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公開番号2025119601
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-14
出願番号2025013028
出願日2025-01-29
発明の名称再充電可能バッテリセルの形成プロセス及びエージングプロセスのための製造装置
出願人シムコープオイ
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 10/04 20060101AFI20250806BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】再充電可能バッテリセルの形成プロセス及びエージングプロセスのための製造装置を提供する。
【解決手段】装置は、形成プロセス及びエージングプロセスのための部屋を有する。装置はまた、試験デバイスを有する部屋及び試験デバイスは、フロア9上に位置する。装置は、フロア9の上方にメザニンフロアを更に備える。メザニンフロア10には、少なくとも1つのリニアロボットシステムがある。装置は、メザニンフロア10上にコンベヤ14を更に備える。当該部屋の各々は、再充電可能バッテリセルを搬送するために、コンベヤ14のうちの少なくとも1つに機能的に接続されているインターフェース15を有する。メザニンフロア10はまた、開口部16を有する。フロア9上に、装置は、再充電可能バッテリセルをメザニンフロア10からフロア9に移送するために、開口部16と機能的に接続されているエレベータコンベヤ17を更に備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
再充電可能バッテリセルの形成プロセス及びエージングプロセスのための製造装置であって、
前記装置は、
前記形成プロセスのための少なくとも１つの部屋（２）と、
前記エージングプロセスのための少なくとも１つの部屋（３、４）と、
試験デバイス（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ）と、
を有し、
前記部屋（２、３、４）及びデバイスは、フロア（９）上に位置し、
前記装置は、前記フロアの上方にメザニンフロア（１０）を更に備え、
前記メザニンフロア上に、前記装置は、前記メザニンフロア（１０）上に支持された少なくとも１つのリニアロボットシステム（１１、１１Ｂ）を備え、
前記リニアロボットシステムが前記再充電可能バッテリセルを拾い上げることができる領域は、収集領域（１３）であり、
前記リニアロボットシステム（１１）は、前記再充電可能バッテリセルを搬送するために、前記収集領域上の所望の場所に移動可能であり、
前記装置は、前記メザニンフロア（１０）上にコンベヤ（１４）を更に備え、
前記部屋（２、３、４）の各々は、前記再充電可能バッテリセルを前記部屋から前記部屋に搬送するために、前記コンベヤ（１４）のうちの少なくとも１つと機能的に接続されているインターフェース（１５）を有し、
前記コンベヤ（１４）はまた、部分的に前記収集領域（１３）上にあり、前記メザニンフロア（１０）は、前記収集領域上に開口部（１６）を有し、
前記フロア（９）において、前記装置は、前記再充電可能バッテリセルを前記メザニンフロアから前記フロアに、かつ前記フロアから前記メザニンフロアに移送するために、前記開口部（１６）と機能的に接続されているエレベータコンベヤ（１７）を更に備え、
前記装置はまた、前記再充電可能バッテリセルを前記エレベータコンベヤ（１７）から前記試験デバイス（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ）に、かつ前記試験デバイスから前記エレベータコンベヤに搬送するために、前記フロア（９）上に第２のコンベヤ（１８）を備える、
ことを特徴とする、装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記装置は、制御システム（１９）を備え、前記制御システム（１９）は、前記形成プロセス及びエージングプロセス、並びに前記試験デバイスによって行われる試験のための少なくとも１つのプロセスレシピ（５０、５１）を備える、ことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記制御システム（１９）は、前記プロセスレシピに従って前記セルを搬送するために、前記コンベヤ（１４）、リニアロボットシステム（複数可）（１１）、エレベータコンベヤ（１７）、及び前記第２のコンベヤ（１８）の移動を制御する、ように構成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記収集領域（１３）は、前記セルにバッファストレージを提供する、ように構成されることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記装置は、前記コンベヤ、前記リニアロボットシステム（複数可）、前記エレベータコンベヤ、及び前記第２のコンベヤを使用することによって、前記セルとともに搬送するためのホルダ（２３）を備える、ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記エージングプロセスのための前記部屋は、常温エージングのための少なくとも１つの部屋（３）と、高温エージングのための少なくとも１つの部屋（４）と、を備えることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記装置は、前記エレベータコンベヤの近くに安全構造を備える、ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記試験デバイスは、容量測定、パルス試験、内部抵抗測定、漏れ試験、電圧試験のためのデバイスを備える、ことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記再充電可能バッテリセルは、リチウムイオンバッテリセル、ナトリウムイオンバッテリセル、ニッケルマンガンコバルトバッテリセル、ニッケル金属水素化物バッテリセル、又はリチウム硫黄バッテリセルである、ことを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記リニアロボットシステムは、前記メザニンフロア（１０）上に支持された２つのビーム（１２）を備えるガントリロボット（１１）であり、前記ガントリロボット（１１）の残りの部分は、前記ビーム（１２）上に支持され、前記収集領域（１３）は、前記ビームの間にある、ことを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、再充電可能バッテリセル、例えば、リチウムイオンセルの製造装置に関する。特に、本発明は、再充電可能バッテリセルの形成プロセス及びエージングプロセスのための製造装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
再充電可能バッテリセル製造は、３つの主な段階、すなわち、電極製造、セル組み立て、及びセル仕上げを含む。セルの通常のタイプは、角柱形、円筒形、及びパウチである。セル設計は、異なり得るが、セル製造プロセスは、ほぼ同様である。再充電可能バッテリセルは、例えば、リチウムイオンバッテリセル、ナトリウムイオンバッテリセル、ニッケルマンガンコバルトバッテリセル、ニッケル金属水素化物バッテリセル、又はリチウム硫黄バッテリセルであり得る。以下では、特にリチウムイオンバッテリセルに関する再充電可能バッテリセルの製造の一例を説明するが、他の再充電可能バッテリセルについても同様の製造プロセスが使用される。
【０００３】
リチウムイオンバッテリセルの第１の電極を製造する。Ｌｉイオン（リチウムイオン）セルは、４つの主要な構成要素、すなわち、２つの電極、すなわち、充電されたときにリチウムイオンを保持するアノードと、放電されたときにリチウムイオンを保持するカソードと、を備える。典型的には、アノードは、グラファイト製である。カソードは、ニッケル、コバルト、リチウム、又は他の金属のような複数の金属の合金であり得る。
【０００４】
電極材料は、導電性結合剤と混合されて、溶媒とともに均一なスラリーを形成する。アノード及びカソードは、通常、汚染を回避するために異なる部屋で処理される。次いで、スラリーは、カソード用のＡｌ箔及びアノード用のＣｕ箔のように、電極構造の両側にコーティングされる。
【０００５】
次いで、コーティングされた箔をオーブン中で乾燥させて、溶媒を蒸発させる。カソードコーティングに使用される溶媒は、典型的には非常に可燃性であり、熱生成のために回収又は使用される。水性アノードコーティングに関しては、蒸気は、周囲環境に排出される。
【０００６】
乾燥及び溶媒回収の後、コーティングされた箔は、回転する一対のローラによって圧縮される（カレンダリングと呼ばれる）。圧縮は、結合、導電性、密度、及び多孔性のような電極の物理的特性を調整するのに役立つ。
【０００７】
カレンダリングの後、電極は洗浄され、狭いストリップに細長く切られ、再び巻き取られる。コイルは、真空オーブンに送られて、残留水分及び溶媒を除去する。
【０００８】
上で説明されるプロセスの後、電極は、セルアセンブリのために準備された。電極は、セルの内部構造、すなわち、当該角柱状、円筒状、及びパウチ状のセルの構造を形成するために、セパレータがアノードとカソードとの間に積層されるサブアセンブリプロセスに移動される。
【０００９】
次に、組み立てられたセル構造は、端子（セルの接続部）に接続される。次いで、サブアセンブリは、パウチ又は円筒状若しくは角柱状の金属ケースのようなセルハウジングに挿入される。次いで、アセンブリは、電解質を注入するための開口部を残して、レーザ溶接又は加熱プロセスで封止される。
【００１０】
収容されたセルは、電解質で充填される。湿気は電解質を分解させて有毒ガスを発生させる可能性があるため、充填プロセスは、乾燥室内で行われる。仕上げられたセルは、ケース上にシリアル番号でラベル付けされる。
（【００１１】以降は省略されています）

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