CN103460497A - 电极层叠装置以及电极层叠方法 - Google Patents

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Abstract

电极层叠装置具有：检测单元(200)，其针对将作为第一电极的正极(24)配置于形成为袋状的隔离件(40)内所得的袋装电极检测作为第一电极的正极(24)的位置；以及层叠单元(112、122)，其基于所检测出的作为第一电极的正极(24)的位置，将作为第一电极的正极(24)层叠于极性与作为第一电极的正极(24)不同的作为第二电极的负极(30)。

Description

电极层叠装置以及电极层叠方法
技术领域
本发明涉及电极层叠装置以及电极层叠方法。
背景技术
近年来，在各种各样的产品中使用二次电池。二次电池包含将正极、隔离件、负极层叠所得的电池元件。在电池元件中，正极和负极隔着隔离件不发生位置偏移地进行层叠是重要的。这是由于，当存在层叠偏移时，会成为电池性能恶化、电池寿命缩短的重要原因。
因此，提出了如下一种技术以防止正极与负极的位置偏移：通过将正极配置在袋状的隔离件内，将袋状的隔离件与负极进行层叠，来高速且正确地层叠正极和负极(参照专利文献1)。在该技术中，隔离件与负极形成为大致相同的大小，使外形边对齐来进行层叠，由此能够使负极与隔离件内的正极位置一致。
专利文献1：日本专利第3380935号公报
发明内容
然而，在专利文献1所记载的发明中，虽然记载了使隔离件与负极的外形边对齐的内容，但是没有具体地示出对齐的方法。使外形对齐原本就困难，在外形没有良好对齐的情况下，不能保证正确地使正极与负极位置一致来进行层叠。另外，若想要正确地将外形对齐，则工时变多，无法高速地进行层叠，生产节拍(Takt Time)也会降低。
另外，在专利文献1所记载的发明中，在袋状的隔离件与负极的大小不同的情况下，无法保证正极与负极的位置一致。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够将装入隔离件的袋内的电极适当地层叠于其它电极的电极层叠装置以及电极层叠方法。
本发明的电极层叠装置具有检测单元和层叠单元。检测单元针对将第一电极配置于形成为袋状的隔离件内所得的袋装电极检测第一电极的位置。层叠单元基于所检测出的第一电极的位置，将第一电极层叠于极性与第一电极不同的第二电极。
本发明的电极层叠方法具有检测步骤和层叠步骤。在检测步骤中，针对将第一电极配置于形成为袋状的隔离件内所得的袋装电极检测第一电极的位置。在层叠步骤中，基于所检测出的第一电极的位置，将第一电极层叠于极性与第一电极不同的第二电极。
根据本发明的电极层叠装置和电极层叠方法，检测隐藏于隔离件的第一电极的位置，基于所检测出的第一电极的位置来将袋装电极层叠于第二电极。因而，能够考虑到第一电极的位置来将袋装电极层叠于第二电极，因此能够正确地使第一电极与第二电极位置一致来进行层叠。
附图说明
图1是示出了锂离子二次电池的外观的立体图。
图2是锂离子二次电池的分解立体图。
图3的(A)是袋装正极的俯视图，图3的(B)是负极的俯视图。
图4是表示使负极重叠于袋装正极的情形的俯视图。
图5是表示薄片层叠装置的概要俯视图。
图6是表示薄片层叠装置的立体图。
图7是沿图6的箭头方向观察的正极供给平台的主视图。
图8是正极供给平台的俯视图。
图9的(A)是表示在层叠机械臂对负极和袋装正极的层叠动作中吸附盘位于层叠台的上方和负极供给平台的上方的情形的立体图，图9的(B)是表示在层叠机械臂对负极和袋装正极的层叠动作中吸附盘下降的情形的立体图。
图10的(C)是表示在层叠机械臂对负极和袋装正极的层叠动作中L字状臂上升了规定量的情形的立体图，图10的(D)是表示L字状臂转动了规定量的情形的立体图。
图11的(E)是表示在层叠机械臂对负极和袋装正极的层叠动作中L字状臂下降了规定量的情形的立体图，图11的(F)是表示在层叠机械臂对负极和袋装正极的层叠动作中L字状臂上升了规定量的情形的立体图。
图12是表示对袋装正极内的正极的位置进行确认的情形的示意图。
图13是表示所检测出的正极的位置的示意图。
图14是表示对袋装正极内的正极的位置进行确认的情形的示意图，图14的(A)是以主视观察对袋装电极的正极的位置进行确认时的层叠体的示意图，图14的(B)是以俯视观察层叠体的示意图。
图15是表示已对边的位置进行确定后的正极的情形的示意图。
图16是表示对负极的位置进行确认的情形的示意图，图16的(A)是以主视观察对负极的位置进行确认时的层叠体的示意图，图16的(B)是以俯视观察层叠体的示意图。
图17是表示已对边的位置进行确定后的负极的情形的示意图。
图18是表示正极24与负极的相对位置的示意图。
图19是表示判定负极的位置的情形的示意图。
图20是表示隔离件的透射特性的概要图。
图21是表示其它薄片层叠装置的立体图。
图22是沿图21的箭头方向观察的正极供给平台的主视图。
图23的(A)是表示对袋装正极内的正极的位置进行确认的情形的示意图，图23的(B)是对隔离件的位置进行确认的情形的示意图。
图24是判定正极的位置的情形的示意图。
图25是表示隔离件发生翘起的情形的一例的概要图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，图面的尺寸比率有时会为了便于说明而被夸张，与实际的比率不同。
本发明涉及一种电极位置检测装置，该电极位置检测装置应用于二次电池的制造工序的一部分。在对作为本发明的一个实施方式的电极位置检测装置进行说明之前，说明薄片层叠装置，该薄片层叠装置是将电池的构造与电池的发电元件进行组装的结构。
(电池)
首先，参照图1，来说明由薄片层叠装置形成的锂离子二次电池(层叠型电池)。图1是示出了锂离子二次电池的外观的立体图，图2是锂离子二次电池的分解立体图，图3是负极和袋装正极的俯视图，图4是表示使负极重叠于袋装正极的情形的俯视图。
如图1所示，锂离子二次电池10具有扁平的矩形形状，正极引线11和负极引线12是从外壳材料13的同一端部导出的。外壳材料的内部容纳有进行充放电反应的发电元件(电池元件)15。如图2所示，发电元件15是交替地层叠袋装正极20和负极30而形成的。
如图3的(A)所示，袋装正极20是以隔离件40夹持正极24而成的，该正极24是在薄片状的正极集电体的两面形成正极活性物质层22而成的。两片隔离件40在端部利用接合部42而相互接合，形成为袋状。在正极24中，极耳部分26从隔离件40的袋引出。在正极24中，在极耳部分26以外的部分形成有正极活性物质层22。
如图3的(B)所示，负极30是在极薄的薄片状的负极集电体的两面形成负极活性物质层32而成的。在负极30中，在极耳部分34以外的部分形成有负极活性物质层32。
当在袋装正极20上重叠负极30时如图4所示。如图4所示，俯视观察时负极活性物质层32形成为比正极24的正极活性物质层22大一圈。
此外，交替地层叠袋装正极20和负极30来制造锂离子二次电池的方法本身即为一般性的锂离子二次电池的制造方法，因此省略详细的说明。
(薄片层叠装置)
接着，说明用于组装上述发电元件15的薄片层叠装置(电极层叠装置)。
图5是表示薄片层叠装置的概要俯视图，图6是表示薄片层叠装置的立体图，图7是沿图6的箭头方向观察的正极供给平台的主视图，图8是正极供给平台的俯视图。
如图5和图6所示，薄片层叠装置100具有层叠机械臂110、正极供给平台120、负极供给平台130、层叠台140、存储部150以及控制部160。层叠机械臂110、正极供给平台120、负极供给平台130以及层叠台140由控制部160来进行控制。另外，控制部160的控制程序、各种数据存储在存储部150中。
层叠机械臂110交替地层叠袋装正极20和负极30来形成发电元件(层叠体)15。层叠机械臂110具有L字状臂112以及设置于L字状臂112的端部的第一吸附盘114和第二吸附盘116。L字状臂112在水平方向上转动规定角、例如在本实施方式中转动90度。另外，L字状臂112能够在铅直方向上移动规定量。第一吸附盘114设置于L字状臂112的一个端部，吸附保持或释放袋装正极20。第二吸附盘116设置于L字状臂112的另一个端部，吸附保持或释放负极30。
正极供给平台120是用于向L字状臂112传送袋装正极20的平台。正极供给平台120一片一片地接收并载置通过前工序制作而由吸附输送机60输送来的袋装正极20。正极供给平台120也是吸附输送机，吸附将来自吸附输送机60的负压解除后的袋装正极20，并利用输送负压固定到大致中央。另外，正极供给平台120能够在平面方向上移动和旋转，以能够调节袋装正极20的平面位置。正极供给平台120例如设置在XY台122上，通过在X、Y方向上移动XY台122或者在平面方向上旋转XY台122来调整平面位置。XY台122利用三个电动机来实现平面方向的移动和旋转。
正极供给平台120的宽度比吸附输送机60的宽度窄，构成为袋装正极20的侧方突出的结构。虽然在图5和图6中省略了图示，但是如图7和图8所示，正极供给平台120的两侧设置有透明的支承台124。支承台124支承从正极供给平台120突出的袋装正极20的端部。另外，在与支承台124对应的位置处设置有夹具126。夹具126与支承台124一起夹住袋装正极20的端部来将其固定。支承台124和夹具126都是可动式的，当在正极供给平台120上载置袋装正极20时，该支承台124和夹具126以支承和固定袋装正极20的端部的方式接近袋装正极20。
另外，在正极供给平台120的下方配置有光源70，在上方配置有摄像头80。光源70设置于透明的支承台124的下方，对袋装正极20的端部照射光。所照射的光为以规定的透射率以上透过隔离件40而不透过正极24的波长的光。摄像头80接收从光源70投射而虽然被正极24切断但是透过隔离件40的光，来拍摄正极24的位置。也就是说，基于正极24的影子来拍摄正极24的位置。基于由摄像头80拍摄到的正极24的位置信息，来调整正极24(袋装正极20)的水平位置。通过该调整，吸附盘114每次都能够拾取已对正极24的位置进行正确定位的袋装正极20。
返回到图5和图6，负极供给平台130是用于向L字状臂112传送负极30的平台。负极供给平台130一片一片地接收并载置通过前工序制作并吸附输送机62输送来的负极30。负极供给平台131也是吸附输送机，吸附将来自吸附输送机62的负压解除后的负极30，并利用输送负压固定到大致中央。在负极30被第一吸附盘116吸附时，负极供给平台130解除吸附。另外，负极供给平台130能够在平面方向上移动和旋转，以能够调节负极30的平面位置。负极供给平台130例如设置在XY台132上，通过在X、Y方向上移动XY台132或者在平面方向上旋转XY台132来调整平面位置。XY台132利用三个电动机来实现平面方向的移动和旋转。
另外，在负极供给平台130的上方配置有光源72和摄像头82。光源72对负极30照射被负极30反射或被吸收的波长的光。摄像头82接收从光源72投射并在负极30处反射的光，或者接收未被负极30吸收而反射到周围的光，来拍摄负极30的位置。负极供给平台130基于由摄像头82拍摄到的负极30的位置来调整负极30的水平位置。通过该调整，吸附盘116每次都能够拾取已进行正确定位的负极。
层叠台140具有：载置部142，其载置交替地层叠袋装正极20和负极30的托盘；驱动部144，其升降载置部142；以及四个夹具146，它们配置于载置部142的周缘部。
载置部142直到层叠了规定片数的袋装正极20和负极30而发电元件15完成为止保持层叠体15，当完成时，将发电元件15交付给输送机64。驱动部144调整载置部142的高度。详细地说，交替地层叠袋装正极20和负极30，随着层叠的进展降低载置部142的位置，使得即使层叠体15的高度发生变动，层叠体15的上表面的高度也不会改变。由此，不管层叠的进展如何，层叠机械臂110仅通过重复相同的动作就能够层叠发电元件15。夹具146在每次层叠负极30或袋装正极20时将层叠体15的四个角固定，以使得层叠体15不会偏移。随着层叠的进展将载置部142的高度调整得低，因此夹具146也是每次以相同的行程重复夹紧。
(层叠动作)
根据如上那样构成的薄片层叠装置100，在正极供给平台120和负极供给平台130上进行位置调整而载置于正极供给平台120和负极供给平台130的袋装正极20和负极30被层叠机械臂110拾取并交替地提供到层叠台140。下面，参照图9～图11来说明薄片层叠装置100的层叠动作。
图9～图11是用于说明层叠机械臂对负极和袋装正极的层叠动作的图。此外，下面，基于利用层叠机械臂110将袋装正极20层叠于层叠台140时的动作来进行说明。
如图9的(A)所示，层叠台140上载置着袋装正极20和负极30，吸附盘114位于层叠台140的上方。在袋装正极20和负极30的层叠体的最上层配置着负极30，吸附盘114吸附保持着袋装正极20。另一方面，吸附盘116位于负极供给平台130的上方。负极供给平台130上载置着负极30。
接着，层叠机械臂110的L字状臂112下降规定量(参照图9的(B))。随着L字状臂112的下降，吸附盘116和吸附盘114分别降到负极供给平台130和层叠台140上。此时，负压作用于吸附盘116的底面，吸附盘116吸附保持负极30。另一方面，在吸附盘114上解除负压，释放袋装正极20。
接着，层叠机械臂110的L字状臂112上升规定量(参照图10的(C))。随着L字状臂112的上升，吸附盘116从负极供给平台130提起负极30。另外，吸附盘116和吸附盘114移动到负极供给平台130上和层叠台140的上方。
接着，层叠机械臂110的L字状臂112转动规定量(参照图10的(D))。通过使L字状臂112在水平方向上转动90度，来使吸附盘116位于层叠台140的上方，使吸附盘114位于正极供给平台120的上方。
接着，层叠机械臂110的L字状臂112下降规定量(参照图11的(E))。随着L字状臂112的下降，吸附盘116和吸附盘114分别到达层叠台140和正极供给平台120上。此时，吸附盘116的负压被解除，吸附盘116在层叠台140上的层叠体的最上面释放负极30。另一方面，在吸附盘114的底面产生负压，吸附盘114吸附保持正极供给平台120上的袋装正极20。
接着，层叠机械臂110的L字状臂112上升规定量(参照图11的(F))。随着L字状臂112的上升，吸附盘116移动到层叠台140的上方。另一方面，吸附盘114从正极供给平台120提起袋装正极20。
接着，层叠机械臂110的L字状臂112转动规定量。通过使L字状臂112在水平方向上转动-90度，来使吸附盘116位于负极供给平台130的上方，使吸附盘114位于层叠台140的上方(参照图9的(A))。
通过重复以上的动作，袋装正极20和负极30交替地层叠在层叠台140上。通过层叠规定片数的袋装正极20和负极30，来形成作为发电元件15的层叠体。
(电极位置检测装置)
接着，说明应用于上述薄片层叠装置100的电极位置检测装置200。
返回到图5和图6，来说明电极位置检测装置200的结构。
电极位置检测装置200具有光源70、摄像头80、XY台122以及控制部160。光源70、摄像头80分别与控制部160连接，由控制部160来控制其动作。电极位置检测装置200也包括与上述的薄片层叠装置100共用的结构。
光源70作为第一光投射单元设置于正极供给平台120的下方。摄像头80作为光接收单元设置于相对于袋装正极20与光源70相反的一侧。摄像头80拍摄袋装正极20中的正极24。光源70向袋装正极20投射透过隔离件40而不透过正极24(被反射或吸收)的波长的光、例如红色光。光源70的光通过透明的支承台124而投射到袋装正极20的端部。袋装正极20的中央部分隐藏于正极供给平台120，因此未被照射光源70的光。此外，已知光的波长越长透射率越高，但是透射率还根据材料而不同。需要基于隔离件40的材料来适当设定所投射的光的波长。关于如何设定所投射的光的波长，详情在后面叙述。
控制部160作为检测单元，基于摄像头80的拍摄来检测正极24的位置。下面，说明检测正极24的位置时的电极位置检测装置200的作用(电极位置检测方法)。
图12是表示确认袋装正极内的正极的位置的情形的示意图，图13是表示所检测到的正极的位置的示意图，图14是判定负极的位置的情形的示意图。
首先，正极供给平台120上载置着袋装正极20，由透明的支承台124支承袋装正极20的端部，由夹具126进行固定。在固定之后，电极位置检测装置200在由吸附盘114吸附袋装正极20之前，通过光源70投射光。
所投射的光透过隔离件40的端部而不透过正极24。摄像头80接收透过了隔离件40的光。即，摄像头80隔着正极24接收正极24的部分变成影子的光。通过检测影子的轮廓，能够检测出正极24的位置。但是，正极24的隐藏于正极供给平台120的部分原本就不透光，因此无法检测正极24的位置。例如，如图12中以着色方式示出的那样，确认正极24的端部的形状、位置。
当通过摄像头80得到如图12那样的图像时，控制部160对图像进行分析，来确定图中双箭头所示的范围的正极24的边。延长所确定的边来确定正极24的整体的边的位置。正极24具有极耳部分26，但是如图12所示，对形成有正极活性物质层22的涂布部分的边进行确定。因而，已对整体的边的位置进行确定后的正极24如图13所示那样被确定为矩形。
关于确定为矩形的正极24，如图13中点线所示的那样，基于边的交点来计算矩形的四角C。并且，通过对计算出的四角C的位置进行平均，来计算正极24的中心点。除此以外，基于所确定出的边的姿势，还计算正极24在平面方向上的倾斜度。所计算出的正极24的中心点O的位置信息和倾斜度被存储在存储部150中。
控制部160从存储部150读出正极24的中心点O的位置信息和倾斜度，控制XY台122使得以中心点O为规定的位置而正极24为固定的姿势。XY台122使袋装正极20在平面方向上移动、旋转，来调整正极24的位置。即，XY台122作为位置调整单元而发挥功能。在此，对正极24的位置进行调整使其成为吸附盘114拾取袋装正极20的基准位置，以在层叠台140上正确地层叠正极24和负极30。
如上，在本实施方式中，检测配置于形成为袋状的隔离件40内的正极24本身的位置。因而，能够不基于隔离件40，而是基于所检测出的正极24的位置来调整袋装正极20的位置。正极24始终在规定的位置被传送给吸附盘114。作为结果，层叠机械臂110能够使正极24与层叠体15不偏移而正确地层叠正极24。也就是说，能够间接地对负极30正确地定位。吸附盘114与XY台122协作地作为层叠单元，基于所检测出的正极24的位置来将袋装正极20适当地层叠于负极30。
此外，在上述电极位置检测装置200中，不仅检测正极24的位置，也检测负极30的位置。在此，电极位置检测装置200还具有光源72、摄像头82以及XY台132。
电极位置检测装置200从光源72对载置于负极供给平台130的负极30投射光。所投射的光只要是不透过负极30(被反射或吸收)的波长的光，就可以为任何光。例如，投射白色光。所投射的光在负极30处反射。摄像头82隔着负极30接收反射光，对负极30进行拍摄。所拍摄到的负极30如图19。控制部160对拍摄结果进行分析，来检测负极30的各边。并且，控制部160计算负极30的四角c的位置作为所检测出的各边的交点。控制部160求出所计算出的四角c的位置的平均，计算负极30的中心点o。除此以外，基于所确定出的边的姿势，还计算出正极24在平面方向上的倾斜度。所计算出的负极30的中心点o的位置信息和倾斜度被存储在存储部150中。
控制部160从存储部150读出负极30的中心点o和倾斜度，控制XY台132使得中心点o位于规定的位置而负极30为固定的姿势。XY台132使负极30在平面方向上移动、旋转，来调整负极30的位置。XY台132作为位置调整单元而发挥功能。由此，不仅是上述的正极24，负极30也每次都在相同的位置被传送给吸附盘116。在此，对负极30的位置进行调整使其成为吸附盘116拾取负极30的基准位置，以在层叠台140上正确地层叠正极24和负极30。
此外，正确地层叠正极24和负极30是指被判定为不存在层叠偏移的层叠，该判定如下那样进行。
图14是表示对袋装正极内的正极24的位置进行确认的情形的示意图，图15是表示已对边的位置进行确定后的正极24的情形的示意图，图16是表示对负极30的位置进行确认的情形的示意图，图17是表示已对边的位置进行确定后的负极30的情形的示意图，图18是表示正极24与负极30的相对位置的示意图。此外，图14的(A)是以主视观察对袋装电极的正极24的位置进行确认时的层叠体的示意图，图14的(B)是以俯视观察层叠体的示意图。图16的(A)是以主视观察对负极30的位置进行确认时的层叠体的示意图，图16的(B)是以俯视观察层叠体的示意图。
在层叠台140上，利用上述薄片层叠装置100交替地层叠袋装正极20和负极30。电极位置检测装置200从光源70向位于层叠体15的最上层的袋装正极20投射光。
当如图14的(A)所示那样袋装正极20被层叠于最上层时，电极位置检测装置200利用光源70向袋装正极20投射光。所投射的光透过袋装正极20的隔离件40，在正极24处反射。摄像头(未图示)隔着正极24接收反射光。摄像头例如拍摄图14的(B)中点线所示的区域。另外，设置有一个摄像头。期望该摄像头是广视场的摄像头。作为其它结构例，也可以是分别拍摄图14的(B)的点线所示的区域的4台摄像头。当得到了点线所示的区域内的图像时，控制部160对图像进行分析，确定图中双箭头所示的范围的正极24的边的一部分。控制部160延长所确定的正极24的边的一部分，确定正极24的作为涂布部分的正极活性物质层22的边的位置。由此，所确定出的边的位置如图15所示那样表现为矩形。所确定出的正极活性物质层22的边的位置信息作为表示正极24的位置的信息存储在存储部150中。此外，摄像头通过在不存在光源的光的状态下拍摄袋装正极20，也同样能够确定隔离件40的位置。也可以将所确定出的隔离件40的边的位置信息也存储在存储部150中。由此，也能够确定以隔离件40为基准的正极24的相对位置。此外，所透出的光的一部分在正极24的外侧周边部透过隔离件40，进一步透过隔离件40而在负极30处反射。在这种情况下，摄像头接收反射光，但是与接收在正极24处反射的反射光相比会接收到比较弱的光。因此，与正极24的情况相比，进行拍摄所得的图像变得较淡。因而，负极30与正极24能够以图像状态可靠地进行比较。
接着，当如图16的(A)所示那样负极30被层叠于层叠体15时，电极位置检测装置200利用光源72向负极30投射光。所投射的光在负极30处反射。摄像头隔着负极32接收反射光。摄像头例如拍摄图16的(B)中点线所示的区域。当得到了点线所示的区域内的图像时，控制部160对图像进行分析，确定图中双箭头所示的范围的负极30的边的一部分。控制部160延长所确定的负极30的边的一部分，确定负极30的作为涂布部分的负极活性物质层32的边的位置。由此，所确定出的边的位置如图17所示那样表现为矩形。所确定出的负极活性物质层32的边的位置信息作为表示负极30的位置的信息存储在存储部150中。此外，摄像头通过在不存在光源的光的状态下拍摄层叠于负极30之下的袋装正极20的端，也能够确定隔离件40的位置。隔离件40比负极30大，因此若只是端，则即使在其之上层叠了负极30也能够通过摄像头拍摄到该端。也可以将通过拍摄而确定出的隔离件40的边的位置信息也存储在存储部150中。由此，也能够确定以隔离件40为基准的负极30的相对位置。
控制部160如上所述那样依次检测正极24和负极30的位置(正极24相对于隔离件40的相对位置和负极30相对于隔离件40的相对位置)，存储在存储部150中。控制部160在层叠体15作为电池元件完成之后、或者在层叠体15的层叠过程中判定负极30与正极24是否不存在层叠偏移。
在判定层叠偏移的情况下，控制部160从存储部150读出正极24和负极30的边的位置信息，检测两者的相对位置关系。在进行检测时，使图15和图17的确定后的正极24和负极30的位置重叠。重叠后的示意图如图18所示。控制部160对重叠后的结果进行分析，来判定正极24和负极30的相对位置关系。详细地说，对正极24和负极30的边的位置进行确认，确认对应的边是否处于规定的范围内。例如，在与隔离件40重叠的范围内正极24比负极30小的情况下，确认正极24的各边是否处于比对应的负极30的各边靠内侧的位置。然后，在正极24的所有边都处于比负极30靠内侧的位置的情况下，控制部160判定为不存在层叠偏移。也可以不仅判定边处于内侧还是外侧，还计算边的距离，利用距离的范围来判定层叠偏移。
如上，每次都在相同的位置从吸附盘114、116分别取得正极24和负极30这两方。因而，在层叠台140上，也会每次都在相同的位置层叠负极30和正极24，从而能够实现发电元件15的正确层叠。
另外，在上述实施方式中，检测正极24的边的一部分，基于所检测出的边来计算边整体。因而，尽管正极24的一部分隐藏于正极供给平台120而在光学上无法检测到正极24的边全长，也能够确定正极24的轮廓。
接着，说明为了检测正极而投射的光的波长。
图20是表示隔离件的透射特性的概要图。图20的横轴表示光的波长(nm)，纵轴表示光的透射率(%)。
在图20中，示出了三种隔离件即聚丙烯隔离件、聚乙烯隔离件、陶瓷隔离件的透射特性。聚丙烯隔离件、聚乙烯隔离件分别是由聚丙烯、聚乙烯形成的聚合物骨架。另外，陶瓷隔离件是在聚丙烯的基材上覆盖多孔膜而成的，该多孔膜由二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物等陶瓷粒子与粘合剂的结合形成。
参照图20，隔离件40根据材料不同而透射倾向不同。但是，已知无论针对什么材料，都是光的波长越长，透射率越高。在上述实施方式中，在检测正极24的情况下，需要从光源70投射透过隔离件40的波长的光。虽然也与摄像头80的灵敏度有关，但是优选的是，从光源70投射隔离件的透射率至少为50%以上的波长的光。若透射率为50%以上，则能够使其可靠地透过隔离件40，从而检测正极24。
此外，正极24由铝、铜等金属形成，因此几乎不透光。因而，只要大于等于透过隔离件40的波长即可，不特别存在上限。
如上，无论隔离件40的材料如何，都能够基于相对于隔离件40的透射率来设定所投射的光的波长。即，能够根据相对于隔离件40的透射率(50%以上)来设定波长的下限。
例如，在采用了具有图20的透射特性的陶瓷隔离件的情况下，能够使用约1300nm以上的波长的光、例如近红外光。陶瓷隔离件与聚丙烯隔离件、聚乙烯隔离件相比难以透光，但是能够通过使用近红外光来使其透光。
(变形例)
在上述实施方式中，作为袋装正极20，说明了将正极24装入隔离件40的袋内的方式。但是，被装袋的也可以是负极30。在这种情况下，作为袋装电极，针对袋装负极检测负极相对于隔离件的位置。
另外，在上述实施方式中，光源70设置于与摄像头80对置的位置。但是，光源70与摄像头80的位置关系并不限定于此。光源70与摄像头80也可以相对于袋装正极20设置于同侧。在这种情况下，从光源70照射的光透过隔离件40，在正极24处反射，被摄像头80拍摄。也就是说，摄像头80不是拍摄正极24的影子，而是拍摄正极24的反射光。
另外，在上述实施方式中，如图1所示，说明了从外壳材料13的同一端部导出正极引线11和负极引线12的情况。但是，并不限定于此。也可以例如从相反的端部导出正极引线11和负极引线12。在这种情况下，在形成锂离子二次电池10的发电元件15时，以使极耳部分26、34朝向相反方向的方式层叠袋装正极20和负极30。
另外，在上述实施方式中，预先设定用于使吸附盘114拾取袋装正极20的正极24的基准位置，对袋装正极20的位置进行校正，以使正极24位于该基准位置。但是，并不限定于此。例如，由电极位置检测装置200来检测负极30的位置，对位置进行调整。负极30的位置能够存储在存储部150中。也可以基于所存储的负极30的位置，来运算用于拾取正极24的基准位置，调整袋装正极20的位置以使正极24位于所运算出的基准位置。此外，在基准位置与正极24的位置一致的情况下，不调整正极24的位置也可以，这是理所当然的。另外，也可以在基准位置与正极24的位置的偏移在规定的误差范围内的情况下，不调整正极24的位置。
(其它电极位置检测装置)
接着，说明应用于上述薄片层叠装置100的其它电极位置检测装置200。
参照图21来说明电极位置检测装置200的结构。图22是沿图21的箭头方向观察的正极供给平台的主视图。
电极位置检测装置200具有光源70、74、摄像头80以及控制部160。光源70、74、摄像头80分别与控制部160连接，由控制部160来控制其动作。电极位置检测装置200也包括与上述的薄片层叠装置100共用的结构。
光源70作为第一光投射单元设置于正极供给平台120的下方。摄像头80作为第一光接收单元和第二光接收单元设置于相对于袋装正极20与光源70相反的一侧。摄像头80拍摄袋装正极20中的正极24。光源70向袋装正极20投射透过隔离件40而不透过正极24(被反射或吸收)的波长的光(第一光)、例如红色光。光源70的光通过透明的支承台124而投射到袋装正极20的端部。袋装正极20的中央部分隐藏于正极供给平台120，因此未被照射光源70的光。
光源74作为第二光投射单元配置于相对于袋装正极20与摄像头80相同的一侧。光源74向袋装正极20投射在隔离件40处反射的波长的光(第二光)、例如白色光。此外，已知光的波长越长透射率越高，但是透射率还根据材料而不同。需要基于隔离件40的材料来适当设定所投射的光的波长。关于如何设定所投射的光的波长，详情在后面叙述。
控制部160作为检测单元，基于摄像头80的拍摄来检测正极24和隔离件40的位置。下面，说明检测正极24的位置时的电极位置检测装置200的作用(电极位置检测方法)。
图23的(A)是表示对袋装正极内的正极的位置进行确认的情形的示意图，图23的(B)是表示对隔离件的位置进行确认的情形的示意图，图24是判定正极的位置的情形的示意图。
首先，正极供给平台120上载置着袋装正极20，由透明的支承台124支承袋装正极20的端部，由夹具126进行固定。在固定之后，电极位置检测装置200在由吸附盘114吸附袋装正极20之前，通过光源70、74投射光。光投射不是同时进行而是依次进行的。例如，先进行光源70的光投射。
所投射的光透过隔离件40的端部而不透过正极24。摄像头80接收透过了隔离件40的光。即，摄像头80隔着正极24接收正极24的部分变成影子的光。通过检测影子的轮廓，能够检测出正极24的位置。但是，正极24的隐藏于正极供给平台120的部分原本就不透光，因此无法检测正极24的位置。例如，如图23的(A)中以着色方式示出的那样，确认正极24的端部的形状、位置。
当通过摄像头80得到如图23的(A)那样的图像时，控制部160对图像进行分析，来确定图中双箭头所示的范围的正极24的边。延长所确定的边来确定正极24的整体的边的位置。正极24具有极耳部分26，但是如图23的(A)所示，对形成有正极活性物质层22的涂布部分的边进行确定。因而，已对整体的边的位置进行确定后的正极24如图23的(B)所示那样被确定为矩形。所确定出的正极24的边的位置信息被存储在存储部150中。
接着，进行光源74对袋装正极20的光投射。所投射的光在隔离件40处反射，被摄像头80接收。摄像头80接收隔离件40的整体像的光。例如，如图23的(B)所示，对隔离件40的位置进行确认。当通过摄像头80得到如图23的(B)那样的图像时，控制部160对图像进行分析，来确定图中双箭头所示的范围的隔离件40的边。所确定出的隔离件40的边的位置信息被存储在存储部150中。
控制部160从存储部150读出隔离件40和正极24的边的位置信息，对相对于隔离件40的位置的正极24的位置进行确认。例如，控制部160如图24所示那样使隔离件40与正极24的边的位置重叠，测量双箭头所示的位置的距离。在此重叠的正极24省略了极耳部分26，仅为隔离件40内所包含的部分。然后，通过判定测量出的距离是否为规定的范围内，来判定正极24的位置正常还是异常。规定的范围作为距隔离件40的各边的距离的范围是预先设定的，按照袋装正极20的规格等适当决定。在发现正极24的至少一边的位置相对于隔离件40的边的位置未处于规定的范围内的情况下，控制部160能够利用层叠机械臂110将所发现的袋装正极20排出，或者将组入哪个发电元件15存储在存储部150中，在之后的步骤中作为次品排出。
如上，在本实施方式中，能够检测配置于形成为袋状的隔离件40内的正极24本身的位置，检测与隔离件40的相对性的位置。因而，能够可靠地检查相对性的位置是否处于允许范围，也就是说，检查正极24在隔离件40内是否正确定位。作为结果，能够防止发生了位置偏移的正极24被直接装入隔离件40的装中而形成发电元件15并出厂。也检测隔离件40的位置，因此能够基于与隔离件40的相对位置关系来判断正极24的位置的好坏。
另外，摄像头80能够共用并接收来自光源70和光源74这两者的光。因而，无需针对光源70、74分别准备摄像头，从而能够降低设备费用。
除此以外，在上述实施方式中，检测正极24的边的一部分，基于所检测出的边来计算边整体。因而，尽管正极24的一部分隐藏于正极供给平台120而在光学上无法检测到正极24的边全长，也能够确定正极24的轮廓。
此外，从光源74照射的光用于检测暴露的隔离件40。因而，光源74照射不怎么透过隔离件40的光、例如透射率为50%以下的波长的光。
(变形例)
在上述实施方式中，电极位置检测装置200针对载置于正极供给平台120上的装正极20检测了正极24的位置。但是，本发明并不限定于此。在制造锂离子二次电池10的步骤中，只要在形成袋装正极20之后，则在任何步骤中都能够应用电极位置检测装置200的电极检测。例如，也可以紧接在用两片隔离件40夹持正极24并进行袋装之后，检测正极24相对于隔离件40的位置。
另外，在上述实施方式中，以隔离件40的边的位置为基准，根据正极24的边的位置是否处于规定范围，来判定正极24的相对位置的好坏。但是，正极24的相对位置评价的基准并不限定于此。例如，也可以基于隔离件40和正极24的边的位置计算各个角(四角)，基于角的平均位置来计算各个中心位置，基于中心位置之间的偏移，来评价正极24的位置。
另外，在上述实施方式中，利用一个摄像头80来接收光源70、74这两者的光。但是，也可以针对各光源70、74分别设置光接收用的摄像头。在这种情况下，例如能够将光源70、74配置于相同侧，或者变更设计。
另外，在上述实施方式中，如图1所示，说明了从外壳材料13的同一端部导出正极引线11和负极引线12的情况。但是，并不限定于此。也可以例如从相反的端部导出正极引线11和负极引线12。在这种情况下，在形成锂离子二次电池10的发电元件15时，以使极耳部分26、34朝向相反方向的方式层叠负极30和袋装正极20。
(隔离件的翘起检测)
在上述实施方式中，检测正极24相对于隔离件40的相对位置。但是，在摄像头80中，也拍摄隔离件40本身。因而，也可以基于隔离件40本身的拍摄结果来判定隔离件40是否正常。
图25是表示隔离件发生翘起的情形的一例的概要图。如图25所示，在隔离件40的图中左下的角翘起的情况下，控制部160能够检测为隔离件40异常。
能够如下那样检测翘起的发生。控制部160从光源74照射光，通过摄像头80接收在隔离件40处反射的光。控制部160对摄像头80的拍摄进行分析，对看起来发白的隔离件40和看起来发黑的正极24加以区分。例如，根据图像的明亮度的不同来检测正极24。在应该存在隔离件40的范围内检测出黑的正极24的情况下，能够检测出隔离件40翘起而暴露出了正极24。
能够在进行上述的正极24相对于隔离件40的相对位置的判定时同时执行隔离件40的翘起检测。
根据上述结构，也检测隔离件40的翘起，从而能够更高精度地检测袋装正极20的不良。
(接合部的检测)
在上述实施方式中，检测正极24相对于隔离件40的相对位置。也可以追加地还对隔离件40的接合部42的位置进行评价。
隔离件40在形成为袋状时，例如通过热熔接来使端边相接合。此时，如图3的(B)所示，形成接合部42。使隔离件40之间接合的接合部42与原本的隔离件40相比物性改变，光的透射率也与接合部42以外的部分不同。接合部42的透射率比其它隔离件40的部分低。因而，通过调节从光源70投射的光的波长，在检测正极24的位置时，也能够检测接合部42的位置。
能够通过与在上述实施方式中检测出的隔离件40的位置进行比较来评价所检测出的接合部42的位置。即，与正极24的情况同样地，以隔离件40的各边的位置为基准，计算对应的接合部42的距离，如果计算出的距离处于规定的范围内则判断为接合部42的位置正常，如果在范围外则判断为异常。
产业上的可利用性
存在能够用于电池的制造领域的可能性。
附图标记说明
2：正极；4：隔离件；10：锂离子二次电池；11：正极引线；12：负极引线；15：发电元件、层叠体；20：袋装正极；24：正极；30：负极；32：负极活性物质层；34：极耳部分；40：隔离件；60、62：吸附输送机；70、72、74：光源；80、82：摄像头；100：薄片层叠装置；110：层叠机械臂；112：L字状臂；114、116：吸附盘；120：正极供给平台；122：XY台；124：支承台；126：夹具；130：负极供给平台；132：XY台；140：层叠台；142：载置部；144：驱动部；160：控制部；200：电极位置检测装置。

Claims (19)

1.一种电极层叠装置，其具有：
检测单元，其针对将第一电极配置于形成为袋状的隔离件内所得的袋装电极检测上述第一电极的位置；以及
层叠单元，其基于所检测出的上述第一电极的位置，将上述第一电极层叠于极性与上述第一电极不同的第二电极。
2.根据权利要求1所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述层叠单元包括位置调整单元，该位置调整单元基于所检测出的上述第一电极的位置和为了与上述第二电极的层叠而求出的基准位置来调整上述袋装电极的位置。
3.根据权利要求2所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述位置调整单元是如下的台，该台能够在载置着上述袋装电极的状态下使该袋装电极在平面方向上进行移动和旋转中的至少一种。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述检测单元包括：
第一光投射单元，其向上述第一电极投射透过上述隔离件而不透过上述第一电极的第一光；以及
第一光接收单元，其接收透过了上述隔离件的上述第一光，
其中，上述检测单元基于上述第一光接收单元的光接收结果，来检测上述第一电极的位置。
5.根据权利要求4所述的电极层叠装置，其特征在于，
由上述第一光投射单元投射的上述第一光是上述隔离件的透射率为50%以上的波长的光。
6.根据权利要求4或5所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述隔离件是陶瓷隔离件，上述第一光是近红外光。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述检测单元检测上述第一电极的边，基于该边的位置来检测上述第一电极的位置。
8.根据权利要求4所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述检测单元还包括：
第二光投射单元，其投射在上述隔离件处反射的第二光；
第二光接收单元，其接收在上述隔离件处反射的上述第二光；以及
检测单元，其基于上述第一光接收单元和上述第二光接收单元的光接收结果来检测上述隔离件和上述第一电极的位置，检测上述第一电极相对于上述隔离件的相对位置。
9.根据权利要求8所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述检测单元判断上述第一电极相对于上述隔离件的相对位置是否良好。
10.根据权利要求4所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述隔离件是陶瓷隔离件，上述第一光是近红外光。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述第一光投射单元和上述第二光投射单元隔着上述第一电极配置于互为相反的侧，
上述第一光接收单元和上述第二光接收单元由共用的光接收装置实现，
上述第一电极的位置是基于被上述电极切断的上述第一光的影子检测出的。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述检测单元检测上述隔离件和上述第一电极的边，基于各自的边的位置来检测上述第一电极相对于上述隔离件的位置。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的电极层叠装置，其特征在于，
上述检测单元基于上述第二光接收单元的光接收结果来检查袋状的上述隔离件是否发生了翘起。
14.根据权利要求8～13中任一项所述的电极层叠装置，其特征在于，
袋状的上述隔离件是利用接合部将两片隔离件的端边接合而形成的，
上述检测单元基于上述第一光接收单元的光接收结果来检测上述接合部，基于上述电极相对于上述接合部的相对位置来判断电极位置是否良好。
15.根据权利要求8～14中任一项所述的电极层叠装置，其特征在于，
由上述第一光投射单元投射的上述第一光是上述隔离件的透射率为50%以上的波长的光。
16.一种电极层叠方法，包括以下步骤：
检测步骤，针对将第一电极配置于形成为袋状的隔离件内所得的袋装电极检测上述第一电极的位置；以及
层叠步骤，基于所检测出的上述第一电极的位置，将上述第一电极层叠于极性与上述第一电极不同的第二电极。
17.根据权利要求16所述的电极层叠方法，其特征在于，
层叠步骤包括位置调整步骤，在该位置调整步骤中基于所检测出的上述第一电极的位置和为了与上述第二电极的层叠而求出的基准位置来调整上述袋装电极的位置。
18.根据权利要求16或17所述的电极层叠方法，其特征在于，
上述检测步骤包括以下步骤：
第一光投射步骤，向上述第一电极投射透过上述隔离件而不透过上述第一电极的第一光；
第一光接收步骤，接收透过了上述隔离件的上述第一光；以及
基于上述光接收步骤的光接收结果来检测上述电极的位置的步骤。
19.根据权利要求18所述的电极层叠方法，其特征在于，
上述检测步骤还包括以下步骤：
第二光投射步骤，投射在上述隔离件处反射的第二光；
第二光接收步骤，接收在上述隔离件处反射的上述第二光；以及
基于上述第一光接收步骤和上述第二光接收步骤中的光接收结果来检测上述隔离件和上述电极的位置，检测上述电极相对于上述隔离件的相对位置。
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