多層アッセンブリ製造装置においてシートの駆動を制御するための装置
本発明は、積層シートを駆動するための駆動手段及び積層シートを巻回するための手段（６１０）を含む、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための装置に関する。駆動手段は少なくとも一対の駆動手段であって、それぞれ、マスター駆動手段及びスレーブ駆動手段（５３２及び５３４、及び４００及び４１０；４００及び４１０、及び２６２及び２６４）で構成される駆動手段を含む。マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）は、積層シートの移動路でスレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）の下流に配置されている。当該駆動手段は、スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）をマスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）に基づいてサーボ制御するための制御手段を更に含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギ貯蔵アッセンブリの分野に関する。
【０００２】
更に詳細には、本発明は、カソード及びアノードをそれぞれ形成する二つの電極間に電解質が配置された、ポリマー材料を基材とした多層電気化学的アッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、リチウムを基材としたアノードを持つ装置に適用されるが、この装置に限定されない。
【０００４】
本発明は、コンデンサー、大容量コンデンサー及びバッテリーに適用される。
【０００５】
このような電気化学的アッセンブリの例は、ＦＲ−Ａ−２ ７３７ ３３９、ＦＲ−Ａ−２ ７５９ ０８７、ＦＲ−Ａ−２ ７５９ ２１１、ＦＲ−Ａ−２ ８０８ ６２２に記載されている。
【０００６】
このようなアッセンブリは、一般的には、合一され且つ重ねられて積層体を形成する複数の単層シート又は多層シートから形成される。このようにして得られた積層体は、一般的には、円形対称なマンドレルに巻回される。
【０００７】
電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための既知の装置は、一般的には、複数のシート供給リール、これらの供給リールからシートを走行させるための駆動手段、及びシートを重ねて積層体を形成するための手段を含む。
【０００８】
図３４は、シートのストリップの移動を制御するための既知のシステムの一例を示す概略図である。このシステムは、シートが送出される供給リール１、変向ローラー２、ジョッキーローラー３、駆動ローラー４、及びシートのストリップが巻回されるマンドレル５を含む。駆動ローラー４は、ストリップを駆動し、供給リール１からの出口で得られた制御信号に基づいて制御された装置で移動する。ジョッキーローラー３は、シートのストリップに実際上一定の張力が加わるようにシートに力Ｆを及ぼす。
【０００９】
このシステムは、一定の速度で回転するように駆動され且つ停止及び再始動が徐々に行われる円形をなして対称なマンドレル上で巻回体を連続的に製造する方法に特に適している。
【００１０】
本発明者は、折り目又はこれと等価の欠陥が構造に導入されないように最初から全体に平らな多層巻回体の形態のこのような電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造することが特に有利であるということを発見した。
【００１１】
本発明者は、円形対称の巻回体の形態のこのようなアッセンブリを製造し、次いでこれらの巻回体を平らにすると、巻回時に巻回部毎に異なる応力が発生するため、多くの場合、様々な層に折り目やボス等の欠陥が生じ、これらの間の界面が損なわれ、様々な層間で局所的分離が生じ、貯蔵容量が減少するということを発見した。
【００１２】
本発明者は、更に、従来技術と関連したそれらの問題点は、セルを充電池として使用する場合にセルが耐えることができる充電／放電サイクルの数が減少することによってセルの劣化を加速し、場合によってはセルを自己放電させてしまうということを発見した。
【００１３】
平らな巻回体を製造するため、非円形の、例えば楕円形形状のマンドレルを使用できる。
【００１４】
マンドレルは、有利には、実際上一定のシート移動速度が得られるように、一定でない速度で回転するように制御できる。
【００１５】
しかしながら、このようなマンドレルは、その半径が大幅に変化するため、供給リールから来る上流サーボ制御信号に基づいてトルクを制御するのが容易ではない。
【００１６】
更に、エネルギ貯蔵アッセンブリを自動的に製造し、高い処理速度（約６ｍ／分の移動速度）で高い中断頻度（移動が毎分で停止する）で作動するための装置に関し、停止及び始動の頻度のため、図３４におけるように大量の空間を専有するストロークが長い制御手段を使用できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、それにも拘わらず、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを自動的に製造できる装置を提供することである。
【００１８】
かくして、本発明の特定の目的は、巻回マンドレル、詳細には、円形対称でない垂直断面を持つマンドレルの要求時に送出するのに適した、積層シートの移動を制御するためのシステムを提供することである。積層シートは、マンドレルが要求する線速度と対応する速度で供給される。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に関し、この目的は、積層シートを駆動するための駆動手段及び積層シートを巻回するための手段を含む、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、駆動手段は少なくとも一対の駆動手段であって、それぞれ、マスター駆動手段及びスレーブ駆動手段で構成される駆動手段を含み、マスター駆動手段は、積層シートの移動路においてスレーブ駆動手段の下流に配置されており、当該駆動手段は、スレーブ駆動手段をマスター駆動手段に基づいてサーボ制御するための制御手段を更に含む、ことを特徴とする装置によって達成される。
【００２０】
本発明は、更に、このような巻回体を形成する方法を提供する。
【００２１】
本発明のこの他の特徴、目的、及び利点は、非限定的例として与えられた添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下の説明において、「上流」及び「下流」という用語は、装置を通る積層体の移動方向に関して使用され、「上流」という用語は、所与の基準の前に配置されたエレメントを示し、「下流」という用語はその後ろに配置されたエレメントを示す。
【００２３】
添付の図１に示すように、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための本発明による装置は、本質的には、
− 多層構造を供給するための供給手段Ａ、及び
− これらの多層構造を巻回するための巻回手段Ｅを含む。
【００２４】
供給手段Ａは、最初は別々の複数の単層シート又は多層シート９０、９２、及び９４を送出し、これらを積層し、即ち重ねて互いに結合するのに役立つ。供給手段Ａは、更に、最終積層体９６に含まれる様々な層の長さ方向縁部を相対的に正確に位置決めするのに役立つ。
【００２５】
本発明に関して使用される様々な単層シート又は多層シート及び結果として得られた積層体は、以下に更に詳細に定義する機能を持つフレーム９００に対して平行に移動する。
【００２６】
添付の図１に示す装置の特定の実施形態は、６層のスタックで形成されたセルアッセンブリを製造するように設計されている。セルアッセンブリの六つの層には、コレクタ１０（例えばアルミニウム製）、カソード２０（例えばポリオキシエチレン（ＰＯＥ）及びリチウム塩）、電解質層３０、アノード４０（例えばリチウム製）、電解質層５０、及びカソード６０が含まれる。例として、電解質３０及び５０は、ＰＯＥ及びＬｉＶ３Ｏ８及びＶ２Ｏ５を基材とする。アルミニウムコレクタ１０は、好ましくは、例えばチタニウムナイトライド又は何らかの他の材料、例えばグラファイトを基材とする耐蝕性バリアでコーティングしてある。
【００２７】
それにも拘わらず、本発明は、この特定の例に限定されない。
【００２８】
これに関し、供給手段Ａは三つの別々の供給マガジン１００、２００、及び３００を含む。
【００２９】
供給手段１００は、上述のカソード６０及び二つの外保護フィルム８０、８１間に挟まれた電解質層５０を含む４層積層体９０を供給するための手段である（図９参照）。
【００３０】
供給手段２００は、アノードシート４０を供給するための手段である（図１１参照）。
【００３１】
供給手段３００は、電解質３０、カソード２０、及び二つの外保護フィルム８２及び８３間に挟まれたコレクタ１０を含む５層積層体を供給するための手段である（図１３参照）。
【００３２】
好ましくは、これらの供給手段１００、２００、及び３００の各々は、任意の適当な手段によって予め準備した所望の積層体９０、４０、又は９２のリールを含む。これらのリールは、それぞれの回転軸線１０２、２０２、及び３０２を中心として共通のフレーム９００に回転するように設置されている。
【００３３】
当然のことながら、供給マガジン１００、２００、及び３００を形成するリールは、空になったら交換できるようにフレーム９００に取り外し自在に取り付けられている。
【００３４】
三つの供給手段１００、２００、及び３００のそれぞれから来る三つのシート９０、４０、９２を、供給手段１００、２００、及び３００の出口と巻回手段Ｅとの間に配置された積層器モジュールＣで積層し、即ち互いに積み重ねる。
【００３５】
図１では、積層体９０、４０、及び４２を支持するリールは、三つの供給手段１００、２００、及び３００に配置されており、それぞれに参照番号１０４、２０４、及び３０４が付してある。
【００３６】
リール１０４から来る四層積層体は、ローラー１１０、１１２、及び１１４によって積層器モジュールＣに案内される。モジュール１００は、積層されるべき電解質５０の面上に設けられたフィルム８１を除去するように設計されたフィルム除去器アッセンブリ１２０をリール１０４の出口の下流に有する。このフィルム除去器アッセンブリ１２０は、二つの変向ローラー１１２と１１４との間に位置決めされている。
【００３７】
フィルム除去器アッセンブリ１２０からの出口で得られる三層積層体構造５０、６０、８０を図１０に示す。
【００３８】
更に、供給手段１００はフィルム除去器アッセンブリ１２０と積層器モジュールＣとの間にヒーターモジュール１３０を含む。その構造及び機能を以下に更に詳細に説明する。
【００３９】
同様に、リール３０４から来る五層積層体９２は、ローラー３１０、３１２、及び３１４によって積層器モジュールＣに向かって案内される。
【００４０】
モジュール３００は、積層されるべき電解質３０の面上に配置されたフィルム８２を除去するように設計されたフィルム除去器アッセンブリ３２０をリール３０４の出口の下流に備えている。フィルム除去器アッセンブリ３２０は、二つの変向ローラー３１２と３１４との間に位置決めされている。
【００４１】
フィルム除去器アッセンブリ３２０の出口で得られる四層積層構造８３、１０、２０、及び３０を図１４に示す。
【００４２】
更に、供給手段３００は、フィルム除去器アッセンブリ３２０と積層器モジュールＣとの間にヒーターモジュール３３０を含む。その構造及び機能を以下に更に詳細に説明する。
【００４３】
好ましくはリチウムを基材としたアノードシートを供給するための供給手段２００は、それぞれのフィルム８４及び８５を供給するための二つの供給ローラー２４０及び２５０を含む。
【００４４】
フィルム８４及び８５及びアノードシート４０は、ローラー２１０、２１２によって主アプリケーターアッセンブリ２６０に案内される。このアッセンブリ２６０の機能は、供給リール２０４、２４０、及び２５０のそれぞれから来る、最初は別々のこれらのシートを合一し、二つのフィルム８４及び８５の間にアノード層４０を挟んだシート形態にすることである。
【００４５】
アノード４０の両側に二つのフィルム８４及び８５を備えた積層体を図１２に示す。
【００４６】
アプリケーターアッセンブリ２６０は、好ましくは、それぞれの平行な軸線を中心として回転するように取り付けられたピンチローラー２６２及び２６４によって構成され、これらのローラー間を移動する上述の三つのシート８４、４０、及び８５を受け取る。好ましくは、一方のローラー２６２の回転軸線が固定位置にあるのに対し、これと向き合って配置された第２ローラー２６４は押さえローラーとして作用し、最初に言及したローラー２６２に、制御された力レベルで、例えばばねブレード２６３等の弾性手段によって押し付けられるように移動される。
【００４７】
更に、二つのローラー２６２及び２６４のうちの一方がモータ駆動式である。下流で行われるプロセスと同期して、積層体８４、４０、８５を牽引状態で駆動する態様と積層体を制動する態様との間で切り換えられるように制御される。これに関し、ローラー２６２及び２６４はサーボ制御式であり、下流のプロセス手段に従属する。
【００４８】
適当である場合には、二つのローラー２６２及び２６４を離すことができるように及びかくして積層体８４、４０、及び８５をこれらのローラー間に容易に配置できるように、二つのローラー２６２及び２６４のうちの少なくとも一方を引っ込め式の、例えばアクチュエータにより制御される器具に取り付ける。
【００４９】
供給手段２００は、アッセンブリ層４０を横方向に切断するための分断モジュール２７０をアプリケーターアッセンブリ３６０の下流に備えている。
【００５０】
この目的のため、分断モジュール２７０は、ハンマー・アンビルシステム２７２及び２７４を含み、これらは、積層体８４、４０、及び８５の移動路の両側にそれぞれ配置されている。ハンマー２７２は、保護フィルム８４及び８５を通して横方向に且つ線型に打ち付けることによって作動する。
【００５１】
ハンマー２７２及びアンビル２７４のうちの少なくとも一方、及び好ましくはハンマー２７２はストライカ縁部を有する。
【００５２】
ハンマー２７２は順次押圧されてアンビル２７４に打ち付けられ、初期アノードシート４０に下流長さを提供する。この長さは巻取ろうとする長さと対応する。ハンマー２７２は、アノード４０が二枚のフィルム８４及び８５間に挟まれた積層体に作用を及ぼすことが観察される。それにも拘わらず、フィルム８４及び８５は、フィルム８４又は８５が切れないように、ハンマー２７２の衝突に耐えるのに適した材料で形成されている。
【００５３】
分断モジュール２７０からの出口のところで、フィルム除去手段２２０、２２５によって二枚のフィルム８４及び８５を図１２に示す上述の積層体から除去する。適当である場合には、フィルム除去手段２２０、２２５は、ハンマー２７２及びアンビル２７４自体によって形成されていてもよい。
【００５４】
モジュール２７０によって画成された破断線の前方に配置されたアノードセグメント４０は、下流に配置された駆動手段によって駆動され、前記アノードセグメント４０自体が、一方の側の二つのシート５０、６０、８０と他方の側の積層器モジュールＣとの間に積層する。
【００５５】
破断線の上流に配置されたアノードシート４０のセグメントは、フィルム８４及び８５によって同伴される。これは、上文中に言及したように、これらのフィルムがモジュール２７０で切断されないためである。
【００５６】
この点で、フィルム８０、８１、８２、８３、８４、及び８５は、積層体の外側面が外側環境で汚染されることがないようにし、積層体が様々なローラーにくっつかないようにするのに役立つばかりでなく、関連した積層体の駆動に寄与するということが観察されなければならない。
【００５７】
フィルム８０、８１、８２、８３、８４、及び８５は、有利には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、等を基材とする。
【００５８】
これらは、除去されるときにシート及びローラーの両方が汚損しないようにするため、関連したシートがその経路上でローラー上を剥き出しのまま移動することがないように、経路のできるだけ下流で除去される。
【００５９】
更に、アノード繰出し器２０４と関連した二つのフィルム繰出し器２４０、２５０は実質的に隣接しており、繰出し器２４０から来るフィルム８４がアノードロール２０４に大きな巻回円弧（張力を加えるため）に亘って（代表的には９０°以上、好ましくは２７０°以下）巻き付くということが観察されなければならない。これは、この壊れやすいシートに対して良好な保護を提供し、適切な機械的駆動を保証するためである。
【００６０】
アノード２０４の周囲のフィルム８４のこの巻回円弧を図７で角度βで表す。この角度は、繰出し器２４０に存在するシートの外巻回部の半径の関数として変化する。
【００６１】
第１に、フィルム８４及び８５に、及び従って、破断線の上流に配置されたアノードセグメント４０に加えられた駆動力を、第２に、フィルム８０及び８３に、及び従って、前記破断線の下流に配置されたアノードセグメントに加えられた駆動力を順次制御する。これは、好ましくは、破断が行われた後、二つの上述のセグメント間に例えば約２０ｍｍの隙間を画成するように行われる。更に詳細には、工具２７２の打ち付けをピンチローラー２６２、２６４と同期させ、積層体が同じ速度で下流に移動し続けるとき、リチウム４０の移動を中断させるようにブレーキとして停止する。
【００６２】
アノード層４０を予め破断することによって、最終積層体を形成する全ての層を下流で同時に切断する必要をなくす。このような作業には、これらの層の全てが互いに潰れ、アノード４０、カソード２０及び６０、及びコレクタ１０の間を短絡させる危険がある。
【００６３】
上述のステーション１２０、２２０、２２５、及び３２０で好ましくはフィルム除去器によってフィルムを除去する際にフィルムと隣接した界面が特に引き裂きによって損傷しないようにするため、フィルムの除去は図３２に概略に示すスクレーパシステム２３０を使用して行われる。このシステムは、対応するフィルムに対して接線方向に配置されており、フィルムをいきなり少なくとも６０°（図３２参照）逸らし、フィルムを小さな曲率半径（代表的には０．０５ｍｍに近い半径）でフィルム自体にほぼ１８０°折り戻すことによってフィルムを引き剥がすように、鋭く磨き上げた縁部２３２を備えている。スクレーパ２３０は、フィルムを搬送するシートの上流の移動平面に近い鈍角の縁部２３２を持つ定置のブレードによって構成されている。縁部２３２は、シートの移動に対して下流に差し向けられた凸状の側部を有する。本発明者は、この方法で引き剥がしを行うことにより、積層体の隣接した表面を保存できるが、予め注意を払わずにフィルムが裂けると、通常、損傷が及ぼされるということがわかった。上述のスクレーパ２３０により、機能シートと保護フィルムとの間の剪断効果によってフィルムを剥がすことができる。スクレーパ２３０の縁部２３２の周囲で保護フィルムを引っ張ることによって、保護フィルム層の外側湾曲を延長し、これによって前記層に接線方向力を局所的に発生し、フィルムを微小に延ばし、フィルム層と機能シートとの間にスリップ効果を生じ、かくして何らかの粒子が機能シートから遠ざかる方向で裂けないようにする。
【００６４】
好ましくは、装置は、フィルムがスクレーパ２３０の鈍角の縁部２３２上で変向されるときに保護フィルムに及ぼされる牽引力を調節するための手段を含む。
【００６５】
図１では、フィルム除去器アッセンブリ１２０及び３２０のスクレーパシステムには参照番号１２２及び３２２が付してある。ステーション１２０、３２０、２２０、及び２２５のところで除去されたフィルム８１、８２、８４、及び８５は、それぞれのローラー１２４、２２４、２２９、及び３２４に差し向けられる。この目的のため、フィルム８４はローラー２２１及び２２２によって案内され、フィルム８５はローラー２２６によって案内される。
【００６６】
加熱手段１３０及び３３０の機能は、電解質５０及び３０が積層器アッセンブリＣのアノード層４０と接触する前に、これらの電解質の外側界面の温度を制御された温度まで上昇することにより、これに続いて行われる電解質５０及び３０とアノード４０との間の良好な接着を保証することである。これらの加熱手段１３０、３３０は、好ましくは、温度の上昇及び低下を迅速に行うことができる、調節された高温空気ループ内で強制的に循環させることによって、高温空気を上述の界面に吹きつけるのに適したオーブンによって形成される。代表的には、加熱手段１３０及び３３０は、サーモスタットで制御された温度、例えば６０℃±１℃の圧縮空気を電解質５０及び３０の界面に拡散させるように設計されている。
【００６７】
更に詳細には、本発明による装置は、全体として、巻回モジュールＥから上流の供給フィルムの移動を中断し、各巻回作業後に積層体を切断して除去でき、積層体をこれに続いて再係合できる順次工程を含み、オーブン１３０及び３３０は、好ましくは、順次制御される。換言すると、オーブン内に次いで配置される積層体の部分の過剰な温度上昇を回避するため、オーブン１３０及び３３０内での高温空気の拡散を、積層体が移動を停止する度毎に周期的に中断する。これらのシートセグメントを熱に当て過ぎると、最終積層体の品質を損なってしまう。
【００６８】
更に、停止段階中にオーブン内に動かないように保持されたシートセグメントの温度が時期を失っして上昇することがないようにするため、加熱手段１３０、３３０は、低温の圧縮空気をシートに順次吹きつけるのに適した手段が設けられていてもよい。これらの手段は、代表的には、オーブン内の温度を約４０℃の値にするようになっている。
【００６９】
オーブン１３０及び３３０は、好ましくは、ループ状回路として形成されている。添付図面では、多層シート１３４及び３３４が通過するオーブンのセグメントに参照番号１３２及び３３２が付してあり、高温の及び低温の空気を順次吹き付けるためのファンが設けられている。加熱を行う目的のため、好ましくは、多数の剥き出しの導線が構成するヒーターエレメントがファン１３４及び３３４の出口に面して配置されている。
【００７０】
図１において、参照符号ＩＸ、Ｘ、ＸＩ、ＸＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＶ、ＸＶ、及びＸＶＩは、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、及び図１６のそれぞれに示す様々な積層体についての装置の経路のそれぞれの位置を示す。様々な層間の望ましからぬ電気的接触を回避するため、アッセンブリＣが送出する積層体を形成する様々な層１０、２０、３０、４０、５０、及び６０の長さ方向側縁部の相対位置を制御することが重要である。
【００７１】
図１７は、フィルム除去器ステーション１２０の下流のフィルム８０、カソード６０、及び電解質５０の長さ方向縁部の相対位置を示す。カソード６０の幅が電解質５０の幅よりも小さく、電解質５０がカソード６０の両側で突出しているのに対し、フィルム８０は電解質５０よりも広幅であり、その両側に突出しているということが観察されよう。
【００７２】
図１８は、フィルム８４及び８５及びアノード４０の長さ方向縁部の相対的位置を示す。アノード４０の幅は、同幅の二つのフィルム８４及び８５よりも狭幅であり、フィルム８４及び８５がアノード４０の両側に突出している。
【００７３】
図１９は、フィルム８３、コレクタ１０、カソード２０、及び電解質３０の相対的位置を示す。カソード２０はコレクタ１０よりも狭幅であり、カソード２０の第１縁部がコレクタ１０の第１縁部と面一であり、電解質３０がカソード２０よりも広幅であり、カソードの両側から突出しており、電解質３０がカソード２０及びコレクタ１０の第１縁部に対して突出しているが、電解質３０の第２縁部がコレクタ１０からセットバックしており、フィルム８３の第１縁部は電解質３０の第１縁部に対して突出しているが、第２縁部が電解質３０の第２縁部と面一である。
【００７４】
最後に、図２０は、積層器モジュールＣからの出口でのフィルム８０、カソード６０、電解質５０、アノード４０、電解質３０、カソード２０、コレクタ１０、及びフィルム８３の相対的位置を示す。
【００７５】
電解質５０及び３０の縁部は重なっており、アノード４０の縁部は、コレクタ１０の出側で電解質５０及び３０からセットバックされており、アノード４０の反対側は電解質３０及び５０を越えて突出している。
【００７６】
図１の参照符号ＸＶＩＩ、ＸＶＩＩＩ、ＸＩＸ、及びＸＸは、図１７、図１８、図１９、及び図２０のそれぞれに示す積層体の位置を示す。
【００７７】
図１７及び図１８に示す層の相対的位置は、供給リール１０４及び３０４の準備時に得られる。図１９に示す相対的位置は、モジュール２６０でフィルムを除去することによって得られる。図２０に示す相対的位置は、積層器モジュールＣで得られる。
【００７８】
アノード層４０と図１７及び図１９に示す二つのサブアッセンブリとの間で必要とされる相対的位置（これは、「相対的整合」と呼んでもよい）を定義するため、好ましくは、それぞれの積層体の積層器アッセンブリＣの上流での長さ方向縁部の位置を検出するのに適した手段、並びに所望の相対的位置を得るために積層体を積層器モジュールＣの上流の共通の基準位置に対して移動するのに適した手段が設けられている。これらの変位手段は、好ましくは、供給手段１００、２００、及び３００に作用する。この目的のため、供給手段１００、２００、及び３００の各々は、好ましくは、装置全体の支持フレーム９００に対して制御された態様で移動させることができる個々のプレートに取り付けられている。更に詳細には、これらのプレートの各々は、好ましくは、それぞれの軸線１０１、２０１、又は３０１を中心として枢動するように取り付けられており、制御変位手段が関連している。
【００７９】
積層体の縁部の位置を検出するための手段は、好ましくは、超音波手段によって、又は光学的手段によって形成され、適切な場合には赤外線手段又はレーザー手段によって形成され、この検出手段は、積層体の移動路の両側にそれぞれ配置された送信機及び受信機を支持する二叉フォークに配置されている。
【００８０】
図１では、手段１００から来る積層体と関連したこのような検出器手段の一つに参照番号１４０が付してあり、手段２６０から来る積層体と関連した等価の検出器手段に参照番号２８０が付してあり、手段３００から来る積層体と関連した等価の検出器手段に参照番号３４０が付してある。検出器手段１４０はローラー１１４とオーブン１３０との間に配置されており、検出器手段３４０はローラー３１４とオーブン３３０との間に配置されている。検出器手段２８０は主積層器モジュール２６０と積層器モジュールＣとの間に配置されている。
【００８１】
上述の変位手段は、空気圧アクチュエータ又は任意の等価の手段に基づいているのがよい。
【００８２】
好ましくは、上述のプレートの各々は、装置が振動しないようにするため、上述の共通フレーム９００に載せるのに適したダンパー手段を支持する。非限定的例として、ダンパー手段は、吸引カップによって形成されていてもよい。
【００８３】
上述の枢軸１０１、２０１、及び３０１は、好ましくは、プレート９００と平行である。これらの軸線は、繰出し器１０４、２０４、３０４の中心を通り（これらの回転軸線１０２、２０２、３０２を通り）、繰出し器に配置されたリールの幅の中心平面に置かれる。これらの軸線は、更に、ローラー１１４、２６２、及び３１４によって決定されるように、積層器アッセンブリＣの直ぐ上流に配置されたそれぞれの関連した多層シートセグメントと平行である。
【００８４】
これに関し、積層器モジュールＣの上流に配置された、ローラー２６２によって案内されるアノードシートセグメント４０は、実質的に、積層器モジュールの上流の繰出し器１０４及び３０４からローラー１１４及び３１４によって案内されてそれぞれ来る積層体セグメント９０及び９２が形成する角度の二等分線上に配置されるということが観察されなければならない。更に正確には、積層器モジュールの上流で、積層体９０及び９２は互いの間に約１５０°の角度を形成し、これらの二等分線上に配置されたアノードシート４０は、これらの二つの積層体９０及び９２の各々に対して実質的に７５°のところに配置される。
【００８５】
同様に、好ましくは、積層器モジュールＣの上流のアノード４０は、実質的に、フィルム除去器２２０及び２２５から下流に配置されたフィルムセグメント８４及び８５の二等分線上に配置され、これらのフィルムセグメント８４及び８５自体が約６０°の角度を形成する。
【００８６】
変向ローラー１１０、１１２、１１４、２２１、２２２、２２６、３１０、３１２、及び３１４により、供給装置１０４、２０４、及び３０４を互いから大きく離して配置することができ、積層器モジュールＣの上流で対応する積層体セグメントを互いに近づけることができ、積層器モジュールのところでこれらの間で形成される角度は１８０°以下である。
【００８７】
基本的積層体を相対的に位置決めするための上述の手段は、最終製品における満足のいく電気的接続を保証し、詳細には、突出した電解質による短絡からカソードを保護するばかりでなく、積層体の幅における作動時の有効領域を最適にし、即ちできるだけ小さくするということが観察されなければならない。
【００８８】
様々なフィルム除去器アッセンブリの受け取りローラー１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２は、好ましくは、モータ駆動式巻回器を含む。
【００８９】
同様に、繰出し器１０４、２０４、及び３０４は、好ましくはモータ駆動式であり、牽引力を制御するように設定されており、多層シートに作用する牽引力を一定のままにする。セルを再現性を以て製造するため、シートに作用する牽引力を一定に維持することが非常に重要である。
【００９０】
かくして、繰出し器１０４、２０４、及び３０４と関連したモータは、積層体の巻回の開始時に駆動され、次いで積層体の駆動が下流の手段によって引き継がれた後に制動されるように交互に制御される。
【００９１】
これに関し、特に、様々な繰出し器１０４、２０４、３０４及びフィルム除去器１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２のモータが、プログラム中央ユニットによって、繰り出されるシートの直径の変化及び巻取られるフィルムの直径の変化を考慮して適切に変化させる必要がある駆動力及び制動力のそれぞれを確保するように制御されるということが観察されなければならない。
【００９２】
これらの直径は、処理が行われた積層体及びフィルムのそれぞれの長さに基づいて中央ユニットが計算するか或いは、関連した繰出し器及び巻回器１０４、２０４、３０４、１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２の各々にそれぞれ装着された超音波センサ等の適当なセンサを使用して計測できるかのいずれかである。
【００９３】
積層器アッセンブリＣは、好ましくは、平行な軸線を中心として回転するように取り付けられた二つのピンチローラー４００及び４１０を有し、重ねられた層によって形成されたスタックがこれらのピンチローラー間に通される。重ねられた層は、フィルム８０、カソード６０、電解質５０、アノード４０、電解質３０、カソード２０、コレクタ１０、及びフィルム８３を含む。
【００９４】
二つのピンチローラー４００及び４１０は、制御された量の力で互いに向かって押圧されている。従って、これらのピンチローラーは、これらのローラー４００及び４１０間に搬送されたシートに制御された圧力を及ぼす。この目的のため、ローラー４００の回転軸線は好ましくは定置であり、この際、ローラー４１０の回転軸線は、例えばばねブレード４１２等の弾性部材によって、制御された量の力で上述のローラー４００に向かって押し付けられた機器に取り付けられている。好ましくは、ローラー４１０もまた、このローラー４１０の係合を解除し、積層体を所定の場所に置くのを容易にする指令に作用するため、駆動手段、例えばアクチュエータによって制御された引込み式の機器に取り付けられている。 かくして、積層器アッセンブリＣからの出口のところで、図１５及び図２０に示すスタックが得られる。
【００９５】
適当である場合には、積層ローラー４００及び４１０は、更に、ヒーターローラーであってもよい。代表的には、これらのローラーの直径は２０ｍｍ以下である。
【００９６】
本発明による装置は、更に、積層器モジュールＣと巻回モジュールＥとの間に、多数の機能を持つアッセンブリ５００を含む。詳細には、アッセンブリの機能には以下の機能が含まれる。即ち、
１）モジュール５１０において、積層体の送出速度（長さ方向）を制御する機能、
２）モジュール５２０において、コレクタ１０を局所的に長さ方向に切断する機能、
３）モジュール５３０において、巻回の開始時に積層体を駆動し、マンドレル６１０によって牽引力が加わった後、同じ積層体を制動する機能、
４）モジュール５４０において、フィルム８０、８３を除去する機能、
５）モジュール５５０において、所望の巻回と対応する長さの通過後、機能的スタックの層１０乃至６０を切断する機能、及び
６）モジュール５６０において、巻回作業の終了時に、結果として得られたスタックの外側面を加熱する機能が含まれる。
【００９７】
検出器装置５１０は、巻回器Ｅが供給を一定の速度で行うように、積層体がローラー４００、４１０上で微小に滑ることにより失われた同期に対する補正を制御するのに役立つ。
【００９８】
非限定的例として、このような検出器装置５１０は、空気圧アクチュエータ又は任意の等価の手段によって、移動している積層体に当接するように押圧された枢動レバー５１４に取り付けられており且つ絶対エンコーダ５１６と関連した同期ローラー５１２によって形成できる。
【００９９】
積層体は、積層体の移動路の上流に配置されたローラー５１８によってローラー５１２に押し付けられる。
【０１００】
カッターモジュール５２０は、コレクタ１０の縁部に割れ目を長さ方向に線型に順次形成するように設計されている。添付図面において、結果として切断されたセグメントに参照番号５２１が付してある。各セグメント５２１の長さＬ１は実質的に等しいけれども、この長さは、マンドレル６１０の巻回周囲の半分よりも僅かに小さい。この装置５２０の作動は、全ての割れ目５２１が、最終的な巻回されたセルの同じ面で重なるように制御される。換言すると、これらの割れ目５２１は、マンドレル６１０上で行われる各巻付けの長さと等しいピッチＰ１で形成される。この長さは、マンドレル６１０上に積み重ねられた厚さのため、増大するように変化する。割れ目５２１のピッチもまた、好ましくは、変化できる。
【０１０１】
添付の図２６に概略に示すように、最終賦形ステーション７００において、上述の切れ目５２１の軸線方向端部とコレクタ１０の隣接した自由縁部との間で横方向セグメント５２２を切断し、次いで、コレクタ１０にこのようにして形成された外側ストリップ５２３を巻回したセルの外側に向かって展開し、電流集中装置へのコネクタとして役立つ。図２６では、このようにして展開されたコレクタストリップ１０の部分に参照番号５２５が付してある。
【０１０２】
割れ目形成装置即ちスプリッター装置５２０は、好ましくは、「空気切断」型の装置である。コレクタ１０を局所的に、且つ積層体に対して支持を提供する二つのローラー５２６及び５２８間で順次分断するようになった往復スプリッターブレード５２４を含む。図２３では、ブレード５２４の枢動を両頭矢印５２９で示す。
【０１０３】
駆動モジュール５３０は、好ましくは二つのピンチローラー５３２及び５３４を含む。図１５及び図２０に示す積層体全体をこれらのローラー間に通す。これらの二つのローラー５３２及び５３４は、それぞれのモータと関連している。積層体の前端がマンドレル６１０に向かって取り出されるとき、ローラー５３２及び５３４は駆動モードで作動するように制御される。これとは対照的に、積層体の前端がマンドレル６１０によってひとたび保持されると、駆動を提供するのはマンドレルであり、ローラー５３２及び５３４のそれぞれのモータは、制動を提供するように制御される。これにより、積層体がマンドレル６１０にぴったりと押し付けられることが保証される。これらの二つのピンチローラー５３２及び５３４は、巻回マンドレル６１０の上流でこのマンドレルと近接して配置されている。
【０１０４】
ピンチローラー４００及び４１０に対する駆動は、スレーブローラーとして作用するローラー４００及び４１０に対してマスターローラーとして作用するピンチローラー５３２及び５３４への駆動に基づいてサーボ制御される。
【０１０５】
ローラー５３２及び５３４の間を通過する積層体にこれらのローラー５３２及び５３４が制御されたレベルのピンチ力を及ぼすように、これらのローラー５３２、５３４のうちの少なくとも一方が力伝達手段と関連している。
【０１０６】
積層体をローラー５３２及び５３４の間に容易に挿入するため、これらのローラー５３２、５３４のうちの少なくとも一方、例えばローラー５３４が、アクチュエータ５３６によって制御される、好ましくは引込み式の機器５３５に取り付けられている。
【０１０７】
モジュール５４０では、上文中に説明したスクレーパ１２２及び３２２と同様のスクレーパ５４１及び５４３を使用してフィルム８０及び８３を除去する。除去した後、これらのフィルム８０及び８３はローラー５４２及び５４４を介して巻回ローラー５４６及び５４８に差し向けられる。これらのローラーは、上文中に説明した方法でモータによって駆動される。
【０１０８】
積層体の六つの層１０、２０、３０、４０、５０、及び６０を含む結果として得られたスタックを、モジュール５５０のフィルム除去器スクレーパ５４１及び５４３から直ぐ下流で任意の適当な手段を使用して横方向に切断する。
【０１０９】
カッター手段５５０は、好ましくは、二つの対称な傾斜を持つ凸状のリッジによって形成された鋭い縁部５５４を持つブレード５５２を含み（図３１参照）、切断が必要な場合にはいつでも、短いストロークに亘って迅速に移動するように駆動される。
【０１１０】
カッターブレード５５２の変位は、好ましくはアクチュエータによって構成される手段５５６によって制御される。更に、カッターブレード５５２は、積層体を所定の位置に置き易くするように、又は必要な任意の他の保守介入を容易にするようにカッターブレードを必要に応じて引っ込めることができるようにするため、好ましくは、特定の変位手段、例えば第２アクチュエータ５５８によって制御される引込み式の機器に配置される。
【０１１１】
変形例では、これらのカッター手段は、参照番号２７２及び２７４で上文中に説明したのと同様のハンマー・アンビルシステムによって形成できる。
【０１１２】
切断は、ストライカーステーション５７２／５７４でリチウムアノード層４０に形成された隙間の中間を通って実質的に延びるカッター手段５５２によって行われる。かくして、図２１でわかるように、アノード層４０は、巻回体を構成する他の層から、巻回体の前端及び後端の両方でセットバックしている。
【０１１３】
更に、図２１でわかるように、完成した巻回体Ｅｎの二つの軸線方向端部Ｅｉ及びＥｅは、好ましくは、重ならない。換言すると、巻回体の外端Ｅｅは、内端Ｅｉに至る前に中断する。これは、この領域で厚くなり過ぎないようにするためである。かくして、平らにした完成した巻回体は、全体の厚さがその全長に亘って同じである。
【０１１４】
スタックの端面を、モジュール５６０の任意の適当な手段によって、例えばファンによって駆動された高温空気を吹き付けることによって、又はヒーターローラー上を通過させることによって加熱する。
【０１１５】
この加熱は、好ましくは、カッター装置５５０の直ぐ下流に配置された高温空気を吹き付けるための引込み式のバー５６２によって行われ、積層体の横断ストリップを加熱し、巻回の最後にヒートシールを行うための準備を行う。
【０１１６】
本発明による巻回手段Ｅを以下に説明する。
【０１１７】
これらの手段は、主として、軸線６１１を中心として回転するように取り付けられたマンドレル６１０を含む。
【０１１８】
マンドレル６１０は、その回転軸線６１１に対して横方向に円形対称でない垂直断面を有する。マンドレルは実質的に平らである。紡錘形に幾分近似したテーパ状の断面形状を有する。代表的には、その垂直断面の長軸と短軸との間の比は３以上であり、好ましくは５以上であり、最も有利には１０以上である。有利には、その垂直断面は全体に楕円形である。
【０１１９】
更に詳細には、マンドレル６１０の外包囲体は、好ましくは、円形円筒形の二つの凸状セクタによって画成される。これらのセクタは同じ半径（図２のＲ１）を有するが、遠く離れた平行な軸線を有し、更に、マンドレルの垂直断面を画成するこの外輪郭は、半径が小さい丸味のある端部６１５及び６１６を有する。
【０１２０】
マンドレル６１０の長さ（その回転軸線６１１と平行な長さ）は、巻回のため、積層体の幅よりも大きい。
【０１２１】
更に詳細には、及び好ましくは、マンドレル６１０は、二つの対称であり且つ相補的な二つのジョー６１２及び６１４で形成されている。これらの二つのジョー６１２及び６１４間の界面、即ち巻回位置でのこれらのジョーの互いの支承面、即ち添付図面で参照番号６１３を付した面は、好ましくは平らであり、マンドレルの二つの湾曲した外輪郭表面を、外輪郭の楕円のテーパ端から所定距離のところで相互連結する。
【０１２２】
非限定的例として、二つの接触するジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０の長軸は約１２ｃｍであり、二つの接触するジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０の短軸は約９ｃｍ乃至１０ｃｍであり、二つのジョー６１２と６１４との間の界面６１３と対応する斜行平面と紡錘形状の長軸との間に形成された角度は、代表的には約２．５°であり、紡錘形状は、その長軸の端部６１５、６１６が約０．１５ｍｍの半径を持つ円弧で終端し、マンドレルの主円筒形表面の中心間距離はそれらの半径Ｒ１の６倍以上である。
【０１２３】
二つのジョー６１２及び６１４は、積層されたスタック１０乃至６０の前端を巻付けを行うために挿入できるように二つのジョー６１２と６１４が間隔が隔てられた第１位置と、二つのジョーが接触し、上述の積層スタックを巻回することができる第２位置との間でこれらのジョーを互いに対して移動させるようになった駆動手段、例えば液圧アクチュエータ又はその等価物と関連している。
【０１２４】
協働する二つのジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０は、それ自体がその軸線６１１を中心として一定でない速度で以下に説明するように回転する。
【０１２５】
マンドレル６１０は、押さえローラー６２０と関連している。
【０１２６】
このローラーは、その軸線６２２を中心として自由に回転するように回転アーム６２４の端部に取り付けられている。
【０１２７】
アーム６２４は、軸線６２２からオフセットされた軸線６２５を中心として回転駆動され、ローラー６２０がマンドレル６１０の各面上を、更に詳細には巻回される積層スタック１０乃至６０上を連続して転動し、これを規則的に押し付け且つスタックに折り目が形成されないように、マンドレル６１０の２倍の速度で駆動される。アーム６２４は、好ましくは、マンドレル６１０の回転によって速度比２で機械的に駆動される。
【０１２８】
マンドレル６１０及びアーム６２４は同じ回転方向に回転される。
【０１２９】
マンドレル６１０及びローラー６２０の変位の動力学を添付の図３乃至図６に概略に示す。
【０１３０】
非限定的例として、及び図２２に示すように、マンドレル６１０及びアーム６２４は、モータ６４２と関連した共通のベルト６４０によって、前記共通のベルト６４０と係合したそれぞれのスプロケットホイール６１８及び６２８を介して駆動されてもよい。アーム６２４が２倍の速度で回転するようにするため、アームと関連したスプロケットホイール６２８の駆動比は、マンドレル６１０と関連したスプロケットホイール６１８の半分である。即ち、代表的には、その周囲が他のローラーの半分である。
【０１３１】
装置は、好ましくは、高温空気吹き付けノズル５６２と向き合ったローラー５７０をカッターブレード５５２の下流に更に含むということが観察されなければならない。
【０１３２】
このローラー５７０は、マンドレル６１０に巻回される前に形成された積層体に対して最終案内を提供する。
【０１３３】
積層体が押し付けられるローラー５７０の生成ラインは、上流ローラー５３４の生成ライン及びマンドレル６１０の生成・ラインが画成する平面内にある。マンドレル６１０の生成ラインは、その短軸と対応する（マンドレルが図５に示すようにその長軸を上述の平面と平行にして配置された場合にこの生成ラインに積層体が押し付けられる）。
【０１３４】
マンドレル６１０、アーム６２４、及び押さえローラー６２２が組み合わさって形成されたアッセンブリは、スライダー６３０に取り付けられている。所望の長さのスタックがマンドレル６１０に巻回された後、結果として得られた巻回体の取り外しを容易にするため、モジュール５００と近接した図１に示す巻回位置とモジュール５００から離れた送出位置との間でこのアッセンブリを並進移動するのに適した駆動手段がこのスライダー自体と関連している。
【０１３５】
上述のスライダー６３０は、供給ピンチローラー５３２及び５３４と近接した追加の一時的初期位置に移動することもできる。この際、これらのピンチローラーは、巻回の開始時に積層体の前端を保持するために駆動ローラーとして作用する。ひとたび積層体を掴むと、スライダー６３０は、好ましくは、巻回を適正に行うためにピンチローラー５３２及び５３４から遠ざかる方向に移動する。
【０１３６】
巻回を完了し、巻回した積層体の外終端部がひらひらしないようにするため、マンドレル６１０は、好ましくは、巻回した積層体が分断され且つ前記積層体が完全に巻回された後、完全に３６０°に亘って回転するように駆動され、この際、押さえローラー６２０は、手段５６０によって行われた上述の予熱によって巻回体の最終巻回部の結合を完了するため、この追加の回転中、巻回体に押し付けられた状態に維持される。適当である場合には、この加熱は、巻回ステーションＥに吹き付けられた高温の空気によって行ってもよい。
【０１３７】
これにより、巻回体の終端部を接着剤を提供する必要なしに接着的に結合する。
【０１３８】
図８に示すように、装置は、ローラー５７０とマンドレル６１０との間に引込み式の追加の押さえローラー５８０が更に配置されていてもよいということが観察されなければならない。このようなローラー５８０の機能は、切断時に積層体を動かないように保持し、ストリップの端部をマンドレル６１０に押し付けることができるようにすることである。ローラー５８０は、好ましくは、アクチュエータ５８６によって制御される揺動機器５８４にストリングブレード５８２を介して連結される。
【０１３９】
積層体をマンドレル６１０に巻回するとき、ローラー５８０は図８に示す位置に配置され、この位置では、移動する積層体が辿る経路から離れており、マンドレル６１０から離れている。巻回の終了時に、積層体を切断した後、上述の揺動機器及び関連したローラー５８０を移動し、このローラー５８０を、ローラー６２０が当接した面とは反対側のローラー６１０の面に押し付ける。
【０１４０】
マンドレル６１０が楕円形形状であるために全体に平らな形状で得られたこの巻回体を、次いで、マンドレル６１０から取り外し、ロボット又は任意の適当な等価の手段によって押さえステーション７００に取り出し、結果として得られた各巻回体を更に平らにする。
【０１４１】
このようなロボットは、マンドレル６１０に巻回された電気エネルギ貯蔵セルを保持し、セルをマンドレルから抜き、様々な回転移動及び並進移動を行ってセルを押さえステーション７００に置くためのクランプを持つ空気圧ロボットによって構成されていてもよい。
【０１４２】
本質的には、押さえステーションは、例えばセルを最終的に平坦化するための押さえアクチュエータ７１０によって形成されたプレスを含む。このプレスは、好ましくは、完成したセルについて、次のセルが巻回されるのと平行して作動する。
【０１４３】
結果として得られた巻回体の取り出しを容易にするため、装置は、マンドレルの長軸の長さを変化させるように、及びかくして巻回体をマンドレル６１０に対して僅かに「緩め」、第１巻回部を外し、即ち前端を掴んだ状態を解放するように、マンドレル６１０を形成する二つのジョー６１２及び７１４の間に界面６１３と平行な方向に相対的往復動を与えるように、巻回の終了時の限られた順序中に作用するのに適した手段を含んでもよい。
【０１４４】
各巻回体は、次いで、所望の直列及び／又は並列形体で接続するのに必要な次の工程を行うためのマガジンに差し向けられる。このようなマガジン及び必要な直列及び／又は並列接続を行うための手段は、以下に詳細に説明しない。
【０１４５】
上述のように、本発明の有利な特徴によれば、マンドレル６１０が供給する積層スタックの線型移動速度が一定であるように制御される一定でない角速度でマンドレル６１０を回転させる。
【０１４６】
本発明は、この特徴によって、積層体に一定の牽引力が作用するようにでき、及び従って、積層体は、皺等の欠陥を生じることなくマンドレル６１０に良好に巻回される。
【０１４７】
更に、積層体が一定の速度で移動するため、ストリップの加速や減速を吸収するための中間マガジンを巻回モジュールＥの上流に設ける必要がない。これにより、装置全体を占有容積が小さいコンパクトな形態にできる。
【０１４８】
図２７では、太線が巻回の開始時のマンドレル６１０の速度変化の曲線をプロットする。
【０１４９】
同じ図２７で細線は押さえローラー６２０を支持するアーム６２４の速度変化の曲線を示す。
【０１５０】
図２７において、マンドレル６１０及び押さえローラー６２０の相対位置が横軸の下に示してあるということが観察されるべきである。
【０１５１】
更に詳細には、マンドレル６１０上に積み重ねられる積層体の厚さが増大することによる巻回体の半径の変化を、積層体が一定の線速度で移動することが保証されるように斟酌するため、マンドレル６１０の角回転速度を巻回中に補正する。
【０１５２】
かくして、図２８では、５．５ｍｍの厚さの積層体（例えば、巻回体の１９巻回分）を支持する場合のマンドレル６１０の速度変化の曲線を太線がプロットし、ローラー６２０の速度の変化についての対応する曲線を細線がプロットする。
【０１５３】
図２７及び図２８の両方の横軸の下の参照符号ＰＡは、押さえローラー６２０がマンドレル６１０に押し付けられる角度範囲を示す。
【０１５４】
図２７及び図２８を検討すると、マンドレル６１０の回転速度及び押さえローラー６２０を支持する機器６２４の回転速度は、積層体が小半径で巻回されるとき（即ち巻回半径がマンドレル６１０の短軸と同じ大きさである）、即ちマンドレル６１０が送出される積層体のセグメントと実質的に平行に延びるときに高い。この速度は、巻回半径が増大するとき（及びマンドレル６１０の長軸に近づくとき）、即ちマンドレル６１０が積層体の供給セグメントに対して実質的に垂直方向に延びるときに低下する。
【０１５５】
かくして、マンドレル６１０及び押さえローラー６２０の回転速度は周期的に変化し、３６０°の回転毎に二つのピークがある。この変化は、巻回半径の変化と反比例する。
【０１５６】
更に、押さえローラー６２０は、低速で回転されているときにマンドレル６１０に巻回された積層シートと接触し且つ接触状態を維持するということが観察されなければならない。これにより、押さえローラー６２０と巻回したシートとの間に、及び従って、巻回したシートの様々な重なった層間に良好な接触が保証される。
【０１５７】
図２８は、巻回作業の終了時と対応し、速度が小さな範囲に亘って変化することを示す。マンドレル６１０上で積み重ねられた積層体の厚さのため、巻回半径の比は、巻回の開始時よりも小さい。
【０１５８】
かくして、セルを巻回するとき、回転速度は、各回転で１８０°に亘って変化する。更に、一つの巻回部を巻回するのに必要な時間が増大する。これは、マンドレル６１０上での巻回体の長さが一つの巻回部毎にマンドレル６１０に追加された厚さだけ大きくなるためである。
【０１５９】
従って、巻回が進むに従って速度及び加速度が徐々に減少する。
【０１６０】
更に、図２９には、第１に、マンドレルの角度位置の関数としての巻回半径の変化を示す滑らかな曲線Ｖ１、第２に前記角度位置の関数としての補正係数の変化を示す滑らかな曲線Ｖ２が示してある。
【０１６１】
横軸は、０°乃至１８０°の角度範囲をカバーする。更に、上述の曲線の周期が１８０°であるため、１８０°乃至３６０°の範囲をカバーする。更に、左側の縦軸は、巻回半径の大きさを提供し、右側の縦軸は、補正係数の大きさを提供する。
【０１６２】
本発明者は、巻回体の厚さの変化を斟酌するため、マンドレルの角度位置の関数として、専ら剥き出しの巻回体半径の変化に基づく角度変化の速度における基本的変化Ｖ１に適用する必要がある補正係数を、マンドレル６１０の角度位置の関数として変化する。このような滑らかな曲線Ｖ２の形態で実施できるが、マンドレルに既に巻回された巻回数に拘わらず、任意の所与の角度について変化しないということを確認した。
【０１６３】
図３０は、マンドレル６１０を駆動するモータを制御するために本発明に関して使用されたデータの一例を提供する表である。
【０１６４】
図３０の表の最初の二つのコラムは、マンドレルの回転角度を提供する。
【０１６５】
これらの二つのコラムは、それぞれ、０°乃至１８０°の角度範囲及び１８０°乃至３６０°の角度範囲と対応し、巻回体の一回転のうちの二つの連続した半回転どうしの間に存在する対称性を表す。３６０°に亘って回転させた後にだけ、一回完全に巻回される。任意の一回転の巻回時に、０°乃至１８０°及び１８０°乃至３６０°の二つの連続した半期間の各々中にマンドレルの両面に同じ厚さが形成される。
【０１６６】
図３０の第３コラムは、剥き出しのマンドレル６１０の半径、即ち巻回の開始時のマンドレルの半径を提供する。
【０１６７】
図３０のこれに続くコラム対は、連続した巻回体の回転に関し、各回転について、一方のコラムが巻回体の半径を提供し、他方のコラムがマンドレル６１０の回転速度を提供する。
【０１６８】
更に詳細には、図３０の表でわかるように、各巻回体の回転毎に、巻回体半径ｒを以下の関係に基づいて計算する。
ｒ＝ｒ０＋（Ｆ・ｎ・ｅ）
ここで、
ｒ０は、剥き出しのマンドレル６１０の半径であり、
Ｆは、第４コラムで与えられた補正係数であり、
ｎは、現在の巻回数、即ちマンドレル６１０に巻回された巻回数であり、
ｅは、マンドレル６１０に巻回された積層体の厚さである。
【０１６９】
次いで、マンドレル６１０の回転速度を以下の関係に基づいて計算する。
ω＝Ｖ／（２・π・ｒ）
ここで、
Ｖは、積層体の所望の一定の線速度であり、
ｒは、上で計算された巻回体の半径である。
【０１７０】
実際には、マンドレル６１０を駆動するモータは、予め計算して適当なメモリーに記憶されたデータ、又は中央ユニット（マイクロプロセッサ及び関連したメモリー手段を含む）によって、第１にマンドレル６１０の形状の関数とした巻回体半径の変化についての関係に基づいて、及び第２にマンドレルに既に巻回された巻回体の厚さの関数として変化する前記半径で決まる補正半径に基づいて直接計算されたデータのいずれかに基づいて制御できる。
【０１７１】
上文中に説明したように提供されたデータをマンドレル６１０の回転の各角度分に連続的に適用し、その駆動モータを制御する。
【０１７２】
非限定的例として、毎分６ｍ（６ｍ／分）程度の線速度について、マンドレル６１０は約１８０ｒｐｍの速度、即ち毎秒約１０９０°（１０９０°／秒）の角速度に達し、千分の一秒に約１°（°／ｍｓ）のサンプリング速度を提供する。
【０１７３】
１°の精度で作動するということは、モータについての基準速度を千分の一秒毎に約１回更新する必要があるということを意味する。
【０１７４】
これに関し、モータは、アナログ／デジタルコンバータの取り扱いを回避するように、デジタルの速度基準を適用することを受容するように選択される。
【０１７５】
当然のことながら、制御モジュールは、積層体の巻回に用いられる手段を完全サーボ制御する。
【０１７６】
上文中に言及した様々な軸線、及び詳細にはローラー１０４、２０４、３０４の軸線１２０、２０２、３０２、マンドレル６１０の回転軸線６１１、押さえローラー６２０の回転軸線、及び揺動アーム６２４の枢動軸線、フィルムと関連したローラー１２４、２２４、２４０、２５０、２２９、３２０、５２０、及び５５２の軸線、変向ローラー１１０、１１２、１１４、２２１、２２２、２１０、２１２、２２６、３１０、３１２、３１４の軸線、及び押さえローラー２６２、２６４、４００、４１０の軸線は、互いに平行であり、好ましくは水平である。
【０１７７】
本発明の他の有利な特徴によれば、装置は、垂直方向隔壁９００によって二つの隔室に分けられたケースを含む。第１隔室は、制御された乾燥環境で上述の手段１００、２００、３００、４００、５００、６００、及び７００を全て収容し、これに対し第２隔室は関連した制御手段及びモータ駆動手段を収容する。上述の垂直方向隔壁は、上述の様々な回転軸線についての支持フレームを構成する。
【０１７８】
適切である場合には、作動包囲体内に追加の乾燥空気流を提供できる。
【０１７９】
本発明は、代表的には、約４ｍ乃至５．５ｍの長さの積層体のセグメントと対応して積層体を１６回乃至１９回巻回することができ、全厚が約５．５ｍｍの巻回体を提供する。積層体の移動速度は、代表的には、２ｍ／分乃至１０ｍ／分の範囲内にある。有利には、約６ｍ／分である。
【０１８０】
非限定的例として、本発明による装置は、５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの範囲の幅の積層ストリップを加工するようになっている。
【０１８１】
本発明は、当該技術分野で現在提案されている手段と比較して多くの利点を提供する。 非限定的態様で、以下のように言及できる。
【０１８２】
巻回マンドレル６１０はほぼ平らな形状であり、平らにする場合に従来技術で遭遇した応力の発生をなくし、
積層体をオーブンで加熱することによって、及びカソード及びコレクタを形成する多数のシートをリチウム上で積層することによって、中間製品の取り扱いなしに、高品質の結合を行うことができ、これと同時に様々な層間の表面接触を最適にし、これによって、最終製品における様々な層間の作動時のイオン交換を改善し、
装置の全ての機能が自動制御され、各機能についての正確な設定及びパラメータにより、装置は再現性を以て実行し、品質が常に制御下にある。
【０１８３】
一般的には、本発明の装置で使用されるホイール、巻回ローラー又は巻き出しローラーは全て、実行される巻回順序に応じて駆動機能及び／又は制動機能を交互に行い、関連した全てのシート、積層体、及びフィルムに一定の牽引力を保証する。
【０１８４】
上述のように、図３３は、本発明による装置の主手段の全体概略図である。
【０１８５】
本発明に従ってサーボ制御駆動するための手段を図３５を参照して以下に更に詳細に説明する。
【０１８６】
この図は、マンドレル６１０、ローラー対５３２、５３４、検出・同期ローラー５１２、積層ローラー対４００、４１０、供給リール１０４、２０４、３０４（このうち、代表的には、リール２０４がリチウムシートを送出するのに対し、リール１０４及び３０４は、それぞれ、三層積層体及び二層積層体を送出するが、必ずしもそうでなくてもよい）、及びピンチローラー対２６２及び２６４を示す。
【０１８７】
マンドレル６１０はリールの組の制御部材である。マンドレルは、制御モジュール６０１からその基準速度を受け取る。
【０１８８】
積層体を形成するシートについての全ての移動パラメータは、マンドレル６１０からの指令に基づいて調節される。
【０１８９】
ローラー５３２及び５３４からなるモータ駆動対は、前縁をマンドレル６１０まで運ぶため、巻回作業の開始時に駆動モードで制御される。
【０１９０】
しかしながら、積層シートをマンドレル６１０に適正に巻回するとき、ローラー５３２及び５３４のこの対は、ブレーキとして作動するように制御される。かくして、基準値と対応する選択された一定の牽引力を積層シートに及ぼす。ローラー対５３２及び５３４は、制御モジュール５３３からその制動トルク基準値を受け取る。
【０１９１】
ローラー対５３２及び５３４には、増分エンコーダ５３５が装着してある。このエンコーダ５３５は、ローラー対にマスター機能を与えることのできる駆動モータ及びギヤボックスユニットに対して取り付けられている。
【０１９２】
ローラー対５３２及び５３４の上流に配置された積層ローラー対４００、４１０にもエンコーダ４１１が装着してある。このローラー対４００及び４１０は上述のローラー５３２及び５３４に対してスレーブとして制御される。これは、駆動モードで作動する。
【０１９３】
更に詳細には、ローラー対５３２及び５３４と関連したエンコーダ５３５は、前記ローラー５３２及び５３４間を走行するストリップの長さを計測する。
【０１９４】
対応する長さ情報を積層ローラー対４００、４１０にモジュール１０１０を介して適用し、それ自体の関連したエンコーダ４１１の制御下で同じ長さのストリップを送出する。
【０１９５】
交互同期ローラー５１２がローラー対５３２及び５３４と４００及び４１０との間に位置決めされる。このローラーは短い距離に亘って移動でき、ストリップが上述の二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間で良好に接触するように、調節自在の力が加えられる。
【０１９６】
その役割は、二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間での移動の同期を損なう可能性がある微小な滑りや外乱を監視することである。
【０１９７】
これを行うため、ローラー５１２のエンコーダ５１３がローラー５１２の枢軸に位置決めされる。これは、ローラー５１２の角変位を検出するのに役立つ。
【０１９８】
エンコーダ５１３は、二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間の同期が完璧のままである限り、関連しない。しかしながら、同期を損なう場合がある微小な滑りや外乱が生じた場合には、ローラー５１２が枢動され、エンコーダ５１３が関連することになる。
【０１９９】
エンコーダ５１３はモジュール１０１０に接続されている。かくして、同期ローラー５１２は、エンコーダ５１３を介して、スレーブローラー対４００及び４１０の線型送出速度に例えば±１０％の補正を送出する。
【０２００】
積層ローラー対４００及び４１０の送出速度を補正するための±１０％の範囲は、新たなリール１０４、２０４、及び３０４を機械に装填した後の開始時に特に有用である。リールを装填するオペレータがシートと係合し、ローラー５１２の初期位置を知ることも注意を払うこともなく、これらのシートを搬送する。
【０２０１】
定常状態では、提供される補正は非常にゼロに近く、微小な滑りを取り扱うのに役立つに過ぎない。
【０２０２】
ストリップの移動速度でなく、送出されたストリップの長さに基づいて制御を組織化するように選択することによって、ローラー対５３２及び５３４、及び４００及び４１０によって表された電気軸線間で直線補間を正確に且つ連続的に行うことができるシステムが得られる（「電気軸線」という用語は、ローラー対５３２及び５３４、及び４００及び４１０を構成するために使用されたエンコーダ及び可変速制御装置と関連したモータ・ギヤボックスユニットの組み合わせを意味するために使用される）。これにより、エラー及び同期ずれが積み重ねられないようにする。
【０２０３】
かくして、スレーブローラー対４００及び４１０は、これらのローラーがあたかも共通の機械的シャフトに配置されているのと全く同様に、マスターローラー対５３２及び５３４の移動を辿り、当然のことながら、その端部の各々が同じ角度位置をとる。
【０２０４】
上述のように、ローラー５１２に加えられた力Ｆは、好ましくは、空気圧アクチュエータによって発生される。これは、電気信号によって圧力コンバータに供給され、このコンバータは、基準から来た電気信号と比例する圧力を送出する。
【０２０５】
基準の調節は、関係した積層体に及ぼされる力を適合するのに役立つ。
【０２０６】
ローラー５１２に加えられた力は、任意の他の適当な手段を使用して変化させることができる。こうした手段は、必ずしも空気圧アクチュエータでなく、例えば、ばね、釣合い重り、弾性部材、電磁装置、等が含まれる。
【０２０７】
ピンチローラー対２６２及び２６４自体は、その下流に配置されたモータ駆動式ピンチローラー４００及び４１０に従属した、モータ被駆動式ローラーからなるスレーブ対である。これにはセンサ２６５が装着されている。
【０２０８】
ローラー対２６２及び２６４は、リール１０４及び３０４から来る二つの積層体、即ち二層積層体及び三層積層体の間に積層されるべき、リール２０４から来るリチウムストリップを取り出すのに役立つ。
【０２０９】
かくして、ローラー対５３２及び５３４は、上流ローラー対４００及び４１０に対するマスター対であり、これらのローラー対４００及び４１０は上流ローラー対２６２及び２６４に対するマスター対である。
【０２１０】
その結果、本発明は、少なくとも二つのサーボ制御システムをカスケードをなして使用する。
【０２１１】
ローラー対２６２及び２６４は、更に、ローラー対４００及び４１０と関連したセンサ４１１からサーボ制御モジュール１０１２を介して来る長さ情報と関連した基準から制御される。
【０２１２】
しかしながら、ローラー対２６４及び２６２に、対４００及び４１０に適用されたよりも僅かに小さい長さ基準を適用し、リチウムストリップを微小に延伸し、幾何学的欠陥を除去するのが好ましい。
【０２１３】
代表的には、下流ローラー対２６２及び２６４は、対４００及び４１０の線型送出速度の９９．５％と等しい長さ基準によって制御される。
【０２１４】
対２６２及び２６４に適用された基準と対４００及び４１０に適用された基準との間の差は、有利には、調節自在であり、詳細には、ストリップの変形の関数として、及びその厚さの関数として調節できる。
【０２１５】
ローラー２６２及び２６４は、様々な機能のうち、リチウムストリップを空中で切断する作業中、非常に短時間で、代表的には１ｍｓ程度でリチウムストリップを停止する機能を持つということを想起されたい。
【０２１６】
本発明に関して使用されたセンサは、様々な方法で実施できる。これらは、補正範囲の中間でゼロを示す増分エンコーダであってもよいし、アナログ式変位エンコーダ（比例誘導型エンコーダ、長さの関数として抵抗を変化させることができるエンコーダ、磁界の磁気抵抗センサ、等）であってもよい。
【０２１７】
最も好ましくは、本発明に関し、エンコーダ５１３は、絶対エンコーダ型のエンコーダである。かくして、各角度位置は、機械が完全に停止した後でも、範囲の中央にゼロを再度初期設定することなく、ローラー５１２の角度位置を定めることができる、絶対位置についての不揮発性２進コードを有する。
【０２１８】
更に詳細には、本発明に関し、長さセンサは、好ましくは、１ｍｍ乃至４μｍ、有利には５００μｍ乃至８μｍ、及び更に好ましくは１００μｍ乃至４０μｍの範囲の長さ増分を計測するようになっている。本発明の別の有利な特徴によれば、長さセンサは、巻回体の全長の１／１０００以下の、前記全長の有利には１／４０００以下、及び好ましくは前記巻回体の全長の１／４００００以下の長さ増分を計測するようになっている。
【０２１９】
スレーブ対４００及び４１０をマスター対５３２及び５３４に対して制御するための別の手段は、往復動ローラー５１２の代わりに、歪ゲージに取り付けられたアイドル定置ローラーを使用することである。こうした状況では、歪ゲージは、アイドラーローラーが感知したストリップの張力を感知する。対４００及び４１０は、対５３２及び５３４に対するスレーブのままである。対４００及び４１０の速度は、対５３２、５３４に対し、アイドラーローラーに設けられた歪ゲージによって読み取ったストリップの張力の関数として補正され、その結果、ストリップで所望レベルの牽引力が得られる。この変形例は、それにも拘わらず、上文中に説明したように、長さに対するサーボ制御と同じ利点を提供しない。これにより速度が基準点を中心として揺れ、及びかくしてストリップの張力が変化する。
【０２２０】
当然のことながら、本発明は上文中に説明した特定の実施形態に限定されず、その精神による任意の変形例が含まれる。
【０２２１】
フィルムを上文中に説明したようにブレードによって機械的に除去するのが、プロセス環境に化学物質が進入しないため、好ましいけれども、この変形例では、積層体の外側面と対応するフィルムとの間の界面に注入した溶剤噴流を使用することによって積層体からフィルムを除去する変形例が可能である。
【０２２２】
本発明の装置は、更に、空気、好ましくは常温の空気の噴流を、フィルムとこのフィルムが除去される積層体とが方向を変えるゾーンに適用するための手段を備えたフィルム除去手段を含む。
【０２２３】
同様に、高温空気循環オーブンの代わりにヒーターローラーを使用してもよい。
【０２２４】
上文中で説明した添付図面は、それぞれが最初は別々であり且つ予め形成された一層積層体、二層積層体、及び三層積層体でできた３つの基本的積層体をその場で積み重ねることによって六層積層体が最終的に得られる実施形態に関する。それにも拘わらず、変形例では、本発明に関し、適当な機械で予め形成したこのような六層積層体をマンドレル６１０に直接供給することが考えられる。このような状況では、リチウムアノードの隙間は、好ましくは、積層体で一体化される。更に別の変形例では、本発明に関し、様々な基本的積層体それ自体を本発明の装置で単層シートを使用してその場で形成できる。
【０２２５】
上文中に説明した様々なカッター機構の代わりに任意の等価の手段、例えばレーザーを用いた手段を使用できる。
【０２２６】
本発明に関して推奨された長さのサーボ制御により、以下の多くの利点が得られる。即ち、
− 全長が正確であり且つ等しい巻回体を保証でき、及びかくして形成された全てのセルに亘って性質が均等であることを保証でき、及び巻回体の最終端の位置が均等であることを保証でき、更に余分の厚さをなくすことを保証でき、
− 積層体の最終的な切断をアノード４０のセグメント対間に形成された隙間と正確に同期できるようにする。
【０２２７】
適切である場合には、マンドレル６１０の回転によって往復動ブレード５２４を機械的に又は電気的に駆動でき、その結果、ブレード５２４によって形成された連続した切断部のピッチは巻回体に沿って全て正確には等しくないが、マンドレル６１０の角度位置の関数であり、かくして各切断の開始及び終了をトリガーする。これにより、切断部が巻回体の共通のセクタと重なり、半径方向で少なくとも大まかに整合する。
【図面の簡単な説明】
【０２２８】
【図１】本発明による装置を構成する主な手段の概略全体図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による巻回マンドレルを示す拡大概略端面図である。
【図３】巻回マンドレル及び関連した押さえローラーの組み合わせによって形成された本発明による巻回手段の概略図である。
【図４】巻回手段の連続した位置を示す図３と同様の概略図である。
【図５】巻回手段の連続した位置を示す図４と同様の概略図である。
【図６】巻回手段の連続した位置を示す図５と同様の概略図である。
【図７】積層アッセンブリの上流に配置された本発明による手段の概略図である。
【図８】積層アッセンブリの下流に且つ巻回モジュールの上流に配置された本発明による手段の概略図である。
【図９】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１０】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１１】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１２】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１３】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１４】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１５】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１６】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１７】本発明と関連して使用された一つの基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。
【図１８】本発明と関連して使用された別の基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。
【図１９】本発明と関連して使用された更に別の基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。
【図２０】フィルムで覆われる前の、マンドレルに供給するための結果として得られた多層構造の断面図である。
【図２１】図面を簡単にするために実際よりも少ない巻回数を示す、本発明による巻回体の概略図である。
【図２２】巻回マンドレル及び関連した押さえローラーを駆動するための本発明による手段の概略図である。
【図２３】電流コレクタを局所的に切断するための手段の概略図である。
【図２４】局所的切断部を含む、結果として得られた電流コレクタの概略図である。
【図２５】このような切断部を含む巻回体の概略図である。
【図２６】このような切断部を展開することによって得られた、電流コレクタを示す概略図である。
【図２７】巻回開始時の、本発明による巻回マンドレル及び関連した押さえローラーの３６０°に亘る完全に一回転についての回転速度の変化を角度位置の関数としてプロットした曲線を示す図である。
【図２８】巻回終了時の、巻回及び押さえローラーの回転速度の変化を角度位置の関数としてプロットした同様の曲線を示す図である。
【図２９】マンドレルの角度の関数としての巻回体の半径の変化、及び前記角度の関数としての補正係数の変化の曲線を示す図である。
【図３０】巻回マンドレルの回転速度の変化を制御するのに使用されるデータの表である。
【図３１】本発明の好ましい実施形態によるカッターブレードの切断縁部の概略図である。
【図３２】本発明によるフィルム除去器の好ましい実施形態の概略図である。
【図３３】本発明による装置の全体ブロックダイヤグラムである。
【図３４】シートのストリップの移動を制御するための従来技術のシステムの概略図である。
【図３５】移動するシートの駆動を本発明に従って制御するための装置の一例の概略概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギ貯蔵アッセンブリの分野に関する。
【０００２】
更に詳細には、本発明は、カソード及びアノードをそれぞれ形成する二つの電極間に電解質が配置された、ポリマー材料を基材とした多層電気化学的アッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、リチウムを基材としたアノードを持つ装置に適用されるが、この装置に限定されない。
【０００４】
本発明は、コンデンサー、大容量コンデンサー及びバッテリーに適用される。
【０００５】
このような電気化学的アッセンブリの例は、ＦＲ−Ａ−２ ７３７ ３３９、ＦＲ−Ａ−２ ７５９ ０８７、ＦＲ−Ａ−２ ７５９ ２１１、ＦＲ−Ａ−２ ８０８ ６２２に記載されている。
【０００６】
このようなアッセンブリは、一般的には、合一され且つ重ねられて積層体を形成する複数の単層シート又は多層シートから形成される。このようにして得られた積層体は、一般的には、円形対称なマンドレルに巻回される。
【０００７】
電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための既知の装置は、一般的には、複数のシート供給リール、これらの供給リールからシートを走行させるための駆動手段、及びシートを重ねて積層体を形成するための手段を含む。
【０００８】
図３４は、シートのストリップの移動を制御するための既知のシステムの一例を示す概略図である。このシステムは、シートが送出される供給リール１、変向ローラー２、ジョッキーローラー３、駆動ローラー４、及びシートのストリップが巻回されるマンドレル５を含む。駆動ローラー４は、ストリップを駆動し、供給リール１からの出口で得られた制御信号に基づいて制御された装置で移動する。ジョッキーローラー３は、シートのストリップに実際上一定の張力が加わるようにシートに力Ｆを及ぼす。
【０００９】
このシステムは、一定の速度で回転するように駆動され且つ停止及び再始動が徐々に行われる円形をなして対称なマンドレル上で巻回体を連続的に製造する方法に特に適している。
【００１０】
本発明者は、折り目又はこれと等価の欠陥が構造に導入されないように最初から全体に平らな多層巻回体の形態のこのような電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造することが特に有利であるということを発見した。
【００１１】
本発明者は、円形対称の巻回体の形態のこのようなアッセンブリを製造し、次いでこれらの巻回体を平らにすると、巻回時に巻回部毎に異なる応力が発生するため、多くの場合、様々な層に折り目やボス等の欠陥が生じ、これらの間の界面が損なわれ、様々な層間で局所的分離が生じ、貯蔵容量が減少するということを発見した。
【００１２】
本発明者は、更に、従来技術と関連したそれらの問題点は、セルを充電池として使用する場合にセルが耐えることができる充電／放電サイクルの数が減少することによってセルの劣化を加速し、場合によってはセルを自己放電させてしまうということを発見した。
【００１３】
平らな巻回体を製造するため、非円形の、例えば楕円形形状のマンドレルを使用できる。
【００１４】
マンドレルは、有利には、実際上一定のシート移動速度が得られるように、一定でない速度で回転するように制御できる。
【００１５】
しかしながら、このようなマンドレルは、その半径が大幅に変化するため、供給リールから来る上流サーボ制御信号に基づいてトルクを制御するのが容易ではない。
【００１６】
更に、エネルギ貯蔵アッセンブリを自動的に製造し、高い処理速度（約６ｍ／分の移動速度）で高い中断頻度（移動が毎分で停止する）で作動するための装置に関し、停止及び始動の頻度のため、図３４におけるように大量の空間を専有するストロークが長い制御手段を使用できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、それにも拘わらず、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを自動的に製造できる装置を提供することである。
【００１８】
かくして、本発明の特定の目的は、巻回マンドレル、詳細には、円形対称でない垂直断面を持つマンドレルの要求時に送出するのに適した、積層シートの移動を制御するためのシステムを提供することである。積層シートは、マンドレルが要求する線速度と対応する速度で供給される。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に関し、この目的は、積層シートを駆動するための駆動手段及び積層シートを巻回するための手段を含む、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、駆動手段は少なくとも一対の駆動手段であって、それぞれ、マスター駆動手段及びスレーブ駆動手段で構成される駆動手段を含み、マスター駆動手段は、積層シートの移動路においてスレーブ駆動手段の下流に配置されており、当該駆動手段は、スレーブ駆動手段をマスター駆動手段に基づいてサーボ制御するための制御手段を更に含む、ことを特徴とする装置によって達成される。
【００２０】
本発明は、更に、このような巻回体を形成する方法を提供する。
【００２１】
本発明のこの他の特徴、目的、及び利点は、非限定的例として与えられた添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下の説明において、「上流」及び「下流」という用語は、装置を通る積層体の移動方向に関して使用され、「上流」という用語は、所与の基準の前に配置されたエレメントを示し、「下流」という用語はその後ろに配置されたエレメントを示す。
【００２３】
添付の図１に示すように、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための本発明による装置は、本質的には、
− 多層構造を供給するための供給手段Ａ、及び
− これらの多層構造を巻回するための巻回手段Ｅを含む。
【００２４】
供給手段Ａは、最初は別々の複数の単層シート又は多層シート９０、９２、及び９４を送出し、これらを積層し、即ち重ねて互いに結合するのに役立つ。供給手段Ａは、更に、最終積層体９６に含まれる様々な層の長さ方向縁部を相対的に正確に位置決めするのに役立つ。
【００２５】
本発明に関して使用される様々な単層シート又は多層シート及び結果として得られた積層体は、以下に更に詳細に定義する機能を持つフレーム９００に対して平行に移動する。
【００２６】
添付の図１に示す装置の特定の実施形態は、６層のスタックで形成されたセルアッセンブリを製造するように設計されている。セルアッセンブリの六つの層には、コレクタ１０（例えばアルミニウム製）、カソード２０（例えばポリオキシエチレン（ＰＯＥ）及びリチウム塩）、電解質層３０、アノード４０（例えばリチウム製）、電解質層５０、及びカソード６０が含まれる。例として、電解質３０及び５０は、ＰＯＥ及びＬｉＶ３Ｏ８及びＶ２Ｏ５を基材とする。アルミニウムコレクタ１０は、好ましくは、例えばチタニウムナイトライド又は何らかの他の材料、例えばグラファイトを基材とする耐蝕性バリアでコーティングしてある。
【００２７】
それにも拘わらず、本発明は、この特定の例に限定されない。
【００２８】
これに関し、供給手段Ａは三つの別々の供給マガジン１００、２００、及び３００を含む。
【００２９】
供給手段１００は、上述のカソード６０及び二つの外保護フィルム８０、８１間に挟まれた電解質層５０を含む４層積層体９０を供給するための手段である（図９参照）。
【００３０】
供給手段２００は、アノードシート４０を供給するための手段である（図１１参照）。
【００３１】
供給手段３００は、電解質３０、カソード２０、及び二つの外保護フィルム８２及び８３間に挟まれたコレクタ１０を含む５層積層体を供給するための手段である（図１３参照）。
【００３２】
好ましくは、これらの供給手段１００、２００、及び３００の各々は、任意の適当な手段によって予め準備した所望の積層体９０、４０、又は９２のリールを含む。これらのリールは、それぞれの回転軸線１０２、２０２、及び３０２を中心として共通のフレーム９００に回転するように設置されている。
【００３３】
当然のことながら、供給マガジン１００、２００、及び３００を形成するリールは、空になったら交換できるようにフレーム９００に取り外し自在に取り付けられている。
【００３４】
三つの供給手段１００、２００、及び３００のそれぞれから来る三つのシート９０、４０、９２を、供給手段１００、２００、及び３００の出口と巻回手段Ｅとの間に配置された積層器モジュールＣで積層し、即ち互いに積み重ねる。
【００３５】
図１では、積層体９０、４０、及び４２を支持するリールは、三つの供給手段１００、２００、及び３００に配置されており、それぞれに参照番号１０４、２０４、及び３０４が付してある。
【００３６】
リール１０４から来る四層積層体は、ローラー１１０、１１２、及び１１４によって積層器モジュールＣに案内される。モジュール１００は、積層されるべき電解質５０の面上に設けられたフィルム８１を除去するように設計されたフィルム除去器アッセンブリ１２０をリール１０４の出口の下流に有する。このフィルム除去器アッセンブリ１２０は、二つの変向ローラー１１２と１１４との間に位置決めされている。
【００３７】
フィルム除去器アッセンブリ１２０からの出口で得られる三層積層体構造５０、６０、８０を図１０に示す。
【００３８】
更に、供給手段１００はフィルム除去器アッセンブリ１２０と積層器モジュールＣとの間にヒーターモジュール１３０を含む。その構造及び機能を以下に更に詳細に説明する。
【００３９】
同様に、リール３０４から来る五層積層体９２は、ローラー３１０、３１２、及び３１４によって積層器モジュールＣに向かって案内される。
【００４０】
モジュール３００は、積層されるべき電解質３０の面上に配置されたフィルム８２を除去するように設計されたフィルム除去器アッセンブリ３２０をリール３０４の出口の下流に備えている。フィルム除去器アッセンブリ３２０は、二つの変向ローラー３１２と３１４との間に位置決めされている。
【００４１】
フィルム除去器アッセンブリ３２０の出口で得られる四層積層構造８３、１０、２０、及び３０を図１４に示す。
【００４２】
更に、供給手段３００は、フィルム除去器アッセンブリ３２０と積層器モジュールＣとの間にヒーターモジュール３３０を含む。その構造及び機能を以下に更に詳細に説明する。
【００４３】
好ましくはリチウムを基材としたアノードシートを供給するための供給手段２００は、それぞれのフィルム８４及び８５を供給するための二つの供給ローラー２４０及び２５０を含む。
【００４４】
フィルム８４及び８５及びアノードシート４０は、ローラー２１０、２１２によって主アプリケーターアッセンブリ２６０に案内される。このアッセンブリ２６０の機能は、供給リール２０４、２４０、及び２５０のそれぞれから来る、最初は別々のこれらのシートを合一し、二つのフィルム８４及び８５の間にアノード層４０を挟んだシート形態にすることである。
【００４５】
アノード４０の両側に二つのフィルム８４及び８５を備えた積層体を図１２に示す。
【００４６】
アプリケーターアッセンブリ２６０は、好ましくは、それぞれの平行な軸線を中心として回転するように取り付けられたピンチローラー２６２及び２６４によって構成され、これらのローラー間を移動する上述の三つのシート８４、４０、及び８５を受け取る。好ましくは、一方のローラー２６２の回転軸線が固定位置にあるのに対し、これと向き合って配置された第２ローラー２６４は押さえローラーとして作用し、最初に言及したローラー２６２に、制御された力レベルで、例えばばねブレード２６３等の弾性手段によって押し付けられるように移動される。
【００４７】
更に、二つのローラー２６２及び２６４のうちの一方がモータ駆動式である。下流で行われるプロセスと同期して、積層体８４、４０、８５を牽引状態で駆動する態様と積層体を制動する態様との間で切り換えられるように制御される。これに関し、ローラー２６２及び２６４はサーボ制御式であり、下流のプロセス手段に従属する。
【００４８】
適当である場合には、二つのローラー２６２及び２６４を離すことができるように及びかくして積層体８４、４０、及び８５をこれらのローラー間に容易に配置できるように、二つのローラー２６２及び２６４のうちの少なくとも一方を引っ込め式の、例えばアクチュエータにより制御される器具に取り付ける。
【００４９】
供給手段２００は、アッセンブリ層４０を横方向に切断するための分断モジュール２７０をアプリケーターアッセンブリ３６０の下流に備えている。
【００５０】
この目的のため、分断モジュール２７０は、ハンマー・アンビルシステム２７２及び２７４を含み、これらは、積層体８４、４０、及び８５の移動路の両側にそれぞれ配置されている。ハンマー２７２は、保護フィルム８４及び８５を通して横方向に且つ線型に打ち付けることによって作動する。
【００５１】
ハンマー２７２及びアンビル２７４のうちの少なくとも一方、及び好ましくはハンマー２７２はストライカ縁部を有する。
【００５２】
ハンマー２７２は順次押圧されてアンビル２７４に打ち付けられ、初期アノードシート４０に下流長さを提供する。この長さは巻取ろうとする長さと対応する。ハンマー２７２は、アノード４０が二枚のフィルム８４及び８５間に挟まれた積層体に作用を及ぼすことが観察される。それにも拘わらず、フィルム８４及び８５は、フィルム８４又は８５が切れないように、ハンマー２７２の衝突に耐えるのに適した材料で形成されている。
【００５３】
分断モジュール２７０からの出口のところで、フィルム除去手段２２０、２２５によって二枚のフィルム８４及び８５を図１２に示す上述の積層体から除去する。適当である場合には、フィルム除去手段２２０、２２５は、ハンマー２７２及びアンビル２７４自体によって形成されていてもよい。
【００５４】
モジュール２７０によって画成された破断線の前方に配置されたアノードセグメント４０は、下流に配置された駆動手段によって駆動され、前記アノードセグメント４０自体が、一方の側の二つのシート５０、６０、８０と他方の側の積層器モジュールＣとの間に積層する。
【００５５】
破断線の上流に配置されたアノードシート４０のセグメントは、フィルム８４及び８５によって同伴される。これは、上文中に言及したように、これらのフィルムがモジュール２７０で切断されないためである。
【００５６】
この点で、フィルム８０、８１、８２、８３、８４、及び８５は、積層体の外側面が外側環境で汚染されることがないようにし、積層体が様々なローラーにくっつかないようにするのに役立つばかりでなく、関連した積層体の駆動に寄与するということが観察されなければならない。
【００５７】
フィルム８０、８１、８２、８３、８４、及び８５は、有利には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、等を基材とする。
【００５８】
これらは、除去されるときにシート及びローラーの両方が汚損しないようにするため、関連したシートがその経路上でローラー上を剥き出しのまま移動することがないように、経路のできるだけ下流で除去される。
【００５９】
更に、アノード繰出し器２０４と関連した二つのフィルム繰出し器２４０、２５０は実質的に隣接しており、繰出し器２４０から来るフィルム８４がアノードロール２０４に大きな巻回円弧（張力を加えるため）に亘って（代表的には９０°以上、好ましくは２７０°以下）巻き付くということが観察されなければならない。これは、この壊れやすいシートに対して良好な保護を提供し、適切な機械的駆動を保証するためである。
【００６０】
アノード２０４の周囲のフィルム８４のこの巻回円弧を図７で角度βで表す。この角度は、繰出し器２４０に存在するシートの外巻回部の半径の関数として変化する。
【００６１】
第１に、フィルム８４及び８５に、及び従って、破断線の上流に配置されたアノードセグメント４０に加えられた駆動力を、第２に、フィルム８０及び８３に、及び従って、前記破断線の下流に配置されたアノードセグメントに加えられた駆動力を順次制御する。これは、好ましくは、破断が行われた後、二つの上述のセグメント間に例えば約２０ｍｍの隙間を画成するように行われる。更に詳細には、工具２７２の打ち付けをピンチローラー２６２、２６４と同期させ、積層体が同じ速度で下流に移動し続けるとき、リチウム４０の移動を中断させるようにブレーキとして停止する。
【００６２】
アノード層４０を予め破断することによって、最終積層体を形成する全ての層を下流で同時に切断する必要をなくす。このような作業には、これらの層の全てが互いに潰れ、アノード４０、カソード２０及び６０、及びコレクタ１０の間を短絡させる危険がある。
【００６３】
上述のステーション１２０、２２０、２２５、及び３２０で好ましくはフィルム除去器によってフィルムを除去する際にフィルムと隣接した界面が特に引き裂きによって損傷しないようにするため、フィルムの除去は図３２に概略に示すスクレーパシステム２３０を使用して行われる。このシステムは、対応するフィルムに対して接線方向に配置されており、フィルムをいきなり少なくとも６０°（図３２参照）逸らし、フィルムを小さな曲率半径（代表的には０．０５ｍｍに近い半径）でフィルム自体にほぼ１８０°折り戻すことによってフィルムを引き剥がすように、鋭く磨き上げた縁部２３２を備えている。スクレーパ２３０は、フィルムを搬送するシートの上流の移動平面に近い鈍角の縁部２３２を持つ定置のブレードによって構成されている。縁部２３２は、シートの移動に対して下流に差し向けられた凸状の側部を有する。本発明者は、この方法で引き剥がしを行うことにより、積層体の隣接した表面を保存できるが、予め注意を払わずにフィルムが裂けると、通常、損傷が及ぼされるということがわかった。上述のスクレーパ２３０により、機能シートと保護フィルムとの間の剪断効果によってフィルムを剥がすことができる。スクレーパ２３０の縁部２３２の周囲で保護フィルムを引っ張ることによって、保護フィルム層の外側湾曲を延長し、これによって前記層に接線方向力を局所的に発生し、フィルムを微小に延ばし、フィルム層と機能シートとの間にスリップ効果を生じ、かくして何らかの粒子が機能シートから遠ざかる方向で裂けないようにする。
【００６４】
好ましくは、装置は、フィルムがスクレーパ２３０の鈍角の縁部２３２上で変向されるときに保護フィルムに及ぼされる牽引力を調節するための手段を含む。
【００６５】
図１では、フィルム除去器アッセンブリ１２０及び３２０のスクレーパシステムには参照番号１２２及び３２２が付してある。ステーション１２０、３２０、２２０、及び２２５のところで除去されたフィルム８１、８２、８４、及び８５は、それぞれのローラー１２４、２２４、２２９、及び３２４に差し向けられる。この目的のため、フィルム８４はローラー２２１及び２２２によって案内され、フィルム８５はローラー２２６によって案内される。
【００６６】
加熱手段１３０及び３３０の機能は、電解質５０及び３０が積層器アッセンブリＣのアノード層４０と接触する前に、これらの電解質の外側界面の温度を制御された温度まで上昇することにより、これに続いて行われる電解質５０及び３０とアノード４０との間の良好な接着を保証することである。これらの加熱手段１３０、３３０は、好ましくは、温度の上昇及び低下を迅速に行うことができる、調節された高温空気ループ内で強制的に循環させることによって、高温空気を上述の界面に吹きつけるのに適したオーブンによって形成される。代表的には、加熱手段１３０及び３３０は、サーモスタットで制御された温度、例えば６０℃±１℃の圧縮空気を電解質５０及び３０の界面に拡散させるように設計されている。
【００６７】
更に詳細には、本発明による装置は、全体として、巻回モジュールＥから上流の供給フィルムの移動を中断し、各巻回作業後に積層体を切断して除去でき、積層体をこれに続いて再係合できる順次工程を含み、オーブン１３０及び３３０は、好ましくは、順次制御される。換言すると、オーブン内に次いで配置される積層体の部分の過剰な温度上昇を回避するため、オーブン１３０及び３３０内での高温空気の拡散を、積層体が移動を停止する度毎に周期的に中断する。これらのシートセグメントを熱に当て過ぎると、最終積層体の品質を損なってしまう。
【００６８】
更に、停止段階中にオーブン内に動かないように保持されたシートセグメントの温度が時期を失っして上昇することがないようにするため、加熱手段１３０、３３０は、低温の圧縮空気をシートに順次吹きつけるのに適した手段が設けられていてもよい。これらの手段は、代表的には、オーブン内の温度を約４０℃の値にするようになっている。
【００６９】
オーブン１３０及び３３０は、好ましくは、ループ状回路として形成されている。添付図面では、多層シート１３４及び３３４が通過するオーブンのセグメントに参照番号１３２及び３３２が付してあり、高温の及び低温の空気を順次吹き付けるためのファンが設けられている。加熱を行う目的のため、好ましくは、多数の剥き出しの導線が構成するヒーターエレメントがファン１３４及び３３４の出口に面して配置されている。
【００７０】
図１において、参照符号ＩＸ、Ｘ、ＸＩ、ＸＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＶ、ＸＶ、及びＸＶＩは、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、及び図１６のそれぞれに示す様々な積層体についての装置の経路のそれぞれの位置を示す。様々な層間の望ましからぬ電気的接触を回避するため、アッセンブリＣが送出する積層体を形成する様々な層１０、２０、３０、４０、５０、及び６０の長さ方向側縁部の相対位置を制御することが重要である。
【００７１】
図１７は、フィルム除去器ステーション１２０の下流のフィルム８０、カソード６０、及び電解質５０の長さ方向縁部の相対位置を示す。カソード６０の幅が電解質５０の幅よりも小さく、電解質５０がカソード６０の両側で突出しているのに対し、フィルム８０は電解質５０よりも広幅であり、その両側に突出しているということが観察されよう。
【００７２】
図１８は、フィルム８４及び８５及びアノード４０の長さ方向縁部の相対的位置を示す。アノード４０の幅は、同幅の二つのフィルム８４及び８５よりも狭幅であり、フィルム８４及び８５がアノード４０の両側に突出している。
【００７３】
図１９は、フィルム８３、コレクタ１０、カソード２０、及び電解質３０の相対的位置を示す。カソード２０はコレクタ１０よりも狭幅であり、カソード２０の第１縁部がコレクタ１０の第１縁部と面一であり、電解質３０がカソード２０よりも広幅であり、カソードの両側から突出しており、電解質３０がカソード２０及びコレクタ１０の第１縁部に対して突出しているが、電解質３０の第２縁部がコレクタ１０からセットバックしており、フィルム８３の第１縁部は電解質３０の第１縁部に対して突出しているが、第２縁部が電解質３０の第２縁部と面一である。
【００７４】
最後に、図２０は、積層器モジュールＣからの出口でのフィルム８０、カソード６０、電解質５０、アノード４０、電解質３０、カソード２０、コレクタ１０、及びフィルム８３の相対的位置を示す。
【００７５】
電解質５０及び３０の縁部は重なっており、アノード４０の縁部は、コレクタ１０の出側で電解質５０及び３０からセットバックされており、アノード４０の反対側は電解質３０及び５０を越えて突出している。
【００７６】
図１の参照符号ＸＶＩＩ、ＸＶＩＩＩ、ＸＩＸ、及びＸＸは、図１７、図１８、図１９、及び図２０のそれぞれに示す積層体の位置を示す。
【００７７】
図１７及び図１８に示す層の相対的位置は、供給リール１０４及び３０４の準備時に得られる。図１９に示す相対的位置は、モジュール２６０でフィルムを除去することによって得られる。図２０に示す相対的位置は、積層器モジュールＣで得られる。
【００７８】
アノード層４０と図１７及び図１９に示す二つのサブアッセンブリとの間で必要とされる相対的位置（これは、「相対的整合」と呼んでもよい）を定義するため、好ましくは、それぞれの積層体の積層器アッセンブリＣの上流での長さ方向縁部の位置を検出するのに適した手段、並びに所望の相対的位置を得るために積層体を積層器モジュールＣの上流の共通の基準位置に対して移動するのに適した手段が設けられている。これらの変位手段は、好ましくは、供給手段１００、２００、及び３００に作用する。この目的のため、供給手段１００、２００、及び３００の各々は、好ましくは、装置全体の支持フレーム９００に対して制御された態様で移動させることができる個々のプレートに取り付けられている。更に詳細には、これらのプレートの各々は、好ましくは、それぞれの軸線１０１、２０１、又は３０１を中心として枢動するように取り付けられており、制御変位手段が関連している。
【００７９】
積層体の縁部の位置を検出するための手段は、好ましくは、超音波手段によって、又は光学的手段によって形成され、適切な場合には赤外線手段又はレーザー手段によって形成され、この検出手段は、積層体の移動路の両側にそれぞれ配置された送信機及び受信機を支持する二叉フォークに配置されている。
【００８０】
図１では、手段１００から来る積層体と関連したこのような検出器手段の一つに参照番号１４０が付してあり、手段２６０から来る積層体と関連した等価の検出器手段に参照番号２８０が付してあり、手段３００から来る積層体と関連した等価の検出器手段に参照番号３４０が付してある。検出器手段１４０はローラー１１４とオーブン１３０との間に配置されており、検出器手段３４０はローラー３１４とオーブン３３０との間に配置されている。検出器手段２８０は主積層器モジュール２６０と積層器モジュールＣとの間に配置されている。
【００８１】
上述の変位手段は、空気圧アクチュエータ又は任意の等価の手段に基づいているのがよい。
【００８２】
好ましくは、上述のプレートの各々は、装置が振動しないようにするため、上述の共通フレーム９００に載せるのに適したダンパー手段を支持する。非限定的例として、ダンパー手段は、吸引カップによって形成されていてもよい。
【００８３】
上述の枢軸１０１、２０１、及び３０１は、好ましくは、プレート９００と平行である。これらの軸線は、繰出し器１０４、２０４、３０４の中心を通り（これらの回転軸線１０２、２０２、３０２を通り）、繰出し器に配置されたリールの幅の中心平面に置かれる。これらの軸線は、更に、ローラー１１４、２６２、及び３１４によって決定されるように、積層器アッセンブリＣの直ぐ上流に配置されたそれぞれの関連した多層シートセグメントと平行である。
【００８４】
これに関し、積層器モジュールＣの上流に配置された、ローラー２６２によって案内されるアノードシートセグメント４０は、実質的に、積層器モジュールの上流の繰出し器１０４及び３０４からローラー１１４及び３１４によって案内されてそれぞれ来る積層体セグメント９０及び９２が形成する角度の二等分線上に配置されるということが観察されなければならない。更に正確には、積層器モジュールの上流で、積層体９０及び９２は互いの間に約１５０°の角度を形成し、これらの二等分線上に配置されたアノードシート４０は、これらの二つの積層体９０及び９２の各々に対して実質的に７５°のところに配置される。
【００８５】
同様に、好ましくは、積層器モジュールＣの上流のアノード４０は、実質的に、フィルム除去器２２０及び２２５から下流に配置されたフィルムセグメント８４及び８５の二等分線上に配置され、これらのフィルムセグメント８４及び８５自体が約６０°の角度を形成する。
【００８６】
変向ローラー１１０、１１２、１１４、２２１、２２２、２２６、３１０、３１２、及び３１４により、供給装置１０４、２０４、及び３０４を互いから大きく離して配置することができ、積層器モジュールＣの上流で対応する積層体セグメントを互いに近づけることができ、積層器モジュールのところでこれらの間で形成される角度は１８０°以下である。
【００８７】
基本的積層体を相対的に位置決めするための上述の手段は、最終製品における満足のいく電気的接続を保証し、詳細には、突出した電解質による短絡からカソードを保護するばかりでなく、積層体の幅における作動時の有効領域を最適にし、即ちできるだけ小さくするということが観察されなければならない。
【００８８】
様々なフィルム除去器アッセンブリの受け取りローラー１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２は、好ましくは、モータ駆動式巻回器を含む。
【００８９】
同様に、繰出し器１０４、２０４、及び３０４は、好ましくはモータ駆動式であり、牽引力を制御するように設定されており、多層シートに作用する牽引力を一定のままにする。セルを再現性を以て製造するため、シートに作用する牽引力を一定に維持することが非常に重要である。
【００９０】
かくして、繰出し器１０４、２０４、及び３０４と関連したモータは、積層体の巻回の開始時に駆動され、次いで積層体の駆動が下流の手段によって引き継がれた後に制動されるように交互に制御される。
【００９１】
これに関し、特に、様々な繰出し器１０４、２０４、３０４及びフィルム除去器１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２のモータが、プログラム中央ユニットによって、繰り出されるシートの直径の変化及び巻取られるフィルムの直径の変化を考慮して適切に変化させる必要がある駆動力及び制動力のそれぞれを確保するように制御されるということが観察されなければならない。
【００９２】
これらの直径は、処理が行われた積層体及びフィルムのそれぞれの長さに基づいて中央ユニットが計算するか或いは、関連した繰出し器及び巻回器１０４、２０４、３０４、１２４、２２４、２２９、３２４、５２０、及び５２２の各々にそれぞれ装着された超音波センサ等の適当なセンサを使用して計測できるかのいずれかである。
【００９３】
積層器アッセンブリＣは、好ましくは、平行な軸線を中心として回転するように取り付けられた二つのピンチローラー４００及び４１０を有し、重ねられた層によって形成されたスタックがこれらのピンチローラー間に通される。重ねられた層は、フィルム８０、カソード６０、電解質５０、アノード４０、電解質３０、カソード２０、コレクタ１０、及びフィルム８３を含む。
【００９４】
二つのピンチローラー４００及び４１０は、制御された量の力で互いに向かって押圧されている。従って、これらのピンチローラーは、これらのローラー４００及び４１０間に搬送されたシートに制御された圧力を及ぼす。この目的のため、ローラー４００の回転軸線は好ましくは定置であり、この際、ローラー４１０の回転軸線は、例えばばねブレード４１２等の弾性部材によって、制御された量の力で上述のローラー４００に向かって押し付けられた機器に取り付けられている。好ましくは、ローラー４１０もまた、このローラー４１０の係合を解除し、積層体を所定の場所に置くのを容易にする指令に作用するため、駆動手段、例えばアクチュエータによって制御された引込み式の機器に取り付けられている。 かくして、積層器アッセンブリＣからの出口のところで、図１５及び図２０に示すスタックが得られる。
【００９５】
適当である場合には、積層ローラー４００及び４１０は、更に、ヒーターローラーであってもよい。代表的には、これらのローラーの直径は２０ｍｍ以下である。
【００９６】
本発明による装置は、更に、積層器モジュールＣと巻回モジュールＥとの間に、多数の機能を持つアッセンブリ５００を含む。詳細には、アッセンブリの機能には以下の機能が含まれる。即ち、
１）モジュール５１０において、積層体の送出速度（長さ方向）を制御する機能、
２）モジュール５２０において、コレクタ１０を局所的に長さ方向に切断する機能、
３）モジュール５３０において、巻回の開始時に積層体を駆動し、マンドレル６１０によって牽引力が加わった後、同じ積層体を制動する機能、
４）モジュール５４０において、フィルム８０、８３を除去する機能、
５）モジュール５５０において、所望の巻回と対応する長さの通過後、機能的スタックの層１０乃至６０を切断する機能、及び
６）モジュール５６０において、巻回作業の終了時に、結果として得られたスタックの外側面を加熱する機能が含まれる。
【００９７】
検出器装置５１０は、巻回器Ｅが供給を一定の速度で行うように、積層体がローラー４００、４１０上で微小に滑ることにより失われた同期に対する補正を制御するのに役立つ。
【００９８】
非限定的例として、このような検出器装置５１０は、空気圧アクチュエータ又は任意の等価の手段によって、移動している積層体に当接するように押圧された枢動レバー５１４に取り付けられており且つ絶対エンコーダ５１６と関連した同期ローラー５１２によって形成できる。
【００９９】
積層体は、積層体の移動路の上流に配置されたローラー５１８によってローラー５１２に押し付けられる。
【０１００】
カッターモジュール５２０は、コレクタ１０の縁部に割れ目を長さ方向に線型に順次形成するように設計されている。添付図面において、結果として切断されたセグメントに参照番号５２１が付してある。各セグメント５２１の長さＬ１は実質的に等しいけれども、この長さは、マンドレル６１０の巻回周囲の半分よりも僅かに小さい。この装置５２０の作動は、全ての割れ目５２１が、最終的な巻回されたセルの同じ面で重なるように制御される。換言すると、これらの割れ目５２１は、マンドレル６１０上で行われる各巻付けの長さと等しいピッチＰ１で形成される。この長さは、マンドレル６１０上に積み重ねられた厚さのため、増大するように変化する。割れ目５２１のピッチもまた、好ましくは、変化できる。
【０１０１】
添付の図２６に概略に示すように、最終賦形ステーション７００において、上述の切れ目５２１の軸線方向端部とコレクタ１０の隣接した自由縁部との間で横方向セグメント５２２を切断し、次いで、コレクタ１０にこのようにして形成された外側ストリップ５２３を巻回したセルの外側に向かって展開し、電流集中装置へのコネクタとして役立つ。図２６では、このようにして展開されたコレクタストリップ１０の部分に参照番号５２５が付してある。
【０１０２】
割れ目形成装置即ちスプリッター装置５２０は、好ましくは、「空気切断」型の装置である。コレクタ１０を局所的に、且つ積層体に対して支持を提供する二つのローラー５２６及び５２８間で順次分断するようになった往復スプリッターブレード５２４を含む。図２３では、ブレード５２４の枢動を両頭矢印５２９で示す。
【０１０３】
駆動モジュール５３０は、好ましくは二つのピンチローラー５３２及び５３４を含む。図１５及び図２０に示す積層体全体をこれらのローラー間に通す。これらの二つのローラー５３２及び５３４は、それぞれのモータと関連している。積層体の前端がマンドレル６１０に向かって取り出されるとき、ローラー５３２及び５３４は駆動モードで作動するように制御される。これとは対照的に、積層体の前端がマンドレル６１０によってひとたび保持されると、駆動を提供するのはマンドレルであり、ローラー５３２及び５３４のそれぞれのモータは、制動を提供するように制御される。これにより、積層体がマンドレル６１０にぴったりと押し付けられることが保証される。これらの二つのピンチローラー５３２及び５３４は、巻回マンドレル６１０の上流でこのマンドレルと近接して配置されている。
【０１０４】
ピンチローラー４００及び４１０に対する駆動は、スレーブローラーとして作用するローラー４００及び４１０に対してマスターローラーとして作用するピンチローラー５３２及び５３４への駆動に基づいてサーボ制御される。
【０１０５】
ローラー５３２及び５３４の間を通過する積層体にこれらのローラー５３２及び５３４が制御されたレベルのピンチ力を及ぼすように、これらのローラー５３２、５３４のうちの少なくとも一方が力伝達手段と関連している。
【０１０６】
積層体をローラー５３２及び５３４の間に容易に挿入するため、これらのローラー５３２、５３４のうちの少なくとも一方、例えばローラー５３４が、アクチュエータ５３６によって制御される、好ましくは引込み式の機器５３５に取り付けられている。
【０１０７】
モジュール５４０では、上文中に説明したスクレーパ１２２及び３２２と同様のスクレーパ５４１及び５４３を使用してフィルム８０及び８３を除去する。除去した後、これらのフィルム８０及び８３はローラー５４２及び５４４を介して巻回ローラー５４６及び５４８に差し向けられる。これらのローラーは、上文中に説明した方法でモータによって駆動される。
【０１０８】
積層体の六つの層１０、２０、３０、４０、５０、及び６０を含む結果として得られたスタックを、モジュール５５０のフィルム除去器スクレーパ５４１及び５４３から直ぐ下流で任意の適当な手段を使用して横方向に切断する。
【０１０９】
カッター手段５５０は、好ましくは、二つの対称な傾斜を持つ凸状のリッジによって形成された鋭い縁部５５４を持つブレード５５２を含み（図３１参照）、切断が必要な場合にはいつでも、短いストロークに亘って迅速に移動するように駆動される。
【０１１０】
カッターブレード５５２の変位は、好ましくはアクチュエータによって構成される手段５５６によって制御される。更に、カッターブレード５５２は、積層体を所定の位置に置き易くするように、又は必要な任意の他の保守介入を容易にするようにカッターブレードを必要に応じて引っ込めることができるようにするため、好ましくは、特定の変位手段、例えば第２アクチュエータ５５８によって制御される引込み式の機器に配置される。
【０１１１】
変形例では、これらのカッター手段は、参照番号２７２及び２７４で上文中に説明したのと同様のハンマー・アンビルシステムによって形成できる。
【０１１２】
切断は、ストライカーステーション５７２／５７４でリチウムアノード層４０に形成された隙間の中間を通って実質的に延びるカッター手段５５２によって行われる。かくして、図２１でわかるように、アノード層４０は、巻回体を構成する他の層から、巻回体の前端及び後端の両方でセットバックしている。
【０１１３】
更に、図２１でわかるように、完成した巻回体Ｅｎの二つの軸線方向端部Ｅｉ及びＥｅは、好ましくは、重ならない。換言すると、巻回体の外端Ｅｅは、内端Ｅｉに至る前に中断する。これは、この領域で厚くなり過ぎないようにするためである。かくして、平らにした完成した巻回体は、全体の厚さがその全長に亘って同じである。
【０１１４】
スタックの端面を、モジュール５６０の任意の適当な手段によって、例えばファンによって駆動された高温空気を吹き付けることによって、又はヒーターローラー上を通過させることによって加熱する。
【０１１５】
この加熱は、好ましくは、カッター装置５５０の直ぐ下流に配置された高温空気を吹き付けるための引込み式のバー５６２によって行われ、積層体の横断ストリップを加熱し、巻回の最後にヒートシールを行うための準備を行う。
【０１１６】
本発明による巻回手段Ｅを以下に説明する。
【０１１７】
これらの手段は、主として、軸線６１１を中心として回転するように取り付けられたマンドレル６１０を含む。
【０１１８】
マンドレル６１０は、その回転軸線６１１に対して横方向に円形対称でない垂直断面を有する。マンドレルは実質的に平らである。紡錘形に幾分近似したテーパ状の断面形状を有する。代表的には、その垂直断面の長軸と短軸との間の比は３以上であり、好ましくは５以上であり、最も有利には１０以上である。有利には、その垂直断面は全体に楕円形である。
【０１１９】
更に詳細には、マンドレル６１０の外包囲体は、好ましくは、円形円筒形の二つの凸状セクタによって画成される。これらのセクタは同じ半径（図２のＲ１）を有するが、遠く離れた平行な軸線を有し、更に、マンドレルの垂直断面を画成するこの外輪郭は、半径が小さい丸味のある端部６１５及び６１６を有する。
【０１２０】
マンドレル６１０の長さ（その回転軸線６１１と平行な長さ）は、巻回のため、積層体の幅よりも大きい。
【０１２１】
更に詳細には、及び好ましくは、マンドレル６１０は、二つの対称であり且つ相補的な二つのジョー６１２及び６１４で形成されている。これらの二つのジョー６１２及び６１４間の界面、即ち巻回位置でのこれらのジョーの互いの支承面、即ち添付図面で参照番号６１３を付した面は、好ましくは平らであり、マンドレルの二つの湾曲した外輪郭表面を、外輪郭の楕円のテーパ端から所定距離のところで相互連結する。
【０１２２】
非限定的例として、二つの接触するジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０の長軸は約１２ｃｍであり、二つの接触するジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０の短軸は約９ｃｍ乃至１０ｃｍであり、二つのジョー６１２と６１４との間の界面６１３と対応する斜行平面と紡錘形状の長軸との間に形成された角度は、代表的には約２．５°であり、紡錘形状は、その長軸の端部６１５、６１６が約０．１５ｍｍの半径を持つ円弧で終端し、マンドレルの主円筒形表面の中心間距離はそれらの半径Ｒ１の６倍以上である。
【０１２３】
二つのジョー６１２及び６１４は、積層されたスタック１０乃至６０の前端を巻付けを行うために挿入できるように二つのジョー６１２と６１４が間隔が隔てられた第１位置と、二つのジョーが接触し、上述の積層スタックを巻回することができる第２位置との間でこれらのジョーを互いに対して移動させるようになった駆動手段、例えば液圧アクチュエータ又はその等価物と関連している。
【０１２４】
協働する二つのジョー６１２及び６１４によって形成されたマンドレル６１０は、それ自体がその軸線６１１を中心として一定でない速度で以下に説明するように回転する。
【０１２５】
マンドレル６１０は、押さえローラー６２０と関連している。
【０１２６】
このローラーは、その軸線６２２を中心として自由に回転するように回転アーム６２４の端部に取り付けられている。
【０１２７】
アーム６２４は、軸線６２２からオフセットされた軸線６２５を中心として回転駆動され、ローラー６２０がマンドレル６１０の各面上を、更に詳細には巻回される積層スタック１０乃至６０上を連続して転動し、これを規則的に押し付け且つスタックに折り目が形成されないように、マンドレル６１０の２倍の速度で駆動される。アーム６２４は、好ましくは、マンドレル６１０の回転によって速度比２で機械的に駆動される。
【０１２８】
マンドレル６１０及びアーム６２４は同じ回転方向に回転される。
【０１２９】
マンドレル６１０及びローラー６２０の変位の動力学を添付の図３乃至図６に概略に示す。
【０１３０】
非限定的例として、及び図２２に示すように、マンドレル６１０及びアーム６２４は、モータ６４２と関連した共通のベルト６４０によって、前記共通のベルト６４０と係合したそれぞれのスプロケットホイール６１８及び６２８を介して駆動されてもよい。アーム６２４が２倍の速度で回転するようにするため、アームと関連したスプロケットホイール６２８の駆動比は、マンドレル６１０と関連したスプロケットホイール６１８の半分である。即ち、代表的には、その周囲が他のローラーの半分である。
【０１３１】
装置は、好ましくは、高温空気吹き付けノズル５６２と向き合ったローラー５７０をカッターブレード５５２の下流に更に含むということが観察されなければならない。
【０１３２】
このローラー５７０は、マンドレル６１０に巻回される前に形成された積層体に対して最終案内を提供する。
【０１３３】
積層体が押し付けられるローラー５７０の生成ラインは、上流ローラー５３４の生成ライン及びマンドレル６１０の生成・ラインが画成する平面内にある。マンドレル６１０の生成ラインは、その短軸と対応する（マンドレルが図５に示すようにその長軸を上述の平面と平行にして配置された場合にこの生成ラインに積層体が押し付けられる）。
【０１３４】
マンドレル６１０、アーム６２４、及び押さえローラー６２２が組み合わさって形成されたアッセンブリは、スライダー６３０に取り付けられている。所望の長さのスタックがマンドレル６１０に巻回された後、結果として得られた巻回体の取り外しを容易にするため、モジュール５００と近接した図１に示す巻回位置とモジュール５００から離れた送出位置との間でこのアッセンブリを並進移動するのに適した駆動手段がこのスライダー自体と関連している。
【０１３５】
上述のスライダー６３０は、供給ピンチローラー５３２及び５３４と近接した追加の一時的初期位置に移動することもできる。この際、これらのピンチローラーは、巻回の開始時に積層体の前端を保持するために駆動ローラーとして作用する。ひとたび積層体を掴むと、スライダー６３０は、好ましくは、巻回を適正に行うためにピンチローラー５３２及び５３４から遠ざかる方向に移動する。
【０１３６】
巻回を完了し、巻回した積層体の外終端部がひらひらしないようにするため、マンドレル６１０は、好ましくは、巻回した積層体が分断され且つ前記積層体が完全に巻回された後、完全に３６０°に亘って回転するように駆動され、この際、押さえローラー６２０は、手段５６０によって行われた上述の予熱によって巻回体の最終巻回部の結合を完了するため、この追加の回転中、巻回体に押し付けられた状態に維持される。適当である場合には、この加熱は、巻回ステーションＥに吹き付けられた高温の空気によって行ってもよい。
【０１３７】
これにより、巻回体の終端部を接着剤を提供する必要なしに接着的に結合する。
【０１３８】
図８に示すように、装置は、ローラー５７０とマンドレル６１０との間に引込み式の追加の押さえローラー５８０が更に配置されていてもよいということが観察されなければならない。このようなローラー５８０の機能は、切断時に積層体を動かないように保持し、ストリップの端部をマンドレル６１０に押し付けることができるようにすることである。ローラー５８０は、好ましくは、アクチュエータ５８６によって制御される揺動機器５８４にストリングブレード５８２を介して連結される。
【０１３９】
積層体をマンドレル６１０に巻回するとき、ローラー５８０は図８に示す位置に配置され、この位置では、移動する積層体が辿る経路から離れており、マンドレル６１０から離れている。巻回の終了時に、積層体を切断した後、上述の揺動機器及び関連したローラー５８０を移動し、このローラー５８０を、ローラー６２０が当接した面とは反対側のローラー６１０の面に押し付ける。
【０１４０】
マンドレル６１０が楕円形形状であるために全体に平らな形状で得られたこの巻回体を、次いで、マンドレル６１０から取り外し、ロボット又は任意の適当な等価の手段によって押さえステーション７００に取り出し、結果として得られた各巻回体を更に平らにする。
【０１４１】
このようなロボットは、マンドレル６１０に巻回された電気エネルギ貯蔵セルを保持し、セルをマンドレルから抜き、様々な回転移動及び並進移動を行ってセルを押さえステーション７００に置くためのクランプを持つ空気圧ロボットによって構成されていてもよい。
【０１４２】
本質的には、押さえステーションは、例えばセルを最終的に平坦化するための押さえアクチュエータ７１０によって形成されたプレスを含む。このプレスは、好ましくは、完成したセルについて、次のセルが巻回されるのと平行して作動する。
【０１４３】
結果として得られた巻回体の取り出しを容易にするため、装置は、マンドレルの長軸の長さを変化させるように、及びかくして巻回体をマンドレル６１０に対して僅かに「緩め」、第１巻回部を外し、即ち前端を掴んだ状態を解放するように、マンドレル６１０を形成する二つのジョー６１２及び７１４の間に界面６１３と平行な方向に相対的往復動を与えるように、巻回の終了時の限られた順序中に作用するのに適した手段を含んでもよい。
【０１４４】
各巻回体は、次いで、所望の直列及び／又は並列形体で接続するのに必要な次の工程を行うためのマガジンに差し向けられる。このようなマガジン及び必要な直列及び／又は並列接続を行うための手段は、以下に詳細に説明しない。
【０１４５】
上述のように、本発明の有利な特徴によれば、マンドレル６１０が供給する積層スタックの線型移動速度が一定であるように制御される一定でない角速度でマンドレル６１０を回転させる。
【０１４６】
本発明は、この特徴によって、積層体に一定の牽引力が作用するようにでき、及び従って、積層体は、皺等の欠陥を生じることなくマンドレル６１０に良好に巻回される。
【０１４７】
更に、積層体が一定の速度で移動するため、ストリップの加速や減速を吸収するための中間マガジンを巻回モジュールＥの上流に設ける必要がない。これにより、装置全体を占有容積が小さいコンパクトな形態にできる。
【０１４８】
図２７では、太線が巻回の開始時のマンドレル６１０の速度変化の曲線をプロットする。
【０１４９】
同じ図２７で細線は押さえローラー６２０を支持するアーム６２４の速度変化の曲線を示す。
【０１５０】
図２７において、マンドレル６１０及び押さえローラー６２０の相対位置が横軸の下に示してあるということが観察されるべきである。
【０１５１】
更に詳細には、マンドレル６１０上に積み重ねられる積層体の厚さが増大することによる巻回体の半径の変化を、積層体が一定の線速度で移動することが保証されるように斟酌するため、マンドレル６１０の角回転速度を巻回中に補正する。
【０１５２】
かくして、図２８では、５．５ｍｍの厚さの積層体（例えば、巻回体の１９巻回分）を支持する場合のマンドレル６１０の速度変化の曲線を太線がプロットし、ローラー６２０の速度の変化についての対応する曲線を細線がプロットする。
【０１５３】
図２７及び図２８の両方の横軸の下の参照符号ＰＡは、押さえローラー６２０がマンドレル６１０に押し付けられる角度範囲を示す。
【０１５４】
図２７及び図２８を検討すると、マンドレル６１０の回転速度及び押さえローラー６２０を支持する機器６２４の回転速度は、積層体が小半径で巻回されるとき（即ち巻回半径がマンドレル６１０の短軸と同じ大きさである）、即ちマンドレル６１０が送出される積層体のセグメントと実質的に平行に延びるときに高い。この速度は、巻回半径が増大するとき（及びマンドレル６１０の長軸に近づくとき）、即ちマンドレル６１０が積層体の供給セグメントに対して実質的に垂直方向に延びるときに低下する。
【０１５５】
かくして、マンドレル６１０及び押さえローラー６２０の回転速度は周期的に変化し、３６０°の回転毎に二つのピークがある。この変化は、巻回半径の変化と反比例する。
【０１５６】
更に、押さえローラー６２０は、低速で回転されているときにマンドレル６１０に巻回された積層シートと接触し且つ接触状態を維持するということが観察されなければならない。これにより、押さえローラー６２０と巻回したシートとの間に、及び従って、巻回したシートの様々な重なった層間に良好な接触が保証される。
【０１５７】
図２８は、巻回作業の終了時と対応し、速度が小さな範囲に亘って変化することを示す。マンドレル６１０上で積み重ねられた積層体の厚さのため、巻回半径の比は、巻回の開始時よりも小さい。
【０１５８】
かくして、セルを巻回するとき、回転速度は、各回転で１８０°に亘って変化する。更に、一つの巻回部を巻回するのに必要な時間が増大する。これは、マンドレル６１０上での巻回体の長さが一つの巻回部毎にマンドレル６１０に追加された厚さだけ大きくなるためである。
【０１５９】
従って、巻回が進むに従って速度及び加速度が徐々に減少する。
【０１６０】
更に、図２９には、第１に、マンドレルの角度位置の関数としての巻回半径の変化を示す滑らかな曲線Ｖ１、第２に前記角度位置の関数としての補正係数の変化を示す滑らかな曲線Ｖ２が示してある。
【０１６１】
横軸は、０°乃至１８０°の角度範囲をカバーする。更に、上述の曲線の周期が１８０°であるため、１８０°乃至３６０°の範囲をカバーする。更に、左側の縦軸は、巻回半径の大きさを提供し、右側の縦軸は、補正係数の大きさを提供する。
【０１６２】
本発明者は、巻回体の厚さの変化を斟酌するため、マンドレルの角度位置の関数として、専ら剥き出しの巻回体半径の変化に基づく角度変化の速度における基本的変化Ｖ１に適用する必要がある補正係数を、マンドレル６１０の角度位置の関数として変化する。このような滑らかな曲線Ｖ２の形態で実施できるが、マンドレルに既に巻回された巻回数に拘わらず、任意の所与の角度について変化しないということを確認した。
【０１６３】
図３０は、マンドレル６１０を駆動するモータを制御するために本発明に関して使用されたデータの一例を提供する表である。
【０１６４】
図３０の表の最初の二つのコラムは、マンドレルの回転角度を提供する。
【０１６５】
これらの二つのコラムは、それぞれ、０°乃至１８０°の角度範囲及び１８０°乃至３６０°の角度範囲と対応し、巻回体の一回転のうちの二つの連続した半回転どうしの間に存在する対称性を表す。３６０°に亘って回転させた後にだけ、一回完全に巻回される。任意の一回転の巻回時に、０°乃至１８０°及び１８０°乃至３６０°の二つの連続した半期間の各々中にマンドレルの両面に同じ厚さが形成される。
【０１６６】
図３０の第３コラムは、剥き出しのマンドレル６１０の半径、即ち巻回の開始時のマンドレルの半径を提供する。
【０１６７】
図３０のこれに続くコラム対は、連続した巻回体の回転に関し、各回転について、一方のコラムが巻回体の半径を提供し、他方のコラムがマンドレル６１０の回転速度を提供する。
【０１６８】
更に詳細には、図３０の表でわかるように、各巻回体の回転毎に、巻回体半径ｒを以下の関係に基づいて計算する。
ｒ＝ｒ０＋（Ｆ・ｎ・ｅ）
ここで、
ｒ０は、剥き出しのマンドレル６１０の半径であり、
Ｆは、第４コラムで与えられた補正係数であり、
ｎは、現在の巻回数、即ちマンドレル６１０に巻回された巻回数であり、
ｅは、マンドレル６１０に巻回された積層体の厚さである。
【０１６９】
次いで、マンドレル６１０の回転速度を以下の関係に基づいて計算する。
ω＝Ｖ／（２・π・ｒ）
ここで、
Ｖは、積層体の所望の一定の線速度であり、
ｒは、上で計算された巻回体の半径である。
【０１７０】
実際には、マンドレル６１０を駆動するモータは、予め計算して適当なメモリーに記憶されたデータ、又は中央ユニット（マイクロプロセッサ及び関連したメモリー手段を含む）によって、第１にマンドレル６１０の形状の関数とした巻回体半径の変化についての関係に基づいて、及び第２にマンドレルに既に巻回された巻回体の厚さの関数として変化する前記半径で決まる補正半径に基づいて直接計算されたデータのいずれかに基づいて制御できる。
【０１７１】
上文中に説明したように提供されたデータをマンドレル６１０の回転の各角度分に連続的に適用し、その駆動モータを制御する。
【０１７２】
非限定的例として、毎分６ｍ（６ｍ／分）程度の線速度について、マンドレル６１０は約１８０ｒｐｍの速度、即ち毎秒約１０９０°（１０９０°／秒）の角速度に達し、千分の一秒に約１°（°／ｍｓ）のサンプリング速度を提供する。
【０１７３】
１°の精度で作動するということは、モータについての基準速度を千分の一秒毎に約１回更新する必要があるということを意味する。
【０１７４】
これに関し、モータは、アナログ／デジタルコンバータの取り扱いを回避するように、デジタルの速度基準を適用することを受容するように選択される。
【０１７５】
当然のことながら、制御モジュールは、積層体の巻回に用いられる手段を完全サーボ制御する。
【０１７６】
上文中に言及した様々な軸線、及び詳細にはローラー１０４、２０４、３０４の軸線１２０、２０２、３０２、マンドレル６１０の回転軸線６１１、押さえローラー６２０の回転軸線、及び揺動アーム６２４の枢動軸線、フィルムと関連したローラー１２４、２２４、２４０、２５０、２２９、３２０、５２０、及び５５２の軸線、変向ローラー１１０、１１２、１１４、２２１、２２２、２１０、２１２、２２６、３１０、３１２、３１４の軸線、及び押さえローラー２６２、２６４、４００、４１０の軸線は、互いに平行であり、好ましくは水平である。
【０１７７】
本発明の他の有利な特徴によれば、装置は、垂直方向隔壁９００によって二つの隔室に分けられたケースを含む。第１隔室は、制御された乾燥環境で上述の手段１００、２００、３００、４００、５００、６００、及び７００を全て収容し、これに対し第２隔室は関連した制御手段及びモータ駆動手段を収容する。上述の垂直方向隔壁は、上述の様々な回転軸線についての支持フレームを構成する。
【０１７８】
適切である場合には、作動包囲体内に追加の乾燥空気流を提供できる。
【０１７９】
本発明は、代表的には、約４ｍ乃至５．５ｍの長さの積層体のセグメントと対応して積層体を１６回乃至１９回巻回することができ、全厚が約５．５ｍｍの巻回体を提供する。積層体の移動速度は、代表的には、２ｍ／分乃至１０ｍ／分の範囲内にある。有利には、約６ｍ／分である。
【０１８０】
非限定的例として、本発明による装置は、５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの範囲の幅の積層ストリップを加工するようになっている。
【０１８１】
本発明は、当該技術分野で現在提案されている手段と比較して多くの利点を提供する。 非限定的態様で、以下のように言及できる。
【０１８２】
巻回マンドレル６１０はほぼ平らな形状であり、平らにする場合に従来技術で遭遇した応力の発生をなくし、
積層体をオーブンで加熱することによって、及びカソード及びコレクタを形成する多数のシートをリチウム上で積層することによって、中間製品の取り扱いなしに、高品質の結合を行うことができ、これと同時に様々な層間の表面接触を最適にし、これによって、最終製品における様々な層間の作動時のイオン交換を改善し、
装置の全ての機能が自動制御され、各機能についての正確な設定及びパラメータにより、装置は再現性を以て実行し、品質が常に制御下にある。
【０１８３】
一般的には、本発明の装置で使用されるホイール、巻回ローラー又は巻き出しローラーは全て、実行される巻回順序に応じて駆動機能及び／又は制動機能を交互に行い、関連した全てのシート、積層体、及びフィルムに一定の牽引力を保証する。
【０１８４】
上述のように、図３３は、本発明による装置の主手段の全体概略図である。
【０１８５】
本発明に従ってサーボ制御駆動するための手段を図３５を参照して以下に更に詳細に説明する。
【０１８６】
この図は、マンドレル６１０、ローラー対５３２、５３４、検出・同期ローラー５１２、積層ローラー対４００、４１０、供給リール１０４、２０４、３０４（このうち、代表的には、リール２０４がリチウムシートを送出するのに対し、リール１０４及び３０４は、それぞれ、三層積層体及び二層積層体を送出するが、必ずしもそうでなくてもよい）、及びピンチローラー対２６２及び２６４を示す。
【０１８７】
マンドレル６１０はリールの組の制御部材である。マンドレルは、制御モジュール６０１からその基準速度を受け取る。
【０１８８】
積層体を形成するシートについての全ての移動パラメータは、マンドレル６１０からの指令に基づいて調節される。
【０１８９】
ローラー５３２及び５３４からなるモータ駆動対は、前縁をマンドレル６１０まで運ぶため、巻回作業の開始時に駆動モードで制御される。
【０１９０】
しかしながら、積層シートをマンドレル６１０に適正に巻回するとき、ローラー５３２及び５３４のこの対は、ブレーキとして作動するように制御される。かくして、基準値と対応する選択された一定の牽引力を積層シートに及ぼす。ローラー対５３２及び５３４は、制御モジュール５３３からその制動トルク基準値を受け取る。
【０１９１】
ローラー対５３２及び５３４には、増分エンコーダ５３５が装着してある。このエンコーダ５３５は、ローラー対にマスター機能を与えることのできる駆動モータ及びギヤボックスユニットに対して取り付けられている。
【０１９２】
ローラー対５３２及び５３４の上流に配置された積層ローラー対４００、４１０にもエンコーダ４１１が装着してある。このローラー対４００及び４１０は上述のローラー５３２及び５３４に対してスレーブとして制御される。これは、駆動モードで作動する。
【０１９３】
更に詳細には、ローラー対５３２及び５３４と関連したエンコーダ５３５は、前記ローラー５３２及び５３４間を走行するストリップの長さを計測する。
【０１９４】
対応する長さ情報を積層ローラー対４００、４１０にモジュール１０１０を介して適用し、それ自体の関連したエンコーダ４１１の制御下で同じ長さのストリップを送出する。
【０１９５】
交互同期ローラー５１２がローラー対５３２及び５３４と４００及び４１０との間に位置決めされる。このローラーは短い距離に亘って移動でき、ストリップが上述の二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間で良好に接触するように、調節自在の力が加えられる。
【０１９６】
その役割は、二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間での移動の同期を損なう可能性がある微小な滑りや外乱を監視することである。
【０１９７】
これを行うため、ローラー５１２のエンコーダ５１３がローラー５１２の枢軸に位置決めされる。これは、ローラー５１２の角変位を検出するのに役立つ。
【０１９８】
エンコーダ５１３は、二対のローラー５３２及び５３４と４００及び４１０との間の同期が完璧のままである限り、関連しない。しかしながら、同期を損なう場合がある微小な滑りや外乱が生じた場合には、ローラー５１２が枢動され、エンコーダ５１３が関連することになる。
【０１９９】
エンコーダ５１３はモジュール１０１０に接続されている。かくして、同期ローラー５１２は、エンコーダ５１３を介して、スレーブローラー対４００及び４１０の線型送出速度に例えば±１０％の補正を送出する。
【０２００】
積層ローラー対４００及び４１０の送出速度を補正するための±１０％の範囲は、新たなリール１０４、２０４、及び３０４を機械に装填した後の開始時に特に有用である。リールを装填するオペレータがシートと係合し、ローラー５１２の初期位置を知ることも注意を払うこともなく、これらのシートを搬送する。
【０２０１】
定常状態では、提供される補正は非常にゼロに近く、微小な滑りを取り扱うのに役立つに過ぎない。
【０２０２】
ストリップの移動速度でなく、送出されたストリップの長さに基づいて制御を組織化するように選択することによって、ローラー対５３２及び５３４、及び４００及び４１０によって表された電気軸線間で直線補間を正確に且つ連続的に行うことができるシステムが得られる（「電気軸線」という用語は、ローラー対５３２及び５３４、及び４００及び４１０を構成するために使用されたエンコーダ及び可変速制御装置と関連したモータ・ギヤボックスユニットの組み合わせを意味するために使用される）。これにより、エラー及び同期ずれが積み重ねられないようにする。
【０２０３】
かくして、スレーブローラー対４００及び４１０は、これらのローラーがあたかも共通の機械的シャフトに配置されているのと全く同様に、マスターローラー対５３２及び５３４の移動を辿り、当然のことながら、その端部の各々が同じ角度位置をとる。
【０２０４】
上述のように、ローラー５１２に加えられた力Ｆは、好ましくは、空気圧アクチュエータによって発生される。これは、電気信号によって圧力コンバータに供給され、このコンバータは、基準から来た電気信号と比例する圧力を送出する。
【０２０５】
基準の調節は、関係した積層体に及ぼされる力を適合するのに役立つ。
【０２０６】
ローラー５１２に加えられた力は、任意の他の適当な手段を使用して変化させることができる。こうした手段は、必ずしも空気圧アクチュエータでなく、例えば、ばね、釣合い重り、弾性部材、電磁装置、等が含まれる。
【０２０７】
ピンチローラー対２６２及び２６４自体は、その下流に配置されたモータ駆動式ピンチローラー４００及び４１０に従属した、モータ被駆動式ローラーからなるスレーブ対である。これにはセンサ２６５が装着されている。
【０２０８】
ローラー対２６２及び２６４は、リール１０４及び３０４から来る二つの積層体、即ち二層積層体及び三層積層体の間に積層されるべき、リール２０４から来るリチウムストリップを取り出すのに役立つ。
【０２０９】
かくして、ローラー対５３２及び５３４は、上流ローラー対４００及び４１０に対するマスター対であり、これらのローラー対４００及び４１０は上流ローラー対２６２及び２６４に対するマスター対である。
【０２１０】
その結果、本発明は、少なくとも二つのサーボ制御システムをカスケードをなして使用する。
【０２１１】
ローラー対２６２及び２６４は、更に、ローラー対４００及び４１０と関連したセンサ４１１からサーボ制御モジュール１０１２を介して来る長さ情報と関連した基準から制御される。
【０２１２】
しかしながら、ローラー対２６４及び２６２に、対４００及び４１０に適用されたよりも僅かに小さい長さ基準を適用し、リチウムストリップを微小に延伸し、幾何学的欠陥を除去するのが好ましい。
【０２１３】
代表的には、下流ローラー対２６２及び２６４は、対４００及び４１０の線型送出速度の９９．５％と等しい長さ基準によって制御される。
【０２１４】
対２６２及び２６４に適用された基準と対４００及び４１０に適用された基準との間の差は、有利には、調節自在であり、詳細には、ストリップの変形の関数として、及びその厚さの関数として調節できる。
【０２１５】
ローラー２６２及び２６４は、様々な機能のうち、リチウムストリップを空中で切断する作業中、非常に短時間で、代表的には１ｍｓ程度でリチウムストリップを停止する機能を持つということを想起されたい。
【０２１６】
本発明に関して使用されたセンサは、様々な方法で実施できる。これらは、補正範囲の中間でゼロを示す増分エンコーダであってもよいし、アナログ式変位エンコーダ（比例誘導型エンコーダ、長さの関数として抵抗を変化させることができるエンコーダ、磁界の磁気抵抗センサ、等）であってもよい。
【０２１７】
最も好ましくは、本発明に関し、エンコーダ５１３は、絶対エンコーダ型のエンコーダである。かくして、各角度位置は、機械が完全に停止した後でも、範囲の中央にゼロを再度初期設定することなく、ローラー５１２の角度位置を定めることができる、絶対位置についての不揮発性２進コードを有する。
【０２１８】
更に詳細には、本発明に関し、長さセンサは、好ましくは、１ｍｍ乃至４μｍ、有利には５００μｍ乃至８μｍ、及び更に好ましくは１００μｍ乃至４０μｍの範囲の長さ増分を計測するようになっている。本発明の別の有利な特徴によれば、長さセンサは、巻回体の全長の１／１０００以下の、前記全長の有利には１／４０００以下、及び好ましくは前記巻回体の全長の１／４００００以下の長さ増分を計測するようになっている。
【０２１９】
スレーブ対４００及び４１０をマスター対５３２及び５３４に対して制御するための別の手段は、往復動ローラー５１２の代わりに、歪ゲージに取り付けられたアイドル定置ローラーを使用することである。こうした状況では、歪ゲージは、アイドラーローラーが感知したストリップの張力を感知する。対４００及び４１０は、対５３２及び５３４に対するスレーブのままである。対４００及び４１０の速度は、対５３２、５３４に対し、アイドラーローラーに設けられた歪ゲージによって読み取ったストリップの張力の関数として補正され、その結果、ストリップで所望レベルの牽引力が得られる。この変形例は、それにも拘わらず、上文中に説明したように、長さに対するサーボ制御と同じ利点を提供しない。これにより速度が基準点を中心として揺れ、及びかくしてストリップの張力が変化する。
【０２２０】
当然のことながら、本発明は上文中に説明した特定の実施形態に限定されず、その精神による任意の変形例が含まれる。
【０２２１】
フィルムを上文中に説明したようにブレードによって機械的に除去するのが、プロセス環境に化学物質が進入しないため、好ましいけれども、この変形例では、積層体の外側面と対応するフィルムとの間の界面に注入した溶剤噴流を使用することによって積層体からフィルムを除去する変形例が可能である。
【０２２２】
本発明の装置は、更に、空気、好ましくは常温の空気の噴流を、フィルムとこのフィルムが除去される積層体とが方向を変えるゾーンに適用するための手段を備えたフィルム除去手段を含む。
【０２２３】
同様に、高温空気循環オーブンの代わりにヒーターローラーを使用してもよい。
【０２２４】
上文中で説明した添付図面は、それぞれが最初は別々であり且つ予め形成された一層積層体、二層積層体、及び三層積層体でできた３つの基本的積層体をその場で積み重ねることによって六層積層体が最終的に得られる実施形態に関する。それにも拘わらず、変形例では、本発明に関し、適当な機械で予め形成したこのような六層積層体をマンドレル６１０に直接供給することが考えられる。このような状況では、リチウムアノードの隙間は、好ましくは、積層体で一体化される。更に別の変形例では、本発明に関し、様々な基本的積層体それ自体を本発明の装置で単層シートを使用してその場で形成できる。
【０２２５】
上文中に説明した様々なカッター機構の代わりに任意の等価の手段、例えばレーザーを用いた手段を使用できる。
【０２２６】
本発明に関して推奨された長さのサーボ制御により、以下の多くの利点が得られる。即ち、
− 全長が正確であり且つ等しい巻回体を保証でき、及びかくして形成された全てのセルに亘って性質が均等であることを保証でき、及び巻回体の最終端の位置が均等であることを保証でき、更に余分の厚さをなくすことを保証でき、
− 積層体の最終的な切断をアノード４０のセグメント対間に形成された隙間と正確に同期できるようにする。
【０２２７】
適切である場合には、マンドレル６１０の回転によって往復動ブレード５２４を機械的に又は電気的に駆動でき、その結果、ブレード５２４によって形成された連続した切断部のピッチは巻回体に沿って全て正確には等しくないが、マンドレル６１０の角度位置の関数であり、かくして各切断の開始及び終了をトリガーする。これにより、切断部が巻回体の共通のセクタと重なり、半径方向で少なくとも大まかに整合する。
【図面の簡単な説明】
【０２２８】
【図１】本発明による装置を構成する主な手段の概略全体図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による巻回マンドレルを示す拡大概略端面図である。
【図３】巻回マンドレル及び関連した押さえローラーの組み合わせによって形成された本発明による巻回手段の概略図である。
【図４】巻回手段の連続した位置を示す図３と同様の概略図である。
【図５】巻回手段の連続した位置を示す図４と同様の概略図である。
【図６】巻回手段の連続した位置を示す図５と同様の概略図である。
【図７】積層アッセンブリの上流に配置された本発明による手段の概略図である。
【図８】積層アッセンブリの下流に且つ巻回モジュールの上流に配置された本発明による手段の概略図である。
【図９】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１０】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１１】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１２】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１３】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１４】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１５】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１６】本発明による装置の様々な供給工程で形成された多層構造の１つを示す概略断面図である。
【図１７】本発明と関連して使用された一つの基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。
【図１８】本発明と関連して使用された別の基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。
【図１９】本発明と関連して使用された更に別の基本的積層構造の、関係した様々な層の長さ方向側縁部の相対的位置を更に正確に示す断面図である。
【図２０】フィルムで覆われる前の、マンドレルに供給するための結果として得られた多層構造の断面図である。
【図２１】図面を簡単にするために実際よりも少ない巻回数を示す、本発明による巻回体の概略図である。
【図２２】巻回マンドレル及び関連した押さえローラーを駆動するための本発明による手段の概略図である。
【図２３】電流コレクタを局所的に切断するための手段の概略図である。
【図２４】局所的切断部を含む、結果として得られた電流コレクタの概略図である。
【図２５】このような切断部を含む巻回体の概略図である。
【図２６】このような切断部を展開することによって得られた、電流コレクタを示す概略図である。
【図２７】巻回開始時の、本発明による巻回マンドレル及び関連した押さえローラーの３６０°に亘る完全に一回転についての回転速度の変化を角度位置の関数としてプロットした曲線を示す図である。
【図２８】巻回終了時の、巻回及び押さえローラーの回転速度の変化を角度位置の関数としてプロットした同様の曲線を示す図である。
【図２９】マンドレルの角度の関数としての巻回体の半径の変化、及び前記角度の関数としての補正係数の変化の曲線を示す図である。
【図３０】巻回マンドレルの回転速度の変化を制御するのに使用されるデータの表である。
【図３１】本発明の好ましい実施形態によるカッターブレードの切断縁部の概略図である。
【図３２】本発明によるフィルム除去器の好ましい実施形態の概略図である。
【図３３】本発明による装置の全体ブロックダイヤグラムである。
【図３４】シートのストリップの移動を制御するための従来技術のシステムの概略図である。
【図３５】移動するシートの駆動を本発明に従って制御するための装置の一例の概略概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層シートを駆動するための駆動手段及び積層シートを巻回するための手段（６１０）を含む、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、
前記駆動手段は、少なくとも一対の駆動手段であって、それぞれ、マスター駆動手段及びスレーブ駆動手段（５３２及び５３４、及び４００及び４１０；４００及び４１０、及び２６２及び２６４）で構成される駆動手段を含み、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）は、積層シートの移動路においてスレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）の下流に配置されており、
前記駆動手段は、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）を前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）に基づいてサーボ制御するための制御手段を更に含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、各駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０；２６２及び２６４）は、積層シートの両側にそれぞれ配置された一対のローラーを含む、ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）に適用されるサーボ制御信号は、積層シートの要求された長さを表す信号である、ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は３に記載の装置において、サーボ制御の基礎となる信号を発生するのに適したセンサ（５３５；４１１）が前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）に設けられている、ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）と前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０）との間にある前記積層シートの中間セグメント上に配置されたセンサ（５１３）を含み、このセンサは、サーボ制御補正信号を発生するのに適している、ことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記中間セグメント上に配置された前記センサ（５１３）は、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）と前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０）との間の何らかの微小スリップを検出するようになっている、ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の装置において、前記中間セグメント上に配置された前記センサ（５１３）は、前記積層シートに押し付けられるローラー（５１２）、及びこのローラー（５１２）に加わった力ないし変位を検出するのに適した手段を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記ローラー（５１２）は、揺動アーム（５１４）に取り付けられており、検出器手段が前記アーム（５１４）の角変位を検出するための手段を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、前記揺動アーム（５１４）は、前記ローラー（５１２）を前記積層シートに対して調節自在な大きさの力で押し付ける、ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の装置において、前記ローラー（５１２）は、歪ゲージと関連付けられている、ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）は、巻回マンドレル（６１０）の上流で前記積層シートの両側にそれぞれ配置された一対のローラーによって形成されており、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０）は、前記マスター駆動手段の上流に配置された二つの積層ローラーによって形成されている、ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（４００及び４１０）は、前記積層シートの両側にそれぞれ配置された一対の積層ローラーによって形成されており、前記スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）は、供給手段（１０４、２０４、３０４）と前記マスター駆動手段（４００及び４１０）との間に配置された二つのローラーによって形成されている、ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の装置において、第１に、主マスター駆動手段（５３２及び５３４）及びこの主マスター駆動手段に基づいてサーボ制御される主スレーブ駆動手段（４００及び４１０）を有し、第２に、主駆動手段の上流に、二次マスター駆動手段（４００及び４１０）及びこの二次マスター駆動手段をサーボ制御する二次スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の装置において、
第１に、巻回マンドレル（６１０）の上流で積層シートの両側にそれぞれ配置された一対のローラーによって形成された主マスター駆動手段（５３２及び５３４）、及び前記主マスター駆動手段の上流に配置された二つの積層ローラーによって形成された主スレーブ駆動手段（４００及び４１０）を含み、
第２に、積層シートの両側にそれぞれ配置された一対のローラーによって形成された二次マスター駆動手段（４００及び４１０）、及び供給手段（１０４、２０４、３０４）と前記二次マスター駆動手段（４００及び４１０）との間に配置された二つのローラーによって形成された二次スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）を有する、ことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の装置において、前記主スレーブ駆動手段（４００及び４１０）及び前記二次マスター駆動手段（４００及び４１０）は同じ駆動手段である、ことを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）に適用される基準信号は、前記マスター駆動手段（４００及び４１０）と関連したセンサ（４１１）から来る信号よりも小さい、ことを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１２のうちのいずれか一項と請求項１３、１４、又は１５との組み合わせに記載の装置において、前記二次スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）に適用される基準信号は、前記二次マスター駆動手段（４００及び４１０）と関連した前記センサ（４１１）から来る信号よりも小さい、ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）は、制動モードで作動するように制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のうちのいずれか一項と請求項１３、１４、又は１５との組み合わせに記載の装置において、前記主マスター駆動手段（５３２及び５３４）は、制動モードで作動するように制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）の下流に巻回マンドレル（２１０）を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置において、前記マンドレル（６１０）の垂直断面は紡錘形状である、ことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の装置において、前記マンドレル（６１０）は、一定の線速度で巻回体を形成するよう変化する角速度で作動するように制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）の上流にシート供給手段（１０４、２０４、３０４）を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の装置において、前記シート供給手段（１０４、２０４、３０４）は、制動モードで作動するように制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項１乃至９及び１１乃至２４のいずれか一項に記載の装置において、４μｍ〜１ｍｍ乃至、有利には８μｍ〜５００μｍ、最も好ましくは４０μｍ〜１００μｍの範囲の長さ増分を計測するように構成された少なくとも一つの長さセンサを含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項１乃至９及び請求項１１乃至２５のいずれか一項に記載の装置において、巻回体の全長の１／１０００以下、有利には前記長さの１／４０００以下、及び最も好ましくは前記巻回体の前記全長の１／４００００以下の長さ増分を計測するようになった少なくとも一つの長さセンサを含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２７】
積層シートを駆動する工程及び積層シートを巻回する工程を含む、電気エネルギ貯蔵アッセンブリの製造方法において、
それぞれマスター駆動手段及びスレーブ駆動手段（５３２及び５３４、及び４００及び４１０；４００及び４１０、及び２６２及び２６４）で構成される少なくとも一対の駆動手段を含み、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）は、積層シートの移動経路において前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）の下流に配置されており、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）を前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）に基づいてサーボ制御するための制御手段を更に含む駆動手段を形成する、ことを特徴とする方法。
【請求項１】
積層シートを駆動するための駆動手段及び積層シートを巻回するための手段（６１０）を含む、電気エネルギ貯蔵アッセンブリを製造するための装置において、
前記駆動手段は、少なくとも一対の駆動手段であって、それぞれ、マスター駆動手段及びスレーブ駆動手段（５３２及び５３４、及び４００及び４１０；４００及び４１０、及び２６２及び２６４）で構成される駆動手段を含み、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）は、積層シートの移動路においてスレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）の下流に配置されており、
前記駆動手段は、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）を前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）に基づいてサーボ制御するための制御手段を更に含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、各駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０；２６２及び２６４）は、積層シートの両側にそれぞれ配置された一対のローラーを含む、ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）に適用されるサーボ制御信号は、積層シートの要求された長さを表す信号である、ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は３に記載の装置において、サーボ制御の基礎となる信号を発生するのに適したセンサ（５３５；４１１）が前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）に設けられている、ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）と前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０）との間にある前記積層シートの中間セグメント上に配置されたセンサ（５１３）を含み、このセンサは、サーボ制御補正信号を発生するのに適している、ことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記中間セグメント上に配置された前記センサ（５１３）は、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）と前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０）との間の何らかの微小スリップを検出するようになっている、ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の装置において、前記中間セグメント上に配置された前記センサ（５１３）は、前記積層シートに押し付けられるローラー（５１２）、及びこのローラー（５１２）に加わった力ないし変位を検出するのに適した手段を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記ローラー（５１２）は、揺動アーム（５１４）に取り付けられており、検出器手段が前記アーム（５１４）の角変位を検出するための手段を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、前記揺動アーム（５１４）は、前記ローラー（５１２）を前記積層シートに対して調節自在な大きさの力で押し付ける、ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の装置において、前記ローラー（５１２）は、歪ゲージと関連付けられている、ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）は、巻回マンドレル（６１０）の上流で前記積層シートの両側にそれぞれ配置された一対のローラーによって形成されており、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０）は、前記マスター駆動手段の上流に配置された二つの積層ローラーによって形成されている、ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（４００及び４１０）は、前記積層シートの両側にそれぞれ配置された一対の積層ローラーによって形成されており、前記スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）は、供給手段（１０４、２０４、３０４）と前記マスター駆動手段（４００及び４１０）との間に配置された二つのローラーによって形成されている、ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の装置において、第１に、主マスター駆動手段（５３２及び５３４）及びこの主マスター駆動手段に基づいてサーボ制御される主スレーブ駆動手段（４００及び４１０）を有し、第２に、主駆動手段の上流に、二次マスター駆動手段（４００及び４１０）及びこの二次マスター駆動手段をサーボ制御する二次スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の装置において、
第１に、巻回マンドレル（６１０）の上流で積層シートの両側にそれぞれ配置された一対のローラーによって形成された主マスター駆動手段（５３２及び５３４）、及び前記主マスター駆動手段の上流に配置された二つの積層ローラーによって形成された主スレーブ駆動手段（４００及び４１０）を含み、
第２に、積層シートの両側にそれぞれ配置された一対のローラーによって形成された二次マスター駆動手段（４００及び４１０）、及び供給手段（１０４、２０４、３０４）と前記二次マスター駆動手段（４００及び４１０）との間に配置された二つのローラーによって形成された二次スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）を有する、ことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の装置において、前記主スレーブ駆動手段（４００及び４１０）及び前記二次マスター駆動手段（４００及び４１０）は同じ駆動手段である、ことを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）に適用される基準信号は、前記マスター駆動手段（４００及び４１０）と関連したセンサ（４１１）から来る信号よりも小さい、ことを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１２のうちのいずれか一項と請求項１３、１４、又は１５との組み合わせに記載の装置において、前記二次スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）に適用される基準信号は、前記二次マスター駆動手段（４００及び４１０）と関連した前記センサ（４１１）から来る信号よりも小さい、ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）は、制動モードで作動するように制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のうちのいずれか一項と請求項１３、１４、又は１５との組み合わせに記載の装置において、前記主マスター駆動手段（５３２及び５３４）は、制動モードで作動するように制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４）の下流に巻回マンドレル（２１０）を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置において、前記マンドレル（６１０）の垂直断面は紡錘形状である、ことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の装置において、前記マンドレル（６１０）は、一定の線速度で巻回体を形成するよう変化する角速度で作動するように制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のうちのいずれか一項に記載の装置において、前記スレーブ駆動手段（２６２及び２６４）の上流にシート供給手段（１０４、２０４、３０４）を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の装置において、前記シート供給手段（１０４、２０４、３０４）は、制動モードで作動するように制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項１乃至９及び１１乃至２４のいずれか一項に記載の装置において、４μｍ〜１ｍｍ乃至、有利には８μｍ〜５００μｍ、最も好ましくは４０μｍ〜１００μｍの範囲の長さ増分を計測するように構成された少なくとも一つの長さセンサを含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項１乃至９及び請求項１１乃至２５のいずれか一項に記載の装置において、巻回体の全長の１／１０００以下、有利には前記長さの１／４０００以下、及び最も好ましくは前記巻回体の前記全長の１／４００００以下の長さ増分を計測するようになった少なくとも一つの長さセンサを含む、ことを特徴とする装置。
【請求項２７】
積層シートを駆動する工程及び積層シートを巻回する工程を含む、電気エネルギ貯蔵アッセンブリの製造方法において、
それぞれマスター駆動手段及びスレーブ駆動手段（５３２及び５３４、及び４００及び４１０；４００及び４１０、及び２６２及び２６４）で構成される少なくとも一対の駆動手段を含み、前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）は、積層シートの移動経路において前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）の下流に配置されており、前記スレーブ駆動手段（４００及び４１０；２６２及び２６４）を前記マスター駆動手段（５３２及び５３４；４００及び４１０）に基づいてサーボ制御するための制御手段を更に含む駆動手段を形成する、ことを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公表番号】特表２００６−５１１９１１（Ｐ２００６−５１１９１１Ａ）
【公表日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６３２８１（Ｐ２００４−５６３２８１）
【出願日】平成１５年１２月１９日（２００３．１２．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００３／００３８２９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０５９７７９
【国際公開日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（５０４１６１９９５）
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＴＳＣＡＰ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１２月１９日（２００３．１２．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００３／００３８２９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０５９７７９
【国際公開日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（５０４１６１９９５）
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＴＳＣＡＰ
【Ｆターム（参考）】
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