JP6846183B2

JP6846183B2 - 電極端材の回収装置

Info

Publication number: JP6846183B2
Application number: JP2016241010A
Authority: JP
Inventors: 悠介竪山; カイルチョー; 航中山; 恵悟黒田
Original assignee: Envision AESC Japan Ltd
Current assignee: AESC Japan Ltd
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2036-12-13
Also published as: JP2018095401A

Description

本発明は、電極端材の回収装置に関する。

近年、電極材である正極および負極の間にセパレータを挟みつつ、これらの正極および負極を交互に複数重ねた電極体を備える電池が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

前記電極材は、金属箔からなる帯状電極材料を長さ方向に沿って所定長さに切断して得られる。この切断工程において電極端材が発生する場合には、搬送コンベヤーで電極端材を搬送し回収箱に入れて回収する。

特開２０１２−２２７１２３号公報

しかしながら、搬送コンベヤーで電極端材を搬送する際、搬送コンベヤー上の電極端材の位置がばらつくため、電極端材が回収箱に入りにくくなって回収効率が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、帯状電極材料の切断工程において発生する電極端材を回収する回収効率が向上する電極端材の回収装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電極端材の回収装置は、電極端材の入口部および出口部を有するシュータと、前記電極端材を搬送するコンベヤーと、前記電極端材が回収される回収箱と、を備えている。前記シュータにおいて、入口部の幅方向中心と出口部の幅方向中心とが幅方向にオフセットして配置されている。

本発明に係る電極端材の回収装置によれば、電極端材は回収箱に入りやすくなり、電極端材の回収効率が向上する。

図１は、本発明の実施形態に係る電極材製造装置の側面図である。図２は、図１における電極材の切断装置および電極端材の回収装置を示す側面図である。図３は、本発明の実施形態に係る電極端材の回収装置を示す斜視図である。図４は、図３に示す電極端材の回収装置の平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面とともに詳述する。なお、図面において、材料の流れ方向における上流側をＵＰ、下流側をＤＯＷＮと示す。

図１に示すように、本実施形態に係る電極材製造装置１は、電極材の供給装置３と、電極材の切断装置５と、電極端材の回収装置７と、を備えている。

図１に示すように、電極材の供給装置３は、支持台９および供給ロール１１を有する。支持台９の上端には、側面視で前後一対の保持ローラ１３が回動可能に軸支されている。供給ロール１１は、径方向中心部に配置された円筒状の芯材１５の周りに帯状電極材料１７を巻き付けることにより構成されている。芯材１５の軸方向端部は、前後一対の保持ローラ１３の上に載置されている。保持ローラ１３は、図示しない駆動装置によって回転駆動するため、図１の矢印方向（時計回り方向）に保持ローラ１３を回転させることにより、芯材１５を介して供給ロール１１が矢印方向（反時計回り方向）に回転する。これにより、供給ロール１１から帯状電極材料１７が引き出されて、矢印方向（図１の右方向）に向けて帯状電極材料１７が送給される。

図１，２に示すように、電極材の切断装置５は、電極材用コンベヤー１９と金型２１とを備えている。

電極材用コンベヤー１９は、前後一対のローラ２３と、これらのローラ間２３，２３に架け渡されたベルト２５と、を有する。ローラ２３を回転させてベルト２５を移動させることで、ベルト２５上の帯状電極材料１７が金型２１に送られる。

金型２１は、下型２７と上型２９とを備える。下型２７は固定され、上型２９は上下移動する。上型２９の底面は、側面視において、傾斜した切断刃面３１に形成されており、上型２９が下降すると帯状電極材料１７が幅方向に切断されて電極端材３３が下方に落下して、後述する回収装置のシュータ３５に入る。ここで、切断刃面にはシャー角が設けられている。このシャー角は、後述する電極端材３３の幅広部４１の方が幅狭部４３よりも先に切断される傾斜に設定されている。また、帯状電極材料１７および電極端材３３の材質は、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、鉄、ステンレスおよびチタンなどの種々の金属を適用することができる。

図２〜図４に示すように、電極端材の回収装置７は、シュータ３５と、電極端材用コンベヤー３７と、回収箱３９と、を備えている。なお、図３，４において、電極端材用コンベヤー３７においては、図の右側が上流側に配置され、左側が下流側に配置されるように図示されている。また、電極端材３３は、図３，４に示すように、長手方向Ｌに沿って延びる長尺状部材である。長手方向Ｌの中央部分よりも一方側は幅広部４１に形成され、他方側は幅狭部４３に形成されており、幅広部４１は幅狭部４３よりも重量が大きい。

シュータ３５は、上下方向に延びる角筒状に形成されている。具体的には、電極端材用コンベヤー３７の上流側（図２の右側）に配置されて電極端材用コンベヤー３７の幅方向に延びる上流側縦面４５と、上流側縦面４５の幅方向の端縁で屈曲して電極端材用コンベヤー３７の下流側に延びる一対の外側面４７，４９と、外側面４７，４９における電極端材用コンベヤー３７の下流側の端縁で屈曲して電極端材用コンベヤー３７の幅方向に延びる下流側縦面５１と、で角筒状に一体形成されている。これら４枚の縦面は、傾斜面に形成されている。上流側縦面４５は、電極端材用コンベヤー３７の幅方向に延びると共に下方かつ下流側に向けて傾斜する。下流側縦面５１も、電極端材用コンベヤー３７の幅方向に延びると共に下方かつ下流側に向けて傾斜する。これらの上流側縦面４５と下流側縦面５１とは、互いに対向して配置される。一対の外側面４７，４９のうち、電極端材用コンベヤー３７の流れ方向の下流側に対して右側を第１の外側面４７、下流側に対して左側を第２の外側面４９とする。第１の外側面４７は、電極端材用コンベヤー３７の下流側に延びると共に下方かつ電極端材用コンベヤー３７の幅方向中心に向けて傾斜する。第２の外側面４９は、電極端材用コンベヤー３７の下流側に延びると共に下方かつ電極端材用コンベヤー３７の幅方向中心に向けて傾斜する。これらの第１の外側面４７と第２の外側面４９とは、互いに対向して配置される。また、４枚の縦面で囲まれた部位における上端部は、上方から落下する長尺状の電極端材３３が入る入口部５３に形成され、４枚の縦面で囲まれた部位における下端部は、電極端材３３が排出される出口部５５に形成されている。

そして、入口部５３の幅方向中心Ｃ１は電極端材用コンベヤー３７の幅方向中心Ｃ０に一致し、入口部５３の幅方向中心Ｃ１と出口部５５の幅方向中心Ｃ２とが幅方向にオフセットして配置されている。具体的には、出口部５５の幅方向中心Ｃ２は入口部５３の幅方向中心Ｃ１よりも第２の外側面４９に近づくようにオフセットして配置されている。なお、入口部５３の幅方向中心Ｃ１と出口部５５の幅方向中心Ｃ２とは、幅方向に沿ってオフセット量ＯＳだけオフセット配置されている。

回収箱３９は、電極端材用コンベヤー３７の終端部分に配置され、電極端材用コンベヤー３７で搬送された電極端材３３が回収される。

電極端材用コンベヤー３７は、上流側ローラ５７と、下流側ローラ５９と、これらのローラ同士５７，５９を巻回する搬送ベルト６１と、台座６３とを備えている。

上流側ローラ５７および下流側ローラ５９は、支持軸６５を介して回動可能に構成されている。

電極端材用コンベヤー３７の側縁６７の側方には、細長い円柱状に形成された第１のガイド部材６９および第２のガイド部材７１が配設されている。図３および図４に示すように、第１のガイド部材６９は、電極端材用コンベヤー３７の搬送方向に対して左側に配置され、第２のガイド部材７１は電極端材用コンベヤー３７の搬送方向に対して右側で、かつ第１のガイド部材６９よりも下流側に配置されている。また、第１のガイド部材６９は、電極端材用コンベヤー３７の幅方向の両側方のうち、シュータ３５における出口部５５のオフセット方向側（電極端材用コンベヤー３７の搬送方向の左側）に配置されており、電極端材用コンベヤー３７の側縁６７よりも側方に突出した電極端材３３の部分に当接可能である。第２のガイド部材７１も、電極端材用コンベヤー３７の側縁６７よりも側方に突出した電極端材３３の部分に当接可能である。

次に、電極材７３および電極端材３３の流れを説明する。

まず、図１に示すように、供給ロール１１が回転して供給ロール１１から帯状電極材料１７が引き出されて、白抜きの矢印方向（図１の右方向）に帯状電極材料１７が送給される。帯状電極材料１７が電極材用コンベヤー１９で搬送されて金型２１に送られる。

図２に示すように、金型２１においては、上型２９が下方に移動して切断刃面によって帯状電極材料１７を切断することにより、電極材７３が形成される。そして、帯状電極材料１７を切断する際に電極端材３３が下方に落下する。ここで、切断刃面３１にシャー角が設けられており、かつ、幅狭部４３よりも幅広部４１の方が重いため、電極端材３３が落下するとき、幅狭部４３よりも幅広部４１の方が下になった状態で落下する。

シュータ３５は、上型２９の下方に配置されているため、落下した電極端材３３はシュータ３５の入口部５３から入って出口部５５から排出される。図４に示すように、出口部５５の幅方向中心Ｃ２は入口部５３の幅方向中心Ｃ１よりも第２の外側面４９に近づくようにオフセットして配置されている。従って、電極端材３３の幅広部４１は第１の外側面４７に当たって電極端材用コンベヤー３７の幅方向中心側に寄せられたのち、搬送ベルト６１の上に落ちる。

即ち、図４に示すように、まず、シュータ３５の入口部５３近傍に位置する電極端材３３（状態Ｓ１）は、電極端材３３の各部位における幅広部４１が搬送ベルト６１の上に載る（状態Ｓ２）。搬送ベルト６１は図４の左方向である下流側に移動するため、幅広部４１が図４の左方向に移動しながら幅狭部４３が搬送ベルト６１の上に落下する。幅狭部４３が搬送ベルト６１の上に落下するときには、幅広部４１はすでに図４の左方向である下流側に移動している（状態Ｓ３）ため、状態Ｓ３においては、幅広部４１の方が幅狭部４３よりも下流側になるように平面視で電極端材３３は斜めに配置される。また、状態Ｓ３に示すように、幅狭部４３が搬送ベルト６１の側縁６７よりも側方に突出している。この突出した電極端材３３の部分に第１のガイド部材６９が当接すると、幅狭部４３を中心として幅広部４１が下流側に回転する（状態Ｓ４）。これにより、電極端材３３は長手方向が電極端材用コンベヤー３７の搬送方向に沿うように配置され（状態Ｓ５）、図２に示すように、幅狭部４３が回収箱３９の中央部近傍になるように配置されたまま、電極端材３３が回収箱３９の内方に落下する。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）本実施形態に係る電極端材の回収装置７は、上方から落下する長尺状の電極端材３３が入る入口部５３および電極端材３３が排出される出口部５５を有すると共に筒状に形成されたシュータ３５と、シュータ３５の下方に配置され、シュータ３５の出口部５５から排出された電極端材３３を搬送する電極端材用コンベヤー３７（コンベヤー）と、電極端材用コンベヤー３７の終端部分に配置され、電極端材用コンベヤー３７で搬送された電極端材３３が回収される回収箱３９と、を備えている。シュータ３５において、入口部５３の幅方向中心Ｃ１と出口部５５の幅方向中心Ｃ２とが搬送ベルト６１の幅方向にオフセットして配置されている。

従って、長尺状の電極端材３３がシュータ３５の入口部５３に入った後にシュータ３５内を移動する過程において、電極端材３３の長手方向Ｌの向きが徐々に電極端材用コンベヤー３７の搬送方向に近づくように電極端材３３の向きが変化する。よって、電極端材用コンベヤー３７の上に載るときには、電極端材３３は長手方向Ｌが電極端材用コンベヤー３７の搬送方向に沿うように配置される。このため、電極端材３３は回収箱３９に入りやすくなり、電極端材３３の回収効率が向上する。

（２）電極端材用コンベヤー３７（コンベヤー）の幅方向の両側方のうち、シュータ３５における出口部５５のオフセット方向側に、電極端材用コンベヤー３７の側縁６７よりも側方に突出した電極端材３３の部分に当接可能な第１のガイド部材６９を設けている。

電極端材３３が電極端材用コンベヤー３７の側縁６７よりも側方に突出した状態で搬送される場合に、第１のガイド部材６９が電極端材３３の突出部分に当たることによって電極端材３３の姿勢を電極端材用コンベヤー３７の搬送方向に矯正することができる。このため、電極端材３３は回収箱３９に入りやすくなり、さらに回収効率が向上する。

（３）電極端材用コンベヤー３７（コンベヤー）の幅方向の両側方のうち、第１のガイド部材６９の反対側であって第１のガイド部材６９よりも電極端材用コンベヤー３７の搬送方向の下流側に第２のガイド部材７１を配設した。

第１のガイド部材６９と第２のガイド部材７１とが電極端材用コンベヤー３７の搬送方向における同等の位置に配置されていると、電極端材３３が第２のガイド部材７１に引っ掛かりやすくなる。従って、第１のガイド部材６９と第２のガイド部材７１とを電極端材用コンベヤー３７の搬送方向に沿って相互にずらすことで、電極端材３３の引っ掛かりを減少させることができる。

（４）シュータ３５は、角筒状に形成され、下方かつ電極端材用コンベヤー３７（コンベヤー）の幅方向に向けて斜めに延在する傾斜面である外側面４７，４９を有する。

電極端材３３が落下するときに、傾斜面である外側面４７，４９に当たるため、電極端材３３の向きを電極端材用コンベヤー３７の搬送方向に沿った方向に確実かつ容易に変えることができる。

ところで、本発明は前述の実施形態に例をとって説明したが、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

７電極端材の回収装置
３３電極端材
３５シュータ
３７電極端材用コンベヤー（コンベヤー）
３９回収箱
４７，４９外側面（傾斜面）
５３入口部
５５出口部
６１搬送ベルト
６７側縁
６９第１のガイド部材
７１第２のガイド部材

Claims

上方から落下する長尺状の電極端材が入る入口部および前記電極端材が排出される出口部を有し、筒状に形成されたシュータと、
前記シュータの下方に配置され、前記シュータの出口部から排出された電極端材を搬送するコンベヤーと、
前記コンベヤーの終端部分に配置され、コンベヤーで搬送された電極端材が回収される回収箱と、を備え、
前記シュータにおいて、入口部の幅方向中心と出口部の幅方向中心とが幅方向にオフセットして配置され、かつ、
前記シュータの出口部の幅方向中心が前記コンベヤーの幅方向中心に対して幅方向にオフセットして配置された電極端材の回収装置。
請求項１に記載の電極端材の回収装置であって、
前記電極端材の長手方向の一方側には、長手方向の他方側よりも幅広となる形状である幅広部が形成され、前記電極端材は、長手方向が前記コンベヤーの幅方向に沿う姿勢で前記シュータの入口部に投入され、
前記シュータは、前記シュータの入口部に投入された前記電極端材の前記幅広部が前記コンベヤーの幅方向の中心側に寄せられるように構成される案内面を有する電極端材の回収装置。
請求項１または２に記載の電極端材の回収装置であって、
前記シュータは、角筒状に形成され、前記コンベヤーの幅方向に間隔を空けて配置されて前記コンベヤーの搬送方向の下流側に延びると共に下方かつ前記コンベヤーの幅方向中心に向けて傾斜する一対の外側面を有する電極端材の回収装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極端材の回収装置であって、
前記コンベヤーの幅方向の両側方のうち、シュータにおける出口部のオフセット方向側に、前記コンベヤーの側縁よりも側方に突出した電極端材の部分に当接可能な第１のガイド部材を設けた電極端材の回収装置。
請求項４に記載の電極端材の回収装置であって、
前記コンベヤーの幅方向の両側方のうち、前記第１のガイド部材の反対側であって第１のガイド部材よりもコンベヤーの搬送方向の下流側に第２のガイド部材を配設した電極端材の回収装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極端材の回収装置であって、
前記シュータは、角筒状に形成され、下方かつコンベヤーの幅方向に向けて斜めに延在する傾斜面を有する電極端材の回収装置。