片170和负极集电片180变成能够熔合于正极电极片状物101、负极电极片状物111的状态。
通过主卷滚筒100的正极电极片状物101的前端部(拉出侧)及主卷滚筒110的负极电极片状物111的前端部(拉出侧)，分别设置作业用未处理片状物部时，从主卷滚筒100拉出未处理片状物部，没有形成未处理片状物部时，将各导电膜贴在各片状物的前端部，再粘合在第1导辊16、第2导辊17、第1贮留辊18、第1输送装置19和定位辊22上。接着，通过第1涂敷装置2的狭缝双涂敷机24、25之间及第1加热装置3的加热箱主体28内部，再粘合在第3导辊69、第4导辊70、第2贮留辊74、第5导辊71、第6导辊72、第7导辊73上，由卷绕装置9的止动装置63夹持。从主卷滚筒110拉出未处理片状物部，粘合在第8导辊38、第9导辊39、第3贮留辊40、第2输送装置41、定位辊42上。接着，通过第2涂敷装置5的狭缝双涂敷机44、45之间及第2加热装置6的加热箱主体48内部，再粘合在第10导辊75、第11导辊76、第4贮留辊80、第12导辊77、第13导辊78、第14导辊79上，由卷绕装置9的止动装置63夹持。
在前述操作中，使第1贮留辊18、第2贮留辊74、第3贮留辊40、第4贮留辊80分别贮留锂离子聚合物电池的形成操作时必需量的片状物。
通过前述操作，若正极电极片状物101的未处理片状物部和负极电极片状物111的未处理片状物部的粘合结束，则卷绕在位于卷绕装置9的卷绕装置64的卷绕位置的卷绕心轴68，使正极电极片状物输出装置1的供给装置15、负极电极片状物输出装置4的供给装置37、卷绕装置9的止动装置63和卷绕装置64启动进行卷绕。
然后，正极电极片状物101被输送到第1集电片安装装置10，一到预先设定的正极集电片安装位置，供给装置15启动，若正极电极片状物101的输出停止，则第1集电片安装装置10基本同时启动，正极集电片170被熔合在正极电极片状物101的规定位置。
与前述操作同时，负极电极片状物111被输送到第2集电片安装装置11，若一到预先设定的负极集电片安装位置，则负极电极片状物111的输出停止，第2集电片安装装置11几乎同时启动，负极集电片180被熔合在负极电极片状物111的规定位置。
接着，正极电极片状物101移到第1涂敷装置2的涂敷位置，负极电极片状物111移到第2涂敷装置5的涂敷位置，该第1涂敷装置2的涂敷液供给装置26、27启动，管道被转换，从狭缝双涂敷机24、25放出含有电解质的溶液150，涂敷在与正极电极片状物101的两面上形成的正极电极部相同的部位，同时第2涂敷装置5的涂敷液供给装置46、47启动，管道被转换，由狭缝双涂敷机44、45放出含有电解质的溶液160，涂敷在与负极电极片状物111的两面上形成的负极电极部相同的部位。就预先设定的长度进行涂敷，则涂敷液供给装置26、27及涂敷液供给装置46、47启动，各管道被转换，含有电解质的溶液150、160的释放被停止。
若涂敷了前述含有电解质的溶液150的正极电极片状物101被输送到第1加热装置3，则含有电解质的溶液150利用升温到规定温度的热风加热，溶剂蒸发，电解质151被固化于正极电极片状物101的两面。
与前述动作同时，涂敷了前述含有电解质的溶液160的负极电极片状物111被输送到第2加热装置6，含有电解质的溶液160利用升温到规定温度的热风加热，溶剂蒸发，电解质161被固化于负极电极片状物111的两面。
而且，在电解质151、161的固化操作完成的正极电极片状物102和负极电极片状物112用以使达到卷绕所必要长度的剪切装置(未图示)分别被剪切的状态下，被输送到卷绕装置7的止动装置63，第1隔层输出装置7和第2隔层输出装置8启动，保持在止动装置63的近旁位置的隔层121、131的前端部被输出。
这样一来，在隔层121位于正极电极片状物102与负极电极片状物112之间、隔层131位于负极电极片状物112的背面的状态下，以止动装置63中被层叠夹持的状态被输送到卷绕装置64的卷绕心轴68-1，卷绕(夹持)在卷绕心轴68-1。
然后，卷绕心轴68-1以预先设定的转速转动，达到规定的形状(截面是长方形等)后，转台构件67回转，随着卷绕心轴68-1移动到取出位置，卷绕心轴68-2移动到卷绕位置，正极电极片状物102、隔层121、负极电极片状物112、隔层131的层叠物被卷绕在卷绕心轴68-2上。
形成位于前述转换操作时的卷绕心轴68-1和68-2之间的正极电极片状物102上没有电解质151被固化的状态，负极电极片状物112上没有电解质被固化的状态。
通过前述转换操作，卷绕心轴68-1移动到取出位置，剪切装置(未图示)启动，在剪切隔层121、131的同时，固定用粘贴带粘贴装置(未图示)启动，固定用粘贴带190被粘贴在卷绕于卷绕心轴68-1的层叠物的外周面和剪切端部300a，然后由作业者或卸卷装置等从卷绕心轴68-1取出如图2、图3所示形状的锂离子聚合物电池300。
对于在前述的锂离子聚合物电池300的正极集电片170、负极集电片180的保护用粘贴带200、210的粘贴或卷绕，在第1集电片安装装置10、第2集电片安装装置11的部分在负极集电片180的熔合前或熔合后进行。
采用前述操作剪切隔层121、131，前端部卷绕在卷绕心轴68-2上，为使隔层121位于正极电极片状物102和负极电极片状物112之间，隔层131位于负极电极片状物112的背面，被剪切成规定长度的正极电极片状物102和负极电极片状物112被输送，并通过与卷绕心轴68-1同样的操作形成锂离子聚合物电池300。
由于连续进行含有电解质的溶液150对于前述正极电极片状物101的两面的间断涂敷操作，通过加热进行的电解质151的固化操作，含有电解质的溶液160对于前述负极电极片状物111的两面的间断涂敷操作，通过加热进行的电解质161的固化操作，将隔层121供给正极电极片状物102和负极电极片状物112之间的操作，供给隔层131使其位于负极电极片状物112的反面的操作，在止动装置63中被层叠夹持的状态将正极电极片状物102、隔层121、负极电极片状物112、隔层131卷绕在卷绕装置64的卷绕心轴68-1上、形成规定的形状，进行卷绕心轴68-1、68-2的转换的转换操作及卷绕操作，所以能够大幅省略加工工序，并能够高效地制造集电片不破损、且基本不产生电解质的注入斑和气泡等的锂离子聚合物电池。
本发明的二次电池的结构、二次电池的制造装置的结构当然不限定于图1～图3所示的结构等。
产业上利用的可能性
如上所述，本发明的二次电池、二次电池的制造方法及二次电池的制造装置适合于用于便携式电话、电视摄像机、笔记本电脑等的电源的锂离子聚合物电池、锂电池等二次电池。

Claims (8)

1.二次电池的制造方法，所述方法包括以下工序，将正极电极片状物输出的工序、将含有电解质的溶液或电解质凝胶间断地涂敷在正极电极片状物两面的第1涂敷工序、对涂敷在正极电极片状物两面的含有电解质的溶液或电解质凝胶加热使电解质固化的第1加热工序、将负极电极片状物输出的工序、将含有电解质的溶液或电解质凝胶间断地涂敷在负极电极片状物两面的第2涂敷工序、对涂敷在负极电极片状物两面的含有电解质的溶液或电解质凝胶加热使电解质固化的第2加热工序、电解质被固化的正极电极片状物和电解质被固化的负极电极片状物为了实现绝缘以隔层介于中间的状态被卷绕成规定形状的卷绕工序，其特征在于，前述卷绕工序中，在由装置基座支持的可自由转动并能够回转的转台构件上安装的各自能够转动自由的2只卷绕心轴中，一只位于卷绕位置，另一只位于取出位置，在此状态下，位于卷绕位置的卷绕心轴将前述正极电极片状物和负极电极片状物及隔层的层叠物依次卷绕成规定的形状，前述层叠物卷成规定的形状后，前述转台构件回转，位于卷绕位置的卷绕心轴移动到取出位置的同时，位于取出位置的卷绕心轴移动到卷绕位置，从由卷绕位置移动到取出位置的卷绕心轴取出卷绕完成的层叠物，用从取出位置移动到卷绕位置的卷绕心轴再次卷绕层叠物。
2.二次电池的制造装置，其特征在于，具备将正极电极片状物输出的正极电极片状物输出装置；将含有电解质的溶液或电解质凝胶涂敷在前述正极电极片状物的两面的第1涂敷装置；对涂敷在正极电极片状物的含有电解质的溶液或电解质凝胶进行加热使电解质固化的第1加热装置；将负极电极片状物输出的负极电极片状物输出装置；将含有电解质的溶液或电解质凝胶涂敷在前述负极电极片状物的两面的第2涂敷装置；对涂敷在负极电极片状物的含有电解质的溶液或电解质凝胶进行加热使电解质固化的第2加热装置；供给前述电解质被固化的正极电极片状物和负极电极片状物在绝缘状态下叠合用的隔层的隔层输出装置；将电解质被固化的正极电极片状物、隔层、电解质被固化的负极电极片状物及隔层在层叠状态下卷绕成规定形状的卷绕装置。
3.如权利要求2所述的二次电池的制造装置，其特征还在于，在正极电极片状物输出装置和第1涂敷装置之间，或第1加热装置和卷绕装置之间，以及负极电极片状物输出装置和第2涂敷装置之间，或第2加热装置和卷绕装置之间分别设置集电片安装装置。
4.如权利要求3所述的二次电池的制造装置，其特征还在于，在从正极电极片状物输出装置经过第1涂敷装置及第1加热装置被输送到卷绕装置的正极电极片状物的输送过程中的正极电极片状物输出装置之下和第1涂敷装置之上，或前述正极电极片状物的输送过程中的第1加热装置之下和卷绕装置之上，以及在从负极电极片状物输出装置经过第2涂敷装置及第2加热装置被输送到卷绕装置的负极电极片状物的输送过程中的负极电极片状物输出装置之下和第2涂敷装置之上，或负极电极片状物的输送过程中的第2加热装置之下和卷绕装置之上分别设置集电片安装装置。
5.如权利要求2所述的二次电池的制造装置，其特征还在于，具备将前述正极或负极电极片状物以规定量贮留的贮留辊，并将前述贮留辊设置成相对于装置基座可以移动的结构。
6.如权利要求2所述的二次电池的制造装置，其特征还在于，第1加热装置和第2加热装置具备由对涂敷在正极或负极电极片状物的含有电解质的溶液或电解质凝胶用经加热的气体形成的热风进行加热的加热室、及以各间隔板分别分隔前述加热室而形成的2个密封室所构成的加热箱主体，将前述热风供给到前述加热室内的热风供给装置，以及从前述各密封室分别使热风排气的2个排气装置；相对前述片状物的进出口方向，在前述加热箱主体设置进口及出口，相对于同方向在各个间隔板设置开口部。
7.如权利要求2所述的二次电池的制造装置，其特征还在于，前述卷绕装置具备由装置基座支持的可自由转动并能够回转的转台构件、及安装于该转台构件的可自由转动的卷绕心轴，前述卷绕心轴设置于1处。
8.如权利要求2所述的二次电池的制造装置，其特征还在于，前述卷绕装置具备由装置基座支持的可自由转动并能够回转的转台构件、及安装于该转台构件的可自由转动的卷绕心轴，前述卷绕心轴设置于在将前述正极电极片状物、负极电极片状物及隔层的层叠物依次卷绕成规定形状的位置，以及将卷绕的作为前述层叠物的二次电池取出的位置中的至少2处。
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