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JP-2026076396-A - 電池の製造方法および電池の製造システム

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Abstract

【課題】生産性を高める。 【解決手段】電池の製造方法は、２つの発電要素の端面同士を対向させ、かつ、第１距離以内に近接させて配置する工程（Ｓ１２）と、端面同士の近接部分に塗工液を付与する工程（Ｓ１４）と、塗工液を付与した後に端面同士を、第１距離より長い第２距離以上に離すことで、２つの発電要素の各々の端面に塗膜を形成する工程（Ｓ１６）と、を含む。 【選択図】図１

Inventors

  • 本田 和義
  • 河瀬 覚
  • 森岡 一裕

Assignees

  • パナソニックＩＰマネジメント株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20230313

Claims (19)

  1. ２つの発電要素の端面同士を対向させ、かつ、第１距離以内に近接させて配置する工程と、 前記端面同士の近接部分に塗工液を付与する工程と、 前記塗工液を付与した後に前記端面同士を、前記第１距離より長い第２距離以上に離すことで、前記２つの発電要素の各々の端面に塗膜を形成する工程と、を含む、 電池の製造方法。
  2. 前記塗工液を付与した後、前記端面同士を前記第２距離以上に離す前に、前記端面同士を近づける工程を含む、 請求項１に記載の電池の製造方法。
  3. 前記塗工液を付与した後、前記端面同士を近づける前に、前記端面同士を前記第２距離未満の範囲で離す工程を含む、 請求項２に記載の電池の製造方法。
  4. 前記塗工液を付与した後、前記端面同士を前記第２距離以上に離す前に、前記端面同士をスライドさせる工程を含む、 請求項１から３のいずれか１項に記載の電池の製造方法。
  5. 前記端面同士をスライドさせる方向は、前記発電要素の主面に平行な方向である、 請求項４に記載の電池の製造方法。
  6. 前記付与する工程における前記塗工液を付与する方向は、前記発電要素の主面に直交する方向を中心として、－４５°以上＋４５°以下の範囲内である、 請求項１から３のいずれか１項に記載の電池の製造方法。
  7. 平板に含まれる複数の発電要素の各々を固定する工程と、 前記平板を切断することで、前記複数の発電要素を個別に分離する工程と、 互いの位置関係を変更可能な複数の保持ユニットが、前記複数の発電要素を保持する工程と、を含み、 前記２つの発電要素は、前記複数の保持ユニットに保持される前記複数の発電要素のうちの２つであり、 前記配置する工程と前記形成する工程の各々は、前記２つの発電要素を保持する２つの保持ユニットによって行われる、 請求項１から３のいずれか１項に記載の電池の製造方法。
  8. 前記固定する工程は、前記複数の保持ユニットとは異なる治具によって行われ、 前記保持する工程は、前記治具が前記複数の発電要素の各々を固定している状態で前記複数の保持ユニットによって行われる、 請求項７に記載の電池の製造方法。
  9. 前記固定する工程は、前記複数の保持ユニットによって行われる、 請求項７に記載の電池の製造方法。
  10. 前記保持する工程は、前記複数の発電要素の各々を押さえ込む、挟み込む、または、吸着することで行われる、 請求項７に記載の電池の製造方法。
  11. 前記複数の保持ユニットは、保持する発電要素の平面位置、高さおよび回転角の少なくとも１つを変更可能である、 請求項７に記載の電池の製造方法。
  12. 前記複数の保持ユニットは、前記塗工液が付与されている期間中に、保持する発電要素の平面位置、高さおよび回転角の少なくとも１つを変更する、 請求項７に記載の電池の製造方法。
  13. 前記複数の保持ユニットは、制御部から出力される数値情報に基づいて、保持する発電要素の平面位置、高さおよび回転角の少なくとも１つを変更する、 請求項７に記載の電池の製造方法。
  14. 前記発電要素は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に位置する中間層と、を含む、 請求項１から３のいずれか１項に記載の電池の製造方法。
  15. 前記発電要素は、全固体電池用の発電要素である、 請求項１から３のいずれか１項に記載の電池の製造方法。
  16. ２つの発電要素を保持する、互いの位置関係を変更可能な２つの保持ユニットと、 前記２つの発電要素の各々の端面に塗膜を形成する塗工装置と、 前記２つの保持ユニットを制御することで、前記２つの発電要素の互いの位置関係を変更する制御部と、を備え、 前記２つの保持ユニットは、前記２つの発電要素の端面同士を対向させ、かつ、第１距離以内に近接させて配置し、 前記塗工装置は、前記端面同士の近接部分に塗工液を付与し、 前記２つの保持ユニットは、前記塗工液が付与された後に前記端面同士を、前記第１距離より長い第２距離以上に離す、 電池の製造システム。
  17. 前記塗工装置が前記塗工液を付与する方向は、前記発電要素の主面に直交する方向に対して傾斜している、 請求項１６に記載の電池の製造システム。
  18. 前記端面同士は、前記塗工液が付与された後、前記第２距離以上に離される前の状態では、前記塗工液によって繋がっている、 請求項１６に記載の電池の製造システム。
  19. 平板に含まれる複数の発電要素の各々が固定された状態で前記平板を切断することで、前記複数の発電要素を個別に分離する切断装置と、 前記複数の発電要素を保持する、互いの位置関係を変更可能な複数の保持ユニットと、を備え、 前記２つの保持ユニットは、前記複数の保持ユニットのうちの２つである、 請求項１６から１８のいずれか１項に記載の電池の製造システム。

Description

本開示は、電池の製造方法および電池の製造システムに関する。 特許文献１には、電池要素を切断した後に吸着することが開示されている。 特許文献２には、電池基材を吸着した後に切断することが開示されている。 国際公開第２０１４／１７８１３３号特開２０１３－１７９０３５号公報 図１は、実施の形態１に係る電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。図２は、実施の形態１に係る電池の製造方法の第１例を示す概略図である。図３は、実施の形態１に係る電池の製造方法の硬化工程を示す概略図である。図４は、実施の形態１に係る電池の製造方法の第２例を示す概略図である。図５は、実施の形態１に係る電池の製造方法の第３例を示す概略図である。図６は、実施の形態２に係る複数の発電要素を含む平板の平面図である。図７は、実施の形態２に係る複数の発電要素を含む平板の断面図である。図８は、実施の形態２に係る保持ユニットの第１例の上面、側面および正面を示す概略図である。図９は、実施の形態２に係る保持ユニットの第２例の上面、側面および正面を示す概略図である。図１０は、実施の形態２に係る保持ユニットの第３例の上面、側面および正面を示す概略図である。図１１は、実施の形態２に係る電池の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態２に係る電池の製造システムの構成を示すブロック図である。図１３は、実施の形態２に係る電池の製造方法の固定工程を示す概略図である。図１４は、実施の形態２に係る電池の製造方法の切断工程を示す概略図である。図１５は、実施の形態２に係る電池の製造方法の保持工程を示す概略図である。図１６は、実施の形態２に係る電池の製造方法の塗工工程を示す概略図である。図１７は、実施の形態２に係る電池の製造方法の塗工工程を示す概略図である。図１８は、実施の形態２に係る電池の製造方法における発電要素間の位置関係の変更工程の第１例を示す概略図である。図１９は、実施の形態２に係る電池の製造方法における発電要素間の位置関係の変更工程の第２例を示す概略図である。図２０は、実施の形態２に係る電池の製造方法における発電要素間の位置関係の変更工程の第３例を示す概略図である。図２１Ａは、各実施の形態に係る発電要素が含む単位セルの概略構成の一例を示す断面図である。図２１Ｂは、各実施の形態に係る発電要素が含む単位セルの概略構成の一例を示す断面図である。図２１Ｃは、各実施の形態に係る発電要素が含む単位セルの概略構成の一例を示す断面図である。 （本開示の概要） 本開示の第１様態に係る電池の製造方法は、２つの発電要素の端面同士を対向させ、かつ、第１距離以内に近接させて配置する工程と、前記端面同士の近接部分に塗工液を付与する工程と、前記塗工液を付与した後に前記端面同士を、前記第１距離より長い第２距離以上に離すことで、前記２つの発電要素の各々の端面に塗膜を形成する工程と、を含む。 これにより、高い生産性で電池を製造することができる。具体的には、複数の発電要素の端面同士が互いに向かい合って近接した状態で、端面同士の近接部分に塗工液を付与した場合、例えば、塗工液が毛管現象で発電要素の端面間の隙間に広がる。よって、塗工工程の１つの動作によって、２つの端面に同時に塗工を行うことができる。複数の発電要素の各端面を１つずつ塗工する場合に比べて塗工回数を減らすことができるので、生産性を高めることができる。 また、本開示の第２態様に係る電池の製造方法は、第１態様に係る電池の製造方法において、前記塗工液を付与した後、前記端面同士を前記第２距離以上に離す前に、前記端面同士を近づける工程を含む。 これにより、隣り合う発電要素の端面同士の全体に塗工液が広がることを促進できるので、塗工時間の短縮を図ることができる。 また、本開示の第３態様に係る電池の製造方法は、第２態様に係る電池の製造方法において、前記塗工液を付与した後、前記端面同士を近づける前に、前記端面同士を前記第２距離未満の範囲で離す工程を含む。 これにより、隣り合う発電要素の端面同士の全体に塗工液が広がることを更に促進できるので、塗工時間の更なる短縮を図ることができる。 また、本開示の第４態様に係る電池の製造方法は、第１態様から第３態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、前記塗工液を付与した後、前記端面同士を前記第２距離以上に離す前に、前記端面同士をスライドさせる工程を含む。 これにより、塗工液を付与した後に、隣り合う発電要素の端面同士を、塗工液を介して擦り合わせることができるので、塗工液の広がりを更に促進でき、塗工時間の更なる短縮を図ることができる。 また、本開示の第５態様に係る電池の製造方法は、第４態様に係る電池の製造方法において、前記端面同士をスライドさせる方向は、前記発電要素の主面に平行な方向である。 これにより、発電要素の剥離または変形を抑制しながら、塗工液の広がりを促進することができる。塗工時間の短縮による生産性の向上と、発電要素の損傷を抑制することによる歩留まりおよび信頼性の向上とを両立させることができる。 また、本開示の第６態様に係る電池の製造方法は、第１態様から第５態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、前記付与する工程における前記塗工液を付与する方向は、前記発電要素の主面に直交する方向を中心として、－４５°以上＋４５°以下の範囲内である。 これにより、例えば、塗工液を付与する方向を斜めにすることで、発電要素の主面に垂直な方向から端面同士の近接部分の確認をしやすくなる。例えばカメラなどにより、端面同士の隙間への塗工液の充填具合を確認しながら塗工を行うことができるので、塗工精度を高めることができる。このため、信頼性の高い電池を製造することができる。 また、本開示の第７態様に係る電池の製造方法は、第１態様から第６態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、平板に含まれる複数の発電要素の各々を固定する工程と、前記平板を切断することで、前記複数の発電要素を個別に分離する工程と、互いの位置関係を変更可能な複数の保持ユニットが、前記複数の発電要素を保持する工程と、を含み、前記２つの発電要素は、前記複数の保持ユニットに保持される前記複数の発電要素のうちの２つであり、前記配置する工程と前記形成する工程の各々は、前記２つの発電要素を保持する２つの保持ユニットによって行われる。 これにより、平板に含まれる複数の発電要素を固定した状態で平板を切断し、複数の発電要素を個別に分離することで、切断後の発電要素が散逸することを抑制することができ る。また、切断の際に個々の発電要素同士がぶつかることによる切断面の損傷を抑制し、発電要素の短絡を抑制することができる。 また、互いの位置関係を変更可能な複数の保持ユニットが、複数の発電要素の各々を保持することで、発電要素間の位置関係を容易に制御することができる。このため、生産性を更に高めることができる。このように、本態様に係る電池の製造方法によれば、生産性および歩留まりを向上させることができる。 また、本開示の第８態様に係る電池の製造方法は、第７態様に係る電池の製造方法において、前記固定する工程は、前記複数の保持ユニットとは異なる治具によって行われ、前記保持する工程は、前記治具が前記複数の発電要素の各々を固定している状態で前記複数の保持ユニットによって行われる。 これにより、複数の発電要素の固定には、例えば、治具による機械的な押さえを利用することができるので、安定して平板を固定することができる。また、各発電要素が治具に固定された状態で複数の保持ユニットによって保持を行うので、発電要素の散逸および損傷などが起きる可能性をより低くすることができる。このため、生産性および歩留まりを更に向上させることができる。 また、本開示の第９態様に係る電池の製造方法は、第７態様に係る電池の製造方法において、前記固定する工程は、前記複数の保持ユニットによって行われる。 これにより、固定と保持とを同じ保持ユニットで行うことができるので、発電要素の散逸および損傷などが起きる可能性をより低くすることができる。このため、生産性および歩留まりを更に向上させることができる。 また、本開示の第１０態様に係る電池の製造方法は、第７態様から第９態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、前記保持する工程は、前記複数の発電要素の各々を押さえ込む、挟み込む、または、吸着することで行われる。 これにより、押さえ込みまたは挟み込みによって発電要素を機械的に強く固定することができるので、切断または塗工を安定して行うことができる。このため、生産性および歩留まりを更に向上させることができる。また、例えば、機械的な押さえによって固定されていた発電要素に対して、裏面から吸着することで保持することができるので、治具から保持ユニットへの発電要素の受け渡しをスムーズに行うことができる。このため、生産性を更に向上させることができる。 また、本開示の第１１態様に係る電池の製造方法は、第７態様から第１０態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、前記複数の保持ユニットは、保持する発電要素の平面位置、高さおよび回転角の少なくとも１つを変更可能である。 これにより、発電要素の位置関係を、次の処理の内容に応じた適切な状態に容易に変更することができる。 また、本開示の第１２態様に係る電池の製造方法は、第７態様から第１１態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、前記複数の保持ユニットは、前記塗工液が付与されている期間中に、保持する発電要素の平面位置、高さおよび回転角の少なくとも１つを変更する。 これにより、例えば、複数の矩形平板状の発電要素の四辺の端面に塗工が必要な場合、 保持ユニットで保持された複数の発電要素を工程の途中で回転させることで、四辺に対する塗工を施すことができる。また、回転時に発電要素同士がぶつかるのを回避するために、回転の前に発電要素間の平面方向の距離を遠ざけること、あるいは、高さをずらしておくこともできる。これにより、生産性および歩留まりを更に向上させることができる。 また、本開示の第１３態様に係る電池の製造方法は、第７態様から第１２態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、前記複数の保持ユニットは、制御部から出力される数値情報に基づいて、保持する発電要素の平面位置、高さおよび回転角の少なくとも１つを変更する。 これにより、複数の保持ユニットの各々の位置関係の制御の精度を高めることができる。 また、本開示の第１４態様に係る電池の製造方法は、第１態様から第１３態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、前記発電要素は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に位置する中間層と、を含む。 これにより、例えば、１つの単位セルまたは複数の単位セルの積層構造に対して、塗工を容易に行うことができる。 また、本開示の第１５態様に係る電池の製造方法は、第１態様から第１４態様のいずれか１つに係る電池の製造方法において、前記発電要素は、全固体電池用の発電要素である。 これにより、全固体電池用の発電要素の場合、製造工程中における電解液の液漏れのおそれがなく、発電要素の端面に対する処理を行いやすい。このため、位置関係を変更可能な保持ユニットで発電要素を保持して、切断および端面に対する処理を行う製造方法に適している。このため、生産性および歩留まりの向上に極めて有利である。 また、本開示の第１６様態に係る電池の製造システムは、２つの発電要素を保持する、互いの位置関係を変更可能な２つの保持ユニットと、前記２つの発電要素の各々の端面に塗膜を形成する塗工装置と、前記２つの保持ユニットを制御することで、前記２つの発電要素の互いの位置関係を変更する制御部と、を備え、前記２つの保持ユニットは、前記２つの発電要素の端面同士を対向させ、かつ、第１距離以内に近接させて