JP3206329U - セパレータ巻芯、セパレータ捲回体 - Google Patents
セパレータ巻芯、セパレータ捲回体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3206329U JP3206329U JP2016003128U JP2016003128U JP3206329U JP 3206329 U JP3206329 U JP 3206329U JP 2016003128 U JP2016003128 U JP 2016003128U JP 2016003128 U JP2016003128 U JP 2016003128U JP 3206329 U JP3206329 U JP 3206329U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- core
- cylindrical member
- curved surface
- peripheral surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
- H01M50/469—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape tubular or cylindrical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H18/00—Winding webs
- B65H18/28—Wound package of webs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
- B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
- B65H75/04—Kinds or types
- B65H75/08—Kinds or types of circular or polygonal cross-section
- B65H75/10—Kinds or types of circular or polygonal cross-section without flanges, e.g. cop tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/423—Polyamide resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/50—Storage means for webs, tapes, or filamentary material
- B65H2701/52—Integration of elements inside the core or reel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/52—Separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
【課題】洗浄が容易で異物の残存が少ないセパレータ巻芯、および該セパレータ巻芯に捲回されるセパレータ捲回体を提供する。【解決手段】セパレータが捲回されるセパレータ巻芯100であって、外側円筒部材101の内周面と支持部材103の上記内周面と繋がる表面との間および内側円筒部材102の外周面と支持部材103の上記外周面と繋がる表面との間の内、少なくとも何れか一方が曲面104、105で滑らかに繋がることを特徴とする。【選択図】図6
Description
本考案は非水電解液二次電池用セパレータを捲回する際に用いられるセパレータ巻芯、および非水電解液二次電池用セパレータがセパレータ巻芯に捲回されているセパレータ捲回体に関する。
特許文献1では、ローラー等の運搬系によって運搬されながら、連続して製造されるセパレータにおいて、製造されたセパレータが製品として供給される際に捲回されるセパレータ巻芯(以下、「コア」ともいう)に関する形状の一例が挙げられている。
特許文献1で開示されるコアは、セパレータが捲回される外側円筒部材と、軸を嵌める軸受として機能する内側円筒部材と、外側円筒部材および内側円筒部材と繋がる支持部材(以下、「リブ」ともいう)を有し、製造されたセパレータは外側円筒部材に捲回された捲回体として供給される。
セパレータ捲回体から非水電解液二次電池用セパレータを巻き出して使用し、全ての非水電解液二次電池用セパレータが巻き出された後、コアを洗浄してコアに新たな非水電解液二次電池用セパレータを捲回することにより、コアは再利用される。
しかしながら、上述のようなコアは、リブと外側円筒部材、およびリブと内側円筒部材の繋がる表面において、尖った角が存在する。異物を洗浄するとき、洗浄部材が尖った角の奥まで届かず、異物が残留することが考えられる。
角に異物が残留したままのコアを使用してセパレータ捲回体を製造すると、コアから非水電解液二次電池用セパレータに異物が付着し、非水電解液二次電池用セパレータが不良品となる虞がある。
本考案は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、洗浄が容易で異物の残存が少ないセパレータ巻芯、および上記セパレータ巻芯にセパレータを捲回した捲回物(以下、「捲回体」という)を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本考案に係るセパレータ巻芯は、非水電解液二次電池用セパレータが捲回されるセパレータ巻芯であって、外側円筒部材と、上記外側円筒部材の内側に設けられた内側円筒部材と、上記外側円筒部材と上記内側円筒部材との間に径方向に延びて両者と繋がる複数の支持部材と、を備え、上記外側円筒部材の内周面と上記支持部材の上記内周面と繋がる表面との間および上記内側円筒部材の外周面と上記支持部材の上記外周面と繋がる表面との間の内、少なくとも何れか一方が曲面で滑らかに繋がることを特徴とする。
上記構成によれば、洗浄が容易なため、異物の残存の少ないコアを提供でき、このコアで製造される非水電解液二次電池用セパレータの品質の向上や、洗浄作業の簡素化に寄与する。
また、上記曲面は、円筒の曲面の一部であってもよい。
上記構成によれば、曲面の設計を曲率半径で規定できるため、曲率半径を変更するだけで容易に形状を設計できる。
また、上記内周面と上記支持部材の表面との間の曲面は、上記外周面と上記支持部材の表面との間の曲面よりも大きい曲率半径を有してもよい。
上記構成によれば、より効率よく洗浄が可能なコアを設計できる。
また、上記内周面と上記支持部材の表面との間の曲面は、2.5mm以上の曲率半径を有してもよい。
上記外周面と上記支持部材の表面との間の曲面は、2mm以上の曲率半径を有してもよい。
上記構成によれば、洗浄部材が、十分に角を洗浄できるだけの領域を確保できる。
また、本考案に係るセパレータ巻芯は、材質に、ABS樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、及び塩化ビニール樹脂のいずれかを含んでよい。
上記構成によれば、金型を利用した樹脂成型によってコアを製造することができる。
また、本考案に係るセパレータ捲回体は、上記セパレータ巻芯に捲回されてなることを特徴とする。
上記構成によれば、異物の付着の可能性が少ない、高品質の非水電解液二次電池用セパレータを供給するセパレータ捲回体を提供できる。
また、本考案に係るセパレータ捲回体の製造方法は、上記セパレータ巻芯に新たな非水電解液二次電池用セパレータを捲回してなるセパレータ捲回体の製造方法であって、非水電解液二次電池用セパレータが巻き出された後の上記セパレータ巻芯を洗浄する洗浄工程と、洗浄工程の後、上記セパレータ巻芯に上記新たな非水電解液二次電池用セパレータを捲回する捲回工程と、を含むことを特徴とする。
上記構成によれば、異物の付着の可能性が少ない、高品質の非水電解液二次電池用セパレータが捲回されたセパレータ捲回体を製造できる。
本考案の実施の形態に基づけば、洗浄が容易で異物の残留が少ないセパレータ巻芯、および該セパレータ巻芯に捲回された非水電解液二次電池用セパレータを供給するセパレータ捲回体を提供できる。また、このようなセパレータ捲回体を製造できる。
以下、本考案の実施の形態について、図1〜7に基づいて詳細に説明する。以下では、本考案に係るセパレータ巻芯(コア)に捲回される非水電解液二次電池用セパレータの一例として、リチウムイオン二次電池などの電池用の耐熱セパレータについて説明する。
<リチウムイオン二次電池の構成>
まず、リチウムイオン二次電池について、図1から図3に基づいて説明する。
まず、リチウムイオン二次電池について、図1から図3に基づいて説明する。
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、それゆえ、現在、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の機器、自動車、航空機等の移動体に用いる電池として、また、電力の安定供給に資する定置用電池として広く使用されている。
図1は、リチウムイオン二次電池1の断面構成を示す模式図である。
図1に示されるように、リチウムイオン二次電池1は、カソード11と、セパレータ12と、アノード13とを備える。リチウムイオン二次電池1の外部において、カソード11とアノード13との間に、外部機器2が接続される。そして、リチウムイオン二次電池1の充電時には方向Aへ、放電時には方向Bへ、電子が移動する。
<セパレータ>
セパレータ12は、リチウムイオン二次電池1の正極であるカソード11と、その負極であるアノード13との間に、これらに挟持されるように配置される。セパレータ12は、カソード11とアノード13との間を分離しつつ、これらの間におけるリチウムイオンの移動を可能にする。セパレータ12は、その材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンなどが用いられる。
セパレータ12は、リチウムイオン二次電池1の正極であるカソード11と、その負極であるアノード13との間に、これらに挟持されるように配置される。セパレータ12は、カソード11とアノード13との間を分離しつつ、これらの間におけるリチウムイオンの移動を可能にする。セパレータ12は、その材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンなどが用いられる。
図2は、図1に示されるリチウムイオン二次電池1の各状態における様子を示す模式図である。図2の(a)は通常の様子を示し、(b)はリチウムイオン二次電池1が昇温したときの様子を示し、(c)はリチウムイオン二次電池1が急激に昇温したときの様子を示す。
図2の(a)に示されるように、セパレータ12には、多数の孔Pが設けられている。通常、リチウムイオン二次電池1のリチウムイオン3は、孔Pを介し往来できる。
ここで、例えば、リチウムイオン二次電池1の過充電、または、外部機器の短絡に起因する大電流等により、リチウムイオン二次電池1は、昇温することがある。この場合、図2の(b)に示されるように、セパレータ12が融解または柔軟化し、孔Pが閉塞する。そして、セパレータ12は収縮する。これにより、リチウムイオン3の往来が停止するため、上述の昇温も停止する。
しかし、リチウムイオン二次電池1が急激に昇温する場合、セパレータ12は、急激に収縮する。この場合、図2の(c)に示されるように、セパレータ12は、破壊されることがある。そして、リチウムイオン3が、破壊されたセパレータ12から漏れ出すため、リチウムイオン3の往来は停止しない。ゆえに、昇温は継続する。
<耐熱セパレータ>
図3は、他の構成のリチウムイオン二次電池1の各状態における様子を示す模式図である。図3の(a)は通常の様子を示し、(b)はリチウムイオン二次電池1が急激に昇温したときの様子を示す。
図3は、他の構成のリチウムイオン二次電池1の各状態における様子を示す模式図である。図3の(a)は通常の様子を示し、(b)はリチウムイオン二次電池1が急激に昇温したときの様子を示す。
図3の(a)に示されるように、リチウムイオン二次電池1は、耐熱層4をさらに備えてよい。この耐熱層4は、セパレータ12に設けることができる。図3の(a)は、セパレータ12に、機能層としての耐熱層4が設けられた構成を示している。以下、セパレータ12に耐熱層4が設けられたフィルムを、機能層付セパレータの一例として、耐熱セパレータ12aとする。また、機能層付セパレータにおけるセパレータ12を、機能層に対して基材とする。
図3の(a)に示す構成では、耐熱層4は、セパレータ12のカソード11側の片面に積層されている。なお、耐熱層4は、セパレータ12のアノード13側の片面に積層されてもよいし、セパレータ12の両面に積層されてもよい。そして、耐熱層4にも、孔Pと同様の孔が設けられている。通常、リチウムイオン3は、孔Pと耐熱層4の孔とを介し往来する。耐熱層4は、その材料として、例えば全芳香族ポリアミド(アラミド樹脂)を含む。
図3の(b)に示されるように、リチウムイオン二次電池1が急激に昇温し、セパレータ12が融解または柔軟化しても、耐熱層4がセパレータ12を補助しているため、セパレータ12の形状は維持される。ゆえに、セパレータ12が融解または柔軟化し、孔Pが閉塞するにとどまる。これにより、リチウムイオン3の往来が停止するため、上述の過放
電または過充電も停止する。このように、セパレータ12の破壊が抑制される。
電または過充電も停止する。このように、セパレータ12の破壊が抑制される。
<セパレータ・耐熱セパレータの製造工程>
リチウムイオン二次電池1のセパレータ及び耐熱セパレータの製造は特に限定されるものではなく、公知の方法を利用して行うことができる。以下では、セパレータ(耐熱セパレータ)の原料である多孔質フィルムがその材料として主にポリエチレンを含む場合を仮定して説明する。しかし、多孔質フィルムが他の材料を含む場合でも、同様の製造工程により、セパレータ(耐熱セパレータ)を製造できる。
リチウムイオン二次電池1のセパレータ及び耐熱セパレータの製造は特に限定されるものではなく、公知の方法を利用して行うことができる。以下では、セパレータ(耐熱セパレータ)の原料である多孔質フィルムがその材料として主にポリエチレンを含む場合を仮定して説明する。しかし、多孔質フィルムが他の材料を含む場合でも、同様の製造工程により、セパレータ(耐熱セパレータ)を製造できる。
例えば、熱可塑性樹脂に無機充填剤又は可塑剤を加えてフィルム成形した後、該無機充填剤及び該可塑剤を適当な溶媒で洗浄除去する方法が挙げられる。例えば、多孔質フィルムが、超高分子量ポリエチレンを含むポリエチレン樹脂から形成されてなるポリオレフィンセパレータである場合には、以下に示すような方法により製造することができる。
この方法は、(1)超高分子量ポリエチレンと、無機充填剤(例えば、炭酸カルシウム、シリカ)、又は可塑剤(例えば、低分子量ポリオレフィン、流動パラフィン)とを混練してポリエチレン樹脂組成物を得る混練工程、(2)ポリエチレン樹脂組成物を用いてフィルムを成形する圧延工程、(3)工程(2)で得られたフィルム中から無機充填剤又は可塑剤を除去する除去工程、及び、(4)工程(3)で得られたフィルムを延伸して多孔質フィルムを得る延伸工程を含む。なお、前記工程(4)を、前記工程(2)と(3)との間で行なうこともできる。
除去工程によって、フィルム中に多数の微細孔が設けられる。延伸工程によって延伸されたフィルムの微細孔は、上述の孔Pとなる。これにより、所定の厚さと透気度とを有するポリエチレン微多孔膜である多孔質フィルム(セパレータ12)が得られる。
なお、混練工程において、超高分子量ポリエチレン100重量部と、重量平均分子量1万以下の低分子量ポリオレフィン5〜200重量部と、無機充填剤100〜400重量部とを混練してもよい。
その後、塗工工程において、多孔質フィルムの表面に耐熱層4を形成する。例えば、多孔質フィルムに、アラミド/NMP(N−メチル−ピロリドン)溶液(塗工液)を塗布し、アラミド耐熱層である耐熱層4を形成する。耐熱層4は、多孔質フィルムの片面だけに設けられても、両面に設けられてもよい。また、耐熱層4として、アルミナ/カルボキシメチルセルロース等のフィラーを含む混合液を塗工してもよい。
また、塗工工程において、多孔質フィルムの表面に、ポリフッ化ビニリデン/ジメチルアセトアミド溶液(塗工液)を塗布(塗布工程)し、それを析出(析出工程)させることにより多孔質フィルムの表面に接着層を形成することもできる。接着層は、多孔質フィルムの片面だけに設けられても、両面に設けられてもよい。
塗工液を多孔質フィルムに塗工する方法は、均一にウェットコーティングできる方法であれば特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができる。例えば、キャピラリーコート法、スピンコート法、スリットダイコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、バーコーター法、グラビアコーター法、ダイコーター法などを採用することができる。耐熱層4の厚さは塗工ウェット膜の厚み、塗工液中の固形分濃度によって制御することができる。
なお、塗工する際にポリオレフィン基材多孔質フィルムを固定あるいは搬送する支持体としては、樹脂製のフィルム、金属製のベルト、ドラム等を用いることができる。
以上のように、多孔質フィルムに耐熱層4が積層されたセパレータ12(耐熱セパレータ)を製造できる。製造されたセパレータは、円筒形状のコアに巻き取られる。なお、以上の製造方法で製造される対象は、耐熱セパレータに限定されない。この製造方法は、塗工工程を含まなくてもよい。この場合、製造される対象は、耐熱層を有しないセパレータである。
<スリット装置>
耐熱セパレータ又は耐熱層を有しないセパレータ(以下「セパレータ」)は、リチウムイオン二次電池1などの応用製品に適した幅(以下「製品幅」)であることが好ましい。しかし、生産性を上げるために、セパレータは、その幅が製品幅以上となるように製造される。そして、一旦製造された後に、セパレータは、製品幅に切断(スリット)される。
耐熱セパレータ又は耐熱層を有しないセパレータ(以下「セパレータ」)は、リチウムイオン二次電池1などの応用製品に適した幅(以下「製品幅」)であることが好ましい。しかし、生産性を上げるために、セパレータは、その幅が製品幅以上となるように製造される。そして、一旦製造された後に、セパレータは、製品幅に切断(スリット)される。
なお、「セパレータの幅」とは、セパレータが延びる平面に対し平行であり、かつ、セパレータの長手方向に対し垂直である方向の、セパレータの長さを意味する。以下では、スリットされる前の幅広のセパレータを「原反」と称し、スリットされたセパレータを特に「スリットセパレータ」と称する。また、スリットとは、セパレータを長手方向(製造におけるセパレータの流れ方向、MD:Machine direction)に沿って切断することを意味し、カットとは、セパレータを横断方向(TD:transverse direction)に沿って切断することを意味する。横断方向(TD)とは、セパレータが延びる平面に対し平行であり、かつ、セパレータの長手方向(MD)に対し略垂直である方向を意味する。
図4は、セパレータをスリットするスリット装置6の構成を示す模式図であって、(a)は全体の構成を示し、(b)は原反をスリットする前後の構成を示す。
図4の(a)に示されるように、スリット装置6は、回転可能に支持された円柱形状の、巻出ローラー61と、ローラー62〜69と、複数の巻取ローラー70U・70Lとを備える。
<スリット前>
スリット装置6では、原反を巻きつけた円筒形状のコアcが、巻出ローラー61に嵌められている。図4の(b)に示されるように、原反は、コアcから経路U又はLへ巻き出される。巻き出された原反は、ローラー63〜67を経由し、ローラー68へ搬送される。搬送される工程において原反は、複数のセパレータにスリットされる。なお、原反を所望の軌道で搬送するために、ローラー62〜69の数及び配置を変更してもよい。
スリット装置6では、原反を巻きつけた円筒形状のコアcが、巻出ローラー61に嵌められている。図4の(b)に示されるように、原反は、コアcから経路U又はLへ巻き出される。巻き出された原反は、ローラー63〜67を経由し、ローラー68へ搬送される。搬送される工程において原反は、複数のセパレータにスリットされる。なお、原反を所望の軌道で搬送するために、ローラー62〜69の数及び配置を変更してもよい。
<スリット後>
図4の(b)に示されるように、複数のスリットセパレータの一部は、それぞれ、巻取ローラー70Uに嵌められた円筒形状の各コアu(セパレータ巻芯)へ巻き取られる。また、複数のスリットセパレータの他の一部は、それぞれ、巻取ローラー70Lに嵌められた円筒形状の各コアl(セパレータ巻芯)へ巻き取られる。なお、ロール状に巻き取られたスリットセパレータ及びコアu・lの一体物を「捲回体(セパレータ捲回体)」と称する。
図4の(b)に示されるように、複数のスリットセパレータの一部は、それぞれ、巻取ローラー70Uに嵌められた円筒形状の各コアu(セパレータ巻芯)へ巻き取られる。また、複数のスリットセパレータの他の一部は、それぞれ、巻取ローラー70Lに嵌められた円筒形状の各コアl(セパレータ巻芯)へ巻き取られる。なお、ロール状に巻き取られたスリットセパレータ及びコアu・lの一体物を「捲回体(セパレータ捲回体)」と称する。
本考案は、上記スリットセパレータ等の非水電解液二次電池用セパレータが捲回されるコア(セパレータ巻芯)、および非水電解液二次電池用セパレータが該コアに捲回されているセパレータ捲回体に関する。
<コアの構造>
以下、本考案のコアについて、図5〜8に基づいて説明する。
以下、本考案のコアについて、図5〜8に基づいて説明する。
図5は本考案の実施形態に係るコアの正面図である。なお、本考案において図示されるコアは、あくまでも一例であり、実際の縮尺はこれに限定されない。
コア100は、外側円筒部材101、内側円筒部材102、および複数のリブ103を備える。外側円筒部材101は、セパレータ12が捲回されるコア100の外周面を規定する。内側円筒部材102は、外側円筒部材101の内側に設けられ、コアを回転させる巻取ローラー等の軸が嵌まる軸受として機能する。リブ103は、外側円筒部材101と内側円筒部材102との間に径方向に延び、両者と繋がる支持部材である。
本実施形態では、リブ103は互いに均等に間隔をあけ、円周を8等分した位置に、外側円筒部材101と内側円筒部材102に垂直になるように、それぞれ配置されている。しかし、リブの個数や配置の間隔についてはこれに限られない。
また、外側円筒部材101と内側円筒部材102の円周中心は略一致していることが好ましいが、これに限られない。さらに、外側円筒部材101および内側円筒部材102の厚みや、外周面の幅、および半径等の寸法は、製造する非水電解液二次電池用セパレータの種類等に応じて適宜設計が可能である。
コア100の材質は、ABS樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、及び塩化ビニール樹脂のいずれかを含む樹脂を好適に採用できる。これによりコア100を、金型を利用した樹脂成型により製造することが可能となる。
<外側曲面および内側曲面>
図6は図5における領域Aの拡大図である。なお、説明の便宜上、後述する外側曲面および内側曲面は、実際の縮尺よりも大きく図示される。
図6は図5における領域Aの拡大図である。なお、説明の便宜上、後述する外側曲面および内側曲面は、実際の縮尺よりも大きく図示される。
コア100はさらに、外側曲面104および内側曲面105を備える。外側曲面104は、外側円筒部材101の内周面と、リブ103における外側円筒部材101の内周面と繋がる表面との間に設けられる曲面である。図6に示すように、外側円筒部材101とリブ103が繋がる二つの表面は、外側曲面104で滑らかに繋がっている。
同様に、内側曲面105は、内側円筒部材102の外周面と、リブ103における内側円筒部材102の外周面と繋がる表面との間に設けられる曲面である。図6に示すように、内側円筒部材102とリブ103が繋がる二つの表面は、内側曲面105で滑らかに繋がっている。
コア100は、図6に示されるように、外側曲面104および内側曲面105の両方を有していても、何れか一方を有していてもよい。
<曲率半径>
本考案において、外側円筒部材101および内側円筒部材102とリブ103は、略垂直に繋がるため、例えば、外側曲面104および内側曲面105は、図6に示されるように、略四半円筒の曲面で規定できる。
本考案において、外側円筒部材101および内側円筒部材102とリブ103は、略垂直に繋がるため、例えば、外側曲面104および内側曲面105は、図6に示されるように、略四半円筒の曲面で規定できる。
外側曲面104の曲面が、外側円筒部材101およびリブ103と接する点の距離をW1、内側曲面105の曲面が、内側円筒部材102およびリブ103と接する点の距離をW2とすると、図6のように表される。
外側曲面104および内側曲面105近傍における外側円筒部材101の内周面および内側円筒部材102の外周面は、略平面とみなすことができる。このため、外側円筒部材101および内側円筒部材102の円周半径が、W1およびW2より十分大きいとすると、W1およびW2はそれぞれ、外側曲面104および内側曲面105における曲率半径を表すものとみなすことができる。
このように、外側曲面104および内側曲面105を、円筒の曲面の一部として規定することにより、外側曲面104および内側曲面105が有する曲率半径を変更することで、曲面の大きさ等の設計を容易に変更することが可能である。
実際には、曲面として、上述のような四半円筒の曲面形状に限られず、尖った点を持たない、滑らかな曲面で規定される限りは、外側曲面104または内側曲面105は、どのような形状でもよい。
外側曲面104および内側曲面105は、図6に示されるものに限られず、他のリブ103と外側円筒部材101および内側円筒部材102が繋がる表面においても、同様の形状を有してよいし、何れか一つが上述のような曲面を有していれば、他の表面においては他の形状を有してもよい。
<コアの洗浄>
図7は本考案の実施形態および比較例に係るセパレータ巻芯の洗浄時の様子を表す概略図である。
図7は本考案の実施形態および比較例に係るセパレータ巻芯の洗浄時の様子を表す概略図である。
セパレータを捲き出された、使用後のコアには、例えば導電性を有する異物等が付着している可能性がある。この異物が、コアに捲回されるセパレータに付着すると、そのセパレータを用いて製造された電池が短絡する原因となり得る。このため、コアに新しいセパレータを再び捲回する前に、コアの洗浄を行い、異物を除去する、洗浄工程が必要となる。洗浄方法は特に限定されないが、例えば、薬剤を付着させた布で拭き、異物をこすり落とす等の方法が挙げられる。
<本考案の効果>
図7(a)は本考案の実施形態に係るコア100の外側曲面104に、洗浄部材106を接触させて、洗浄を行う様子を表す図である。なお、便宜上、図7(a)は外側曲面104の拡大図を表し、コア100の他の部材については図示を省略している。
図7(a)は本考案の実施形態に係るコア100の外側曲面104に、洗浄部材106を接触させて、洗浄を行う様子を表す図である。なお、便宜上、図7(a)は外側曲面104の拡大図を表し、コア100の他の部材については図示を省略している。
また、図7(b)は、比較例として、滑らかな曲面を持たず略直角に繋がる角204を有するコアの洗浄を行う様子を表す図である。なお、図7(a)と同様に、比較例のコアの他の部材については図示を省略している。
図7(a)に示されるように、外側曲面104は滑らかな曲面を有しているため、洗浄部材106が外側曲面104の曲面すべてに接触可能である。これにより、図7(b)に示されるような、洗浄部材106が角204と接触できない隙間が生じることがないため、洗浄部材106を用いて外側曲面104に付着した異物を拭き取ることができる。
これにより、外側曲面104に付着した異物の残留を低減できるため、製造される非水電解液二次電池用セパレータに異物が付着することが防止され、品質の向上につながる。また異物の除去が容易となるため、洗浄工程の簡素化につながる。
<曲率半径の大きさ>
上記と同様の効果が内側曲面105にも適用できる。このとき、内側曲面105は内側円筒部材102の外周面に設けられていることと比較して、外側曲面104は外側円筒部材101の内周面に設けられていることから、内側曲面105に比べ、外側曲面104は洗浄部材が入り込みにくい。
上記と同様の効果が内側曲面105にも適用できる。このとき、内側曲面105は内側円筒部材102の外周面に設けられていることと比較して、外側曲面104は外側円筒部材101の内周面に設けられていることから、内側曲面105に比べ、外側曲面104は洗浄部材が入り込みにくい。
このため、W1、すなわち、外側曲面104の曲率半径が、W2、すなわち、内側曲面105の曲率半径よりも大きく設けられているのが好ましい。これにより、より効率的に洗浄が可能なコアを設計できる。
具体的には、W1は2.5mm以上、W2は2mm以上設けられているのが好ましい。これにより、洗浄部材として薬剤を付着させた布を使用する場合、布や人の指が十分入り込める領域を確保することが可能であり、より効率的に洗浄を行うことができる。
<捲回体および製造方法>
図8はコアおよびコアにセパレータを捲回したセパレータ捲回体の正面図である。
図8はコアおよびコアにセパレータを捲回したセパレータ捲回体の正面図である。
図8(a)に示すコア100の内側円筒部材102に巻取ローラー等の軸を嵌め、コア100を回転させながら、一定の張力でセパレータ12を外側円筒部材101に捲きつけることで、図8(b)に示すセパレータ捲回体110を製造できる。
上述のコア100は、例えば、図4に示されたスリット装置4のコアu、lに適応できる。すなわち、コア100を用いたセパレータ12の捲回は、上述した同様の捲回工程で行うことが可能である。
コア100に残留する異物が少ないことから、セパレータ12がコア100に捲回されているセパレータ捲回体110は、異物の付着が少ない、高品質のセパレータ12を提供できる。
本考案は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
1 リチウムイオン二次電池
2 外部機器
3 リチウムイオン
4 耐熱層
11 カソード
12 セパレータ
12a 耐熱セパレータ
13 アノード
100 コア
101 外側円筒部材
102 内側円筒部材
103 リブ
104 外側曲面
105 内側曲面
106 洗浄部材
110 セパレータ捲回体
204 角
2 外部機器
3 リチウムイオン
4 耐熱層
11 カソード
12 セパレータ
12a 耐熱セパレータ
13 アノード
100 コア
101 外側円筒部材
102 内側円筒部材
103 リブ
104 外側曲面
105 内側曲面
106 洗浄部材
110 セパレータ捲回体
204 角
Claims (7)
- 非水電解液二次電池用セパレータが捲回されるセパレータ巻芯であって、
外側円筒部材と、上記外側円筒部材の内側に設けられた内側円筒部材と、上記外側円筒部材と上記内側円筒部材との間に径方向に延びて両者と繋がる複数の支持部材と、を備え、
上記外側円筒部材の内周面と上記支持部材の上記内周面と繋がる表面との間および上記内側円筒部材の外周面と上記支持部材の上記外周面と繋がる表面との間の内、少なくとも何れか一方が曲面で滑らかに繋がることを特徴とするセパレータ巻芯。 - 上記曲面は、円筒の曲面の一部であることを特徴とする請求項1に記載のセパレータ巻芯。
- 上記内周面と上記支持部材の表面との間の曲面は、上記外周面と上記支持部材の表面との間の曲面よりも大きい曲率半径を有することを特徴とする請求項1または2に記載のセパレータ巻芯。
- 上記内周面と上記支持部材の表面との間の曲面は、2.5mm以上の曲率半径を有することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のセパレータ巻芯。
- 上記外周面と上記支持部材の表面との間の曲面は、2mm以上の曲率半径を有することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のセパレータ巻芯。
- 材質に、ABS樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、及び塩化ビニール樹脂のいずれかを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のセパレータ巻芯。
- 非水電解液二次電池用セパレータが請求項1から6の何れか一項に記載のセパレータ巻芯に捲回されてなることを特徴とするセパレータ捲回体。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016003128U JP3206329U (ja) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | セパレータ巻芯、セパレータ捲回体 |
KR2020170003362U KR200494679Y1 (ko) | 2016-06-30 | 2017-06-28 | 세퍼레이터 권심, 세퍼레이터 권회체 |
CN201720776858.6U CN207233844U (zh) | 2016-06-30 | 2017-06-29 | 隔膜卷芯、隔膜卷绕体 |
US15/637,404 US10301147B2 (en) | 2016-06-30 | 2017-06-29 | Separator core and separator roll |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016003128U JP3206329U (ja) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | セパレータ巻芯、セパレータ捲回体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3206329U true JP3206329U (ja) | 2016-09-08 |
Family
ID=56855960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016003128U Active JP3206329U (ja) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | セパレータ巻芯、セパレータ捲回体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10301147B2 (ja) |
JP (1) | JP3206329U (ja) |
KR (1) | KR200494679Y1 (ja) |
CN (1) | CN207233844U (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180074647A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 세퍼레이터 권취 코어, 세퍼레이터 권회체, 및 세퍼레이터 권취 코어의 세정 방법 |
JP2018174124A (ja) * | 2016-12-23 | 2018-11-08 | 住友化学株式会社 | セパレータ巻芯、セパレータ捲回体、およびセパレータ巻芯の洗浄方法 |
CN109665381A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 住友化学株式会社 | 隔膜卷芯、隔膜卷绕体以及隔膜卷芯的清洗方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111261948B (zh) * | 2018-11-30 | 2021-06-15 | 北京好风光储能技术有限公司 | 一种圆柱形锂浆料电池及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130017214A (ko) * | 2011-08-10 | 2013-02-20 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 세탁기용 터브 |
US20140322585A1 (en) | 2011-12-07 | 2014-10-30 | Toray Battery Separator Film Co., Ltd. | Microporous membrane roll and method of manufacturing same |
-
2016
- 2016-06-30 JP JP2016003128U patent/JP3206329U/ja active Active
-
2017
- 2017-06-28 KR KR2020170003362U patent/KR200494679Y1/ko active Active
- 2017-06-29 US US15/637,404 patent/US10301147B2/en active Active
- 2017-06-29 CN CN201720776858.6U patent/CN207233844U/zh active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180074647A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 세퍼레이터 권취 코어, 세퍼레이터 권회체, 및 세퍼레이터 권취 코어의 세정 방법 |
JP2018174124A (ja) * | 2016-12-23 | 2018-11-08 | 住友化学株式会社 | セパレータ巻芯、セパレータ捲回体、およびセパレータ巻芯の洗浄方法 |
CN109665381A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-23 | 住友化学株式会社 | 隔膜卷芯、隔膜卷绕体以及隔膜卷芯的清洗方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180000120U (ko) | 2018-01-09 |
CN207233844U (zh) | 2018-04-13 |
US20180002137A1 (en) | 2018-01-04 |
US10301147B2 (en) | 2019-05-28 |
KR200494679Y1 (ko) | 2021-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3206329U (ja) | セパレータ巻芯、セパレータ捲回体 | |
JP6499997B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用セパレータ製造方法及びリチウムイオン二次電池用セパレータスリット方法 | |
JP6017010B1 (ja) | リチウムイオン二次電池用セパレータフィルムの製造方法およびリチウムイオン二次電池用セパレータフィルムの製造装置 | |
US10714729B2 (en) | Core and separator roll | |
US10518467B2 (en) | Method for producing film | |
US10427904B2 (en) | Method for producing film and method for winding off film | |
KR101831069B1 (ko) | 필름 제조 방법 및 필름 세정 장치 | |
KR101913476B1 (ko) | 전지용 세퍼레이터의 제조 방법 및 전지용 세퍼레이터 제조 장치 | |
US20170244084A1 (en) | Expander device, porous film production apparatus, and porous film producing method | |
JP6618951B2 (ja) | セパレータ巻芯及びセパレータ捲回体 | |
JP6879898B2 (ja) | 非水電解液二次電池用セパレータフィルム製造方法および非水電解液二次電池用セパレータフィルム洗浄装置 | |
JP3206330U (ja) | セパレータ巻芯およびセパレータ捲回体 | |
JP6549192B2 (ja) | 巻芯、セパレータ捲回体 | |
CN107565080B (zh) | 隔膜卷芯、隔膜卷绕体、以及隔膜卷绕体的制造方法 | |
JP2018010858A (ja) | セパレータ巻芯、セパレータ捲回体、およびセパレータ捲回体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3206329 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R323531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |