CN108496271B - 电极层叠装置和电极层叠方法 - Google Patents

电极层叠装置和电极层叠方法 Download PDF

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Abstract

电极层叠装置(20)具备:层叠单元(25),其配置在搬运带隔离物的正极(11)的正极搬运单元(21)和搬运负极(9)的负极搬运单元(22)之间,具有供带隔离物的正极(11)和负极(9)交替层叠的多级的层叠部(33);搬运控制部(61),其控制驱动部(28),从而将由正极搬运单元(21)搬运的多个带隔离物的正极(11)保持于与多级的层叠部(33)对应的高度位置,并且控制驱动部(31),从而将由负极搬运单元(22)搬运的多个负极(9)保持于与多级的层叠部(33)对应的高度位置;推出单元(41),其将多个带隔离物的正极(11)向多级的层叠部(33)同时推出;以及推出单元(42),其将多个负极(9)向多级的层叠部(33)同时推出。

Description

电极层叠装置和电极层叠方法
技术领域
本发明的一个方面涉及电极层叠装置和电极层叠方法。
背景技术
在例如锂离子二次电池这样具有层叠型的电极组装体的蓄电装置中,作为将电极层叠的方法,多采用使用了具备吸附单元的机器人的P&P(Pick And Place:拾取与放置)方式。然而,作为提高蓄电装置的生产线的生产性的方法之一,考虑使生产线高速化。为此,例如在层叠工序中,需要提高电极向层叠部的供应速度(层叠速度)。但是,在使用上述机器人将电极层叠于层叠部的情况下,例如伴有吸附单元的负压控制等,因此难以提高电极的层叠速度,而会成为生产线高速化的阻碍。对此,作为能进行高速层叠的电极层叠装置,已知例如专利文献1、2记载的装置。
专利文献1记载的电极层叠装置具备:2个供应机构,其分别供应正极和负极;2个落下移动单元,其相互正交地配置在这些供应机构的下方,使从各供应机构分别供应的正极和负极利用重力落下移动到规定的位置;以及引导层叠单元,其配置在这些落下移动单元的下方,将从各落下移动单元的排出部分别排出的正极和负极依次引导到规定的位置而进行层叠。引导层叠单元具有:底壁,其载置层叠体;以及2个立壁,其相对于该底壁垂直地突出设置,使从落下移动单元的排出部排出来的电极的移动停止而进行定位。在将正极和负极层叠时,向与其中一个立壁相对的方向供应正极,并且向与另一个立壁相对的方向供应负极。供应到引导层叠单元的正极和负极在落下到底壁或者已层叠好的正极和负极上后,与立壁碰撞而停止。
然而,在专利文献1的供应机构中,是使从带状的正极材料或者负极材料切断的正极或者负极直接落下到落下移动单元。但是,在一般的层叠型电极中,作为与外部端子之间的电流的通路的极耳具有从矩形的电极主体突出的形状。因此,在将上述供应机构应用到具有极耳的电极的情况下,可想到要在电极生产线上,用输送机等搬运装置对分体的极耳已被接合于电极主体的电极或者通过多次切断而极耳形状已被形成为一体的电极进行搬运后,再使其落下到落下移动单元上。
专利文献2记载的电极层叠装置具备:3个供应部,其配置在架台上,分别供应正极、负极和隔离物;3个辊对,其分别夹持并搬运从各供应部供应的正极、负极和隔离物;层叠部,其配置在辊对的搬运方向下游侧,将从各辊对搬运来的正极、负极和隔离物层叠;以及限制单元,其配置于层叠部的端部,限制从各辊对搬运来的正极、负极和隔离物的位置。
另外,在使生产线高速化的情况下,也已知仅使时间难以缩短的工序或者处理并行化的方法。例如专利文献3记载的堆存装置将被切断件区分给上下4个分支输送机,被区分后的被切断件在减速输送机上减速后,在分隔为4段的堆存室中层叠。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2012-91372号公报
专利文献2:特开2011-258418号公报
专利文献3:特开昭59-39653号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1、2记载的电极层叠装置中,与P&P方式相比,能实现电极的层叠的高速化。但是,在使生产线整体更高速化的情况下,会产生以下问题。在用专利文献1的电极层叠装置谋求高速化的情况下,由于仅靠落下移动则供应速度会受到限制,因此需要通过如专利文献2的辊那样的机械单元来提高电极的供应速度。特别是,在从电极生产线搬运和供应电极的情况下,随着生产线的高速化,搬运装置的搬运速度也会提高,需要使供应速度为该搬运速度以上。然而,形成有活性物质层的电极与同尺寸的纸和树脂膜等相比刚性高,当在外周的一边与立壁发生了碰撞的情况下,电极整体会挠曲,然后发生反弹。这种趋势会随着电极的供应速度提高而变得显著。在专利文献1的构成中,即使发生反弹,电极也会由于重力的作用而最终以碰到立壁的状态被定位。但是,如果在反弹后的电极的运动收敛以前供应了下一个电极,则反弹后的运动尚未收敛的电极会被已层叠好的电极和下一个电极夹着而以位置偏移的状态停止。其结果是,会形成最终在内部包含位置偏移的电极的层叠体。
为了防止形成如上述这样的层叠体,需要在先层叠的电极的运动收敛后再供应下一个电极。在此,随着电极的搬运速度或者供应速度的提高,为了防止电极的位置偏移,需要将电极的供应间隔设定得长。其结果是,层叠速度触顶。此外,在专利文献2记载的电极层叠装置中,没有在碰撞后对电极位置进行修正的单元,因此,当电极的供应速度提高时,可预料到位置偏移会更显著地变大。如果将专利文献3的结构应用于电极层叠装置,则能避免这种问题。但是,如果使高速搬运的工件急减速,则在搬运装置上会在工件的旋转方向等发生工件的位置偏移。为了不发生这种位置偏移,需要确保用于使工件减速的距离。因此,在各个分支后的搬运路径中需要减速输送机,且减速输送机也难以小型化,因此装置无法避免会大型化。其结果是,为了设置装置所需的空间也会变大。
本发明的一个方面的目的在于,提供能抑制装置的大型化并且实现层叠速度的高速化的电极层叠装置和电极层叠方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式的电极层叠装置将由搬运装置供应的电极层叠,形成电极层叠体,电极层叠装置具备:电极支撑部,其接收由搬运装置供应的电极,支撑电极;循环构件,其呈在上下方向上延伸的环状,在其外周面装配有电极支撑部;层叠单元,其隔着循环构件配置在搬运装置的相反侧,具有供电极层叠的多级的层叠部;推出部,其将多个被电极支撑部支撑的电极向多级的层叠部同时推出;以及控制部,其控制循环构件的循环和升降以及推出部的动作,控制部对推出部的动作进行控制,从而以比搬运装置对电极的搬运速度慢的速度将电极向层叠部推出。
在这种电极层叠装置中,对电极支撑部依次供应的电极被同时推出到各不相同的层叠部而被层叠。这样,通过将比依次供应的电极的数量多的电极同时推出并层叠,能使将电极向层叠部推出时的排出速度比搬运装置对电极的搬运速度(供应速度)慢。由此,能防止电极层叠的步调降低,并且能抑制电极层叠时电极的位置偏移。因此,根据上述电极层叠装置,能抑制装置的大型化并且实现层叠速度的高速化。
电极层叠装置也可以还具备定位单元,其将与搬运装置对电极的搬运方向交叉的方向上的电极的边缘的位置对齐。在这种情况下,在电极的边缘的位置被对齐的状态下将电极向层叠部推出,因此在层叠部中能定位精度良好地将电极层叠。
电极支撑部也可以还具有冲击缓和部,其缓和接收电极时对电极的冲击。根据该构成,在将电极供应给电极支撑部时,能抑制电极的活性物质的剥离。即,即使电极向电极支撑部的供应速度为高速,电极支撑部接收电极时对电极的冲击也会被冲击缓和部缓和,由此能抑制电极的活性物质的剥离。
本发明的另一方式是一种电极层叠装置,其将在正极集电体的表面形成正极活性物质层而成的正极和在负极集电体的表面形成负极活性物质层而成的负极层叠,电极层叠装置的特征在于,具备:第1搬运单元,其搬运正极,具有:在上下方向上延伸的环状的第1循环构件;多个第1支撑部,其装配于第1循环构件的外周面,支撑正极;以及第1驱动部,其使第1循环构件旋转,并且使第1循环构件在上下方向上移动;第2搬运单元,其搬运负极,具有:在上下方向上延伸的环状的第2循环构件;多个第2支撑部,其装配于第2循环构件的外周面,支撑负极;以及第2驱动部,其使第2循环构件旋转,并且使第2循环构件在上下方向上移动;层叠单元,其配置在第1搬运单元和第2搬运单元之间,具有供正极和负极交替层叠的多级的层叠部;搬运控制部,其控制第1驱动部,从而将由第1搬运单元搬运的多个正极保持于与多级的层叠部对应的高度位置,并且控制第2驱动部,从而将由第2搬运单元搬运的多个负极保持于与多级的层叠部对应的高度位置;第1推出单元,其将多个正极向多级的层叠部同时推出;以及第2推出单元,其将多个负极向多级的层叠部同时推出。
在这种电极层叠装置中,在将由第1搬运单元搬运的多个正极保持于与多级的层叠部对应的高度位置的状态下,利用第1推出单元将多个正极向多级的层叠部同时推出,由此多个正极同时层叠于多级的层叠部。另外,在将由第2搬运单元搬运的多个负极保持于与多级的层叠部对应的高度位置的状态下,利用第2推出单元将多个负极向多级的层叠部同时推出,由此多个负极同时层叠于多级的层叠部。这样将多个正极和多个负极分别同时层叠于多级的层叠部,因此即使正极和负极向层叠部的供应速度下降,也能确保正极和负极的层叠的高速化。在通过使正极和负极向层叠部的供应速度降低来将正极和负极层叠于层叠部时,不容易发生正极活性物质和负极活性物质的剥离。
电极层叠装置也可以还具备:第1壁部,其配置在层叠单元和第1搬运单元之间,具有供由第1推出单元推出的多个正极通过的多个第1狭缝;以及第2壁部,其配置在层叠单元和第2搬运单元之间,具有供由第2推出单元推出的多个负极通过的多个第2狭缝,搬运控制部控制第1驱动部,从而将多个正极保持于多个第1狭缝的高度位置,并且控制第2驱动部,从而将多个负极保持于多个第2狭缝的高度位置。在这种情况下,当利用第1推出单元将多个正极向多级的层叠部同时推出时,多个正极通过各第1狭缝而可靠地层叠于各层叠部,并且当利用第2推出单元将多个负极向多级的层叠部同时推出时,多个负极通过各第2狭缝而可靠地层叠于各层叠部。
也可以是,第1狭缝的高度位置和第2狭缝的高度位置是相同的,在第1壁部的内侧面的第1狭缝的下侧部分和第2壁部的内侧面的第2狭缝的下侧部分,分别设有使第1壁部和第2壁部之间的距离随着去往上方而变长的锥形。在这种情况下,通过了第1狭缝的正极和通过了第2狭缝的负极容易落下,因此正极和负极容易层叠于层叠部。
电极层叠装置也可以还具备:第3驱动部,使多级的层叠部在上下方向上移动;以及层叠控制部,其控制第3驱动部,使得正极的层叠高度位置相对于第1狭缝为固定,并且负极的层叠高度位置相对于第2狭缝为固定。在这种情况下,与正极和负极的层叠数量无关,正极和负极的落下距离是均等的。
层叠部也可以具有:基台,其载置正极和负极;以及侧壁,其竖立设置于基台,将正极和负极的边缘的位置对齐。在这种情况下,在将正极和负极层叠于多级的层叠部时,多级的层叠部不会在上下方向上移动。因此,容易进行控制处理。
电极层叠装置也可以还具备:第3驱动部,其使多级的层叠部在上下方向上移动;以及层叠控制部,其控制第3驱动部,使得正极的层叠高度位置相对于第1狭缝为固定,并且负极的层叠高度位置相对于第2狭缝为固定,第1狭缝的高度位置和第2狭缝的高度位置交替错开。在这种情况下,通过了第1狭缝的正极碰到第2壁部的内侧面而被定位,通过了第2狭缝的负极碰到第1壁部的内侧面而被定位。
电极层叠装置也可以还具备定位单元,其将正极和负极的边缘的位置对齐。在这种情况下,在正极和负极的边缘的位置被对齐的状态下将正极和负极向层叠部推出,因此在层叠部中能定位精度良好地将正极和负极层叠。
定位单元也可以具有:承接部,其与正极和负极的边缘抵接;以及按压部,其将正极和负极按压到承接部。在这种情况下,当由按压部将正极和负极按压到承接部时,正极和负极的边缘抵接于承接部,因此能将正极和负极的边缘的位置准确地对齐。
也可以是,定位单元是将正极和负极向下方引导的1对导板,1对导板分别具有使1对导板的间隔随着去往下方而变窄的锥形部。在这种情况下,不使用促动器等就能以简单的构成将正极和负极的边缘的位置对齐。
本发明的再一方式的电极层叠装置将由搬运装置供应的电极层叠,形成电极层叠体,电极层叠装置具备:多个电极支撑部,其支撑电极;电极分配部,其将由搬运装置供应的电极分别分配给多个电极支撑部;层叠单元,其配置于多个电极支撑部的侧方,具有供电极层叠的多级的层叠部;推出部,其将多个被电极支撑部支撑的电极向多级的层叠部推出;以及控制部,其控制电极分配部和推出部的动作,控制部对推出部的动作进行控制,从而以比搬运装置对电极的搬运速度慢的速度将电极向层叠部推出。
在这种电极层叠装置中,多个电极被分配给多个电极支撑部。这样,通过将分配给多个电极支撑部的电极推出并层叠,能使将电极向层叠部推出时的排出速度比搬运装置对电极的搬运速度(供应速度)慢。由此,能防止电极层叠的步调降低,并且能抑制电极层叠时电极的位置偏移。因此,根据上述电极层叠装置,能抑制装置的大型化并且实现层叠速度的高速化。
本发明的一个方式的电极层叠方法由将在集电体的表面形成活性物质层而成的电极层叠的电极层叠装置执行,电极层叠方法包括以下工序:分配工序,将依次供应的电极分别分配给支撑该电极的多个电极支撑部;以及排出工序,以比分配工序中的电极向支撑部的供应速度小的排出速度,将被多个电极支撑部分别支撑的多个电极分别对多级的层叠部中的各级层叠部排出。此外,在电极层叠方法中,分配工序也可以由循环构件和控制部执行,循环构件呈在上下方向上延伸的环状,在其外周面装配有电极支撑部,控制部控制循环构件的动作。
在这种电极层叠方法中,依次供应的电极被分别分配给多个电极支撑部后,排出到各不相同的层叠部并被层叠。这样,通过将供应的电极分配给多个支撑部并层叠,能使将被各电极支撑部支撑的电极排出时的电极排出速度(即,电极向层叠部的供应速度)比对电极支撑部依次供应的电极的供应速度低。这样使电极向层叠部的供应速度下降,由此在将电极层叠于层叠部时,能抑制电极的活性物质的剥离。另外,根据使用了环状的循环构件的分配工序,能实现高效率的连续作业。
发明效果
根据本发明的一个方面,可提供能抑制装置的大型化并且实现层叠速度的高速化的电极层叠装置和电极层叠方法。
附图说明
图1是示出应用一个实施方式的电极层叠装置而制造的蓄电装置的内部的截面图。
图2是图1的II-II线截面图。
图3是示出第1实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。
图4是图3所示的电极层叠装置的俯视图。
图5是层叠单元的侧视图。
图6是将电极层叠于层叠单元的层叠部的样子与层叠体取出用输送机一起表示的放大截面图。
图7是图3和图4所示的电极层叠装置的控制系统的构成图。
图8是示出将电极层叠于层叠单元的层叠部时,由控制器执行的控制处理顺序的一个例子的流程图。
图9是示出将电极层叠于层叠单元的层叠部时的正极搬运单元、负极搬运单元和层叠单元的动作状态的表。
图10是示出图3和图4所示的电极层叠装置的动作状态的侧视图(包括一部分截面)。
图11是示出图3和图4所示的电极层叠装置的动作状态的侧视图(包括一部分截面)。
图12是示出图3和图4所示的电极层叠装置的动作状态的侧视图(包括一部分截面)。
图13是将图3所示的电极层叠装置与层叠体取出单元一起表示的侧视图(包括一部分截面)。
图14是示出图13所示的电极层叠装置和层叠体取出单元的俯视图。
图15是示出图6的(b)所示的层叠部的变形例的放大截面图。
图16是图15所示的层叠部的立体图。
图17是示出图15所示的层叠部被倾斜支撑的状态的截面图。
图18是示出图6的(b)所示的层叠部的另一变形例的放大截面图。
图19是示出第2实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。
图20是图19所示的电极层叠装置的俯视图。
图21是1对导板的主视图。
图22是示出第3实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。
图23是图22所示的电极层叠装置的俯视图。
图24是示出支撑部的变形例的图。
图25是示出第4实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。
图26是图25所示的电极层叠装置的俯视图。
图27是图25的A-A线截面图。
图28是图25的B-B线截面图。
图29是图25的C-C线截面图。
图30是图25所示的电极层叠装置的控制系统的构成图。
图31是示出第5实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。
图32是示出第6实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。
图33是示出支撑部的构成的图。
图34是示出循环构件的控制流程的流程图。
图35是说明准备运转时的循环构件的动作的部分侧视图。
图36是说明层叠运转时的循环构件的动作的部分侧视图。
图37是说明复原运转时的循环构件的动作的部分侧视图。
图38是示出定位单元的控制流程的流程图。
图39是示出正极供应侧的推出单元的控制流程的流程图。
图40是示出负极供应侧的推出单元的控制流程的流程图。
图41是示出电极层叠时正极搬运单元、负极搬运单元和层叠单元的正常时的动作状态的表。
图42是示出电极层叠时正极搬运单元、负极搬运单元和层叠单元的异常时的动作状态的表。
图43是示出图41的时点A的正极搬运单元的状态的图。
图44是示出图41的时点B的正极搬运单元的状态的图。
图45是示出图41的时点C的正极搬运单元的状态的图。
图46是示出正极搬运单元的循环构件的支撑结构和驱动机构的构成例的图。
图47是示出正极搬运单元的循环构件的支撑结构和驱动机构的构成例的图。
图48是示出循环构件的第1动作例的图。
图49是示出循环构件的第2动作例的图。
图50是示出循环构件的第3动作例的图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明一个实施方式。此外,在附图中,对相同或者同等的要素标注相同的附图标记,省略重复的说明。
图1是示出应用一个实施方式的电极层叠装置而制造的蓄电装置的内部的截面图。图2是图1的II-II线截面图。在图1和图2中,蓄电装置1是具有层叠型的电极组装体的锂离子二次电池。
蓄电装置1具备例如大致长方体形状的壳体2和收纳于该壳体2内的电极组装体3。壳体2由例如铝等金属形成。虽未图示,但是在壳体2的内部注入有例如非水系(有机溶剂系)的电解液。正极端子4和负极端子5相互分离地配置在壳体2上。正极端子4隔着绝缘环6固定于壳体2,负极端子5隔着绝缘环7固定于壳体2。另外,虽未图示,但是在电极组装体3与壳体2内侧的侧面及底面之间配置有绝缘膜。利用该绝缘膜将壳体2和电极组装体3之间绝缘。在图1中,为了方便而在电极组装体3的下端与壳体2的底面之间设有微小间隙,但是实际上电极组装体3的下端隔着绝缘膜与壳体2的内侧的底面接触。此外,也可以在电极组装体3和壳体2之间配置间隔物,由此在电极组装体3和壳体2之间形成间隙。
电极组装体3具有将多个正极8和多个负极9隔着袋状的隔离物10交替层叠的结构。正极8被袋状的隔离物10包裹。被袋状的隔离物10包裹的状态的正极8构成为带隔离物的正极11。因此,电极组装体3具有将多个带隔离物的正极11和多个负极9交替层叠的结构。此外,位于电极组装体3的两端的电极是负极9。
正极8具有包括例如铝箔的作为正极集电体的金属箔14和形成于该金属箔14的两面的正极活性物质层15。金属箔14具有俯视时为矩形状的箔主体部14a以及与该箔主体部14a一体化的极耳14b。极耳14b从箔主体部14a的长边方向的一端部附近的边缘突出。并且,极耳14b穿通隔离物10。极耳14b通过导电构件12与正极端子4连接。此外,在图2中为了方便而省略了极耳14b。
正极活性物质层15形成于箔主体部14a的表里两面。正极活性物质层15是包含正极活性物质和粘合剂而形成的多孔质的层。正极活性物质能举出例如复合氧化物、金属锂或者硫黄等。复合氧化物包含例如锰、镍、钴和铝中的至少1个以及锂。
负极9具有包括例如铜箔的作为负极集电体的金属箔16和形成于该金属箔16的两面的负极活性物质层17。金属箔16具有俯视时为矩形状的箔主体部16a以及与该箔主体部16a一体化的极耳16b。极耳16b从箔主体部16a的长边方向的一端部附近的边缘突出。极耳16b通过导电构件13与负极端子5连接。此外,在图2中,为了方便而省略了极耳16b。
负极活性物质层17形成在箔主体部16a的表里两面。负极活性物质层17是包含负极活性物质和粘合剂而形成的多孔质的层。负极活性物质能举出例如石墨、高取向性石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳等碳、锂、钠等碱金属、金属化合物、SiOx(0.5≤x≤1.5)等金属氧化物或者添加有硼的碳等。
隔离物10在俯视时呈矩形状。隔离物10的形成材料能举例示出包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂的多孔质膜、或包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、甲基纤维素等的纺织布或者无纺布等。
在制造如以上那样构成的蓄电装置1的情况下,首先制作带隔离物的正极11和负极9后,将带隔离物的正极11和负极9交替层叠,将带隔离物的正极11和负极9固定,从而得到电极组装体3。然后,将带隔离物的正极11的极耳14b通过导电构件12与正极端子4连接,并且将负极9的极耳16b通过导电构件13与负极端子5连接后,将电极组装体3收纳于壳体2内。
[第1实施方式]
图3是示出第1实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。图4是图3所示的电极层叠装置的俯视图。本实施方式的电极层叠装置20是将带隔离物的正极11和负极9交替层叠的装置。
电极层叠装置20具备正极搬运单元21、负极搬运单元22、正极供应用输送机23、负极供应用输送机24以及层叠单元25。
正极搬运单元21是将带隔离物的正极11蓄积并且依次进行搬运的第1搬运单元。正极搬运单元21具有:在上下方向上延伸的环状的循环构件26(第1循环构件);多个板状的支撑部27(第1支撑部),其装配于该循环构件26的外周面,支撑带隔离物的正极11;以及驱动部28(第1驱动部),其对循环构件26进行驱动。
循环构件26包括例如无端状的皮带。循环构件26架设于在上下方向上分离配置的2个辊26a,随着各辊26a的旋转而被带着转动。循环构件26通过这样旋转(回环)而使各支撑部27循环移动。另外,循环构件26能与2个辊26a一起在上下方向上移动。在此,从正极供应用输送机23供应的带隔离物的正极11被分配给如上述那样循环移动的各支撑部27。即,循环构件26发挥将由正极供应用输送机23供应的带隔离物的正极11分别分配给多个支撑部27的分配部的功能。
驱动部28使循环构件26旋转,并且使循环构件26在上下方向上移动。例如,虽未特别图示,但是驱动部28具有使辊26a旋转从而使循环构件26旋转(回环)的旋转用马达和通过升降机构(未图示)使循环构件26在上下方向上移动的升降用马达。此时,驱动部28使循环构件26在从电极层叠装置20的前侧(图3的纸面表侧)观看时按顺时针(图示箭头A方向)旋转。因此,正极供应用输送机23侧的支撑部27相对于循环构件26上升,层叠单元25侧的支撑部27相对于循环构件26下降。
负极搬运单元22是将负极9蓄积并且依次搬运的第2搬运单元。负极搬运单元22具有:在上下方向上延伸的环状的循环构件29(第2循环构件);多个板状的支撑部30(第2支撑部),其装配于该循环构件29的外周面,支撑负极9;以及驱动部31(第2驱动部),其对循环构件29进行驱动。
循环构件29与上述循环构件26同样包括例如无端状的皮带。循环构件29架设于在上下方向上分离配置的2个辊29a,随着各辊29a的旋转而被带着转动。循环构件29通过这样旋转(回环)而使各支撑部30循环移动。另外,循环构件29能与2个辊29a一起在上下方向上移动。在此,从负极供应用输送机24供应的负极9被分配给如上述那样循环移动的各支撑部30。即,循环构件29发挥将由负极供应用输送机24供应的负极9分别分配给多个支撑部30的分配部的功能。
驱动部31使循环构件29旋转,并且使循环构件29在上下方向上移动。例如,虽未特别图示,但是驱动部31具有使辊29a旋转从而使循环构件29旋转(回环)的旋转用马达和通过升降机构(未图示)使循环构件29在上下方向上移动的升降用马达。此时,驱动部31使循环构件29在从电极层叠装置20的前侧(图3的纸面表侧)观看时按逆时针(图示箭头B方向)旋转。因此,负极供应用输送机24侧的支撑部30相对于循环构件29上升,层叠单元25侧的支撑部30相对于循环构件29下降。
正极供应用输送机23将带隔离物的正极11向正极搬运单元21在水平方向上搬运,向正极搬运单元21的支撑部27供应带隔离物的正极11。负极供应用输送机24将负极9向负极搬运单元22在水平方向上搬运,向负极搬运单元22的支撑部30供应负极9。
从正极供应用输送机23移动放置到正极搬运单元21的支撑部27的带隔离物的正极11由于循环构件26的旋转而以暂时上升然后下降的方式循环移动。此时,在循环构件26的上部,带隔离物的正极11的表里发生反转。从负极供应用输送机24移动放置到负极搬运单元22的支撑部30的负极9由于循环构件29的旋转而以暂时上升然后下降的方式循环移动。此时,在循环构件29的上部,负极9的表里发生反转。
层叠单元25配置在正极搬运单元21和负极搬运单元22之间。如图5中也示出的那样,层叠单元25具有:在上下方向上延伸的环状的循环构件32;多个板状的层叠部33,其装配于该循环构件32的外周面,供带隔离物的正极11和负极9交替层叠;以及对循环构件32进行驱动的驱动部34(第3驱动部)。
与上述的循环构件26、29同样,循环构件32包括例如无端状的皮带。循环构件32架设于在上下方向上分离配置的2个辊32a,随着各辊32a的旋转而被带着转动。循环构件32通过这样旋转(回环)而使各层叠部33循环移动。另外,循环构件32能在上下方向上移动。在层叠部33设有供层叠体取出用输送机72(后述)的一部分进入的2个狭缝35。
驱动部34使循环构件32旋转,并且使循环构件32在上下方向上移动。具体地说,虽未特别图示,但是驱动部34具有使辊32a旋转从而使循环构件32旋转(回环)的旋转用马达。此时,驱动部34使循环构件29在双向(图示箭头C方向)上旋转。
在层叠单元25和正极搬运单元21之间配置有在上下方向上延伸的壁部36(第1壁部)。在壁部36设有供由后述的推出单元41推出的带隔离物的正极11通过的多个(在此为4个)狭缝37(第1狭缝)。各狭缝37在上下方向按等间隔配置。
在层叠单元25和负极搬运单元22之间配置有在上下方向上延伸的壁部38(第2壁部)。在壁部38设有供由后述的推出单元42推出的负极9通过的多个(在此为4个)狭缝39(第2狭缝)。各狭缝39的高度位置与各狭缝37的高度位置相同。
如图6所示,在壁部36的内侧面36a的各狭缝37的下侧部分和壁部38的内侧面38a的各狭缝39的下侧部分,分别设有使壁部36、38间的距离随着去往上方而变长的锥形40。
另外,电极层叠装置20具备推出单元41(第1推出单元)和推出单元42(第2推出单元)。
推出单元41在将带隔离物的正极11层叠的层叠区域中,将多个(在此为4个)带隔离物的正极11向上下多级(在此为上下4级)的层叠部33同时推出,由此将4个带隔离物的正极11同时层叠于4级的层叠部33。推出单元41具有将4个带隔离物的正极11一同推压的1对推压构件43和使该推压构件43向4级的层叠部33侧移动的驱动部44。驱动部44包括马达和连杆机构。
推出单元42在将负极9层叠的层叠区域中,将多个(在此为4个)负极9向多级(在此为上下4级)的层叠部33同时推出,由此将4个负极9同时层叠于4级的层叠部33。推出单元42具有将4个负极9一同推压的1对推压构件45和使该推压构件45向4级的层叠部33侧移动的驱动部46。驱动部46的构成与驱动部44是同样的。此外,驱动部44、46也可以具有液压缸(cylinder)等。
另外,电极层叠装置20具备将带隔离物的正极11的底缘11c的位置对齐的定位单元47和将负极9的底缘9c的位置对齐的定位单元48。定位单元47、48配置于将带隔离物的正极11和负极9层叠的层叠区域。带隔离物的正极11的底缘11c是带隔离物的正极11的与极耳14b侧相反的一侧的边缘。负极9的底缘9c是负极9的与极耳16b侧相反的一侧的边缘。
定位单元47具有:承接部49,其配置于正极搬运单元21的前侧(图3的纸面表侧),与带隔离物的正极11的底缘11c抵接;以及按压部50,其配置于正极搬运单元21的后侧,将带隔离物的正极11按压到承接部49。在承接部49并排设有多个自由辊。此外,承接部49也可以由表面容易打滑的树脂形成。
按压部50具有:对带隔离物的正极11进行推压的推压板51;以及使该推压板51向承接部49侧移动的驱动部52。驱动部52具有例如液压缸。推压板51固定于液压缸的活塞杆的顶端。在推压板51设有用于供带隔离物的正极11的极耳14b避让的狭缝51a。
定位单元48具有:承接部53,其配置于负极搬运单元22的前侧(图3的纸面表侧),与负极9的底缘9c抵接;以及按压部54,其配置在负极搬运单元22的后侧,将负极9按压到承接部53。承接部53的结构与承接部49是同样的。按压部54具有对负极9进行推压的推压板55和使该推压板55向承接部53侧移动的驱动部56。在推压板55设有用于供负极9的极耳16b避让的狭缝55a。驱动部56的构成与驱动部52是同样的。
另外,如图7所示,电极层叠装置20具备控制器60。控制器60包括CPU、RAM、ROM和输入输出接口等。控制器60具有:搬运控制部61,其控制正极搬运单元21的驱动部28和负极搬运单元22的驱动部31;层叠控制部62,其控制层叠单元25的驱动部34;推出控制部63,其控制推出单元41的驱动部44和推出单元42的驱动部46;以及定位控制部64,其控制定位单元47的驱动部52和定位单元48的驱动部56。
图8是示出将带隔离物的正极11和负极9层叠于层叠单元25的层叠部33时,由控制器60执行的控制处理顺序的一个例子的流程图。此外,在初始动作时,正极搬运单元21的循环构件26通过规定的间隔的间歇驱动而旋转,并且负极搬运单元22的循环构件29通过与循环构件26相同的间歇驱动向与循环构件26相反的方向旋转。
在图8中,控制器60首先判断是否到了电极层叠定时(步骤S101)。电极层叠定时的条件例如为支撑负极9的4个支撑部30是否到达了与各狭缝37的下端位置对应的位置。
控制器60在判断为到了电极层叠定时时,对驱动部28进行控制,从而在正极搬运单元21中,使循环构件26的旋转速度减慢为初始动作时的一半,并且以与循环构件26的旋转速度相同的速度使循环构件26上升(步骤S102)。在此,如图9所示,在将初始动作时支撑部27的移动量设为1的情况下,循环构件26的旋转带来的支撑部27的移动量为0.5,循环构件26的上升带来的支撑部27的移动量为0.5。因此,正极搬运单元21侧(以下,称为正极供应侧)的支撑部27的移动量为1,层叠单元25侧(以下,称为正极层叠侧)的支撑部27的移动量为0。因此,正极供应侧的支撑部27的上升量与初始动作时相同。另外,正极层叠侧的支撑部27的高度位置不变而固定。
此时,控制器60对驱动部28进行控制,从而将由正极搬运单元21搬运的4个带隔离物的正极11保持于与上下4级的层叠部33对应的高度位置。具体地说,控制器60对驱动部28进行控制,从而将4个带隔离物的正极11保持于壁部36的各狭缝37的高度位置。由此,能将4个带隔离物的正极11层叠于4级的层叠部33。
另外,控制器60对驱动部31进行控制,从而在负极搬运单元22中,使循环构件29的旋转速度减慢为初始动作时的一半,并且以与循环构件29的旋转速度相同的速度使循环构件29上升(步骤S103)。此外,步骤S103实际上与步骤S102是并行执行的。在此,如图9所示,在将初始动作时的支撑部30的移动量设为1的情况下,循环构件29的旋转带来的支撑部30的移动量为0.5,循环构件29的上升带来的支撑部30的移动量为0.5。因此,负极搬运单元22侧(以下,称为负极供应侧)的支撑部30的移动量为1,层叠单元25侧(以下,称为负极层叠侧)的支撑部30的移动量为0。因此,负极供应侧的支撑部30的上升量与初始动作时相同。另外,负极层叠侧的支撑部30的高度位置不变而固定。
此时,控制器60对驱动部31进行控制,从而将由负极搬运单元22搬运的4个负极9保持于与上下4级的层叠部33对应的高度位置。具体地说,控制器60对驱动部31进行控制,从而将4个负极9保持于壁部38的各狭缝39的高度位置。由此,能将4个负极9层叠于4级的层叠部33。
接着,控制器60对驱动部56进行控制,从而在定位单元48中,利用推压板55将4个负极9按压到承接部53(步骤S104)。由此,负极9的底缘9c被对位。
然后,控制器60对驱动部46进行控制,从而在推出单元42中,利用推压构件45将4个负极9向上下4级的层叠部33同时推出(步骤S105)。由此,将4个负极9同时层叠于4级的层叠部33(参照图10)。
接着,控制器60判断是否尚未将规定个数的电极分别层叠于4级的层叠部33(步骤S106)。控制器60在判断为尚未将规定个数的电极分别层叠于4级的层叠部33时,如图9所示,对驱动部34进行控制,从而在层叠单元25中,使4级的层叠部33相对于狭缝37、39下降1个电极的量(参照图11)(步骤S107)。也就是说,控制器60对驱动部34进行控制,使得带隔离物的正极11的层叠高度位置相对于狭缝37为固定。
接着,控制器60对驱动部31进行控制,从而在负极搬运单元22中,使循环构件29的旋转速度成为5倍速,并且使循环构件29以3倍的速度下降,以使负极层叠侧的支撑部30下降4级的量(步骤S108)。这样,如图9所示,循环构件29的旋转带来的支撑部30的移动量为2.5,循环构件29的下降带来的支撑部30的移动量为-1.5(-为下降)。因此,负极供应侧的支撑部30的移动量为1,负极层叠侧的支撑部30的移动量为-4。由此,负极供应侧的支撑部30的上升量与初始动作时相同,并且负极层叠侧的支撑部30下降4级的量(参照图12)。
然后,控制器60对驱动部31进行控制,从而使循环构件29返回原来的动作状态(步骤S103的状态)(步骤S109)。
另外,控制器60对驱动部52进行控制,从而在定位单元47中,利用推压板51将4个带隔离物的正极11按压到承接部49(步骤S110)。由此,带隔离物的正极11的底缘11c被定位。
然后,控制器60对驱动部28进行控制,从而在推出单元41中,利用推压构件43将4个带隔离物的正极11向4级的层叠部33同时推出(步骤S111)。由此,4个带隔离物的正极11被同时层叠于4级的层叠部33(参照图12)。此外,如图9所示,步骤S110和步骤S111实际与步骤S108并行执行。
接着,控制器60对驱动部34进行控制,从而在层叠单元25中,使4级的层叠部33相对于狭缝37、39下降1个电极的量(步骤S112)。也就是说,控制器60对驱动部34进行控制,使得负极9的层叠高度位置相对于狭缝39为固定。
接着,控制器60对驱动部28进行控制,从而在正极搬运单元21中,使循环构件26的旋转速度为5倍速,并且使循环构件26以3倍的速度下降,以使正极层叠侧的支撑部27下降4级的量(步骤S113)。这样,如图9所示,循环构件26的旋转带来的支撑部27的移动量为2.5,循环构件26的下降带来的支撑部27的移动量为-1.5(-为下降)。因此,正极供应侧的支撑部27的移动量为1,正极层叠侧的支撑部27的移动量为-4。由此,正极供应侧的支撑部27的上升量与初始动作时相同,并且正极层叠侧的支撑部27下降4级的量。
然后,控制器60对驱动部28进行控制,从而使循环构件26返回原来的动作状态(步骤S102的状态)(步骤S114)。然后,控制器60执行步骤S104和步骤S105。此外,如图9所示,步骤S104和步骤S105实际上与步骤S113并行执行。
控制器60在步骤S106中判断为已将规定个数的电极分别层叠于4级的层叠部33时,使本处理结束。
图10~图12是示出电极层叠装置20的动作状态的侧视图(包括一部分截面)。图10示出正极搬运单元21的正极层叠侧的支撑部27下降4级的量,并且利用推出单元42将4个负极9向4级的层叠部33同时推出,由此将4个负极9层叠于4级的层叠部33的状态。此时,当利用推出单元42推出负极9时,如图6的(a)所示,通过了壁部38的狭缝39的负极9落下而层叠于层叠部33。
图11示出在4级的层叠部33下降了1个电极的量的状态下,利用推出单元41将4个带隔离物的正极11向4级的层叠部33同时推出的状态。此时,4个带隔离物的正极11被保持于固定的高度位置。
图12示出了利用推出单元41将4个带隔离物的正极11向4级的层叠部33同时推出,由此4个带隔离物的正极11被层叠于负极9上,并且负极搬运单元22的负极层叠侧的支撑部30下降了4级的量的状态。此时,从正极供应用输送机23供应的带隔离物的正极11依次蓄积于正极搬运单元21的支撑部27。
进而,如图13和图14所示,电极层叠装置20具备将多个带隔离物的正极11和负极9层叠而成的层叠体70(参照图6的(b))取出的层叠体取出单元71。如图6中也示出的那样,层叠体取出单元71具有:用于取出层叠体70的2个层叠体取出用输送机72;支撑这些层叠体取出用输送机72且使其可上下移动的支撑体73;以及使层叠体取出用输送机72升降的驱动部74。
利用层叠体取出单元71取出层叠体70时,如图6的(b)所示,使各层叠体取出用输送机72上升,由此使各层叠体取出用输送机72通过层叠部33的狭缝35而与层叠体70的底面接触。这样,层叠体70被载置于各层叠体取出用输送机72上,利用各层叠体取出用输送机72搬运层叠体70。这样,层叠于上下4级的层叠部33的层叠体70从下级侧被依次取出。
在如以上这样的本实施方式中,在将由正极搬运单元21搬运的多个带隔离物的正极11保持于与多级的层叠部33对应的高度位置的状态下,利用推出单元41将多个带隔离物的正极11向多级的层叠部33同时推出,由此将多个带隔离物的正极11同时层叠于多级的层叠部33。另外,在将由负极搬运单元22搬运的多个负极9保持于与多级的层叠部33对应的高度位置的状态下,利用推出单元42将多个负极9对多级的层叠部33同时推出,由此将多个负极9同时层叠于多级的层叠部33。这样,将多个带隔离物的正极11和多个负极9分别同时层叠于多级的层叠部33,因此,即使带隔离物的正极11和负极9对层叠部33的供应速度下降,也能确保带隔离物的正极11和负极9的层叠的高速化。通过使带隔离物的正极11和负极9对层叠部33的供应速度下降,在将带隔离物的正极11和负极9层叠于层叠部33时,即使带隔离物的正极11碰到壁部38,负极9碰到壁部36,也不易发生带隔离物的正极11的正极活性物质层15和负极9的负极活性物质层17的剥离。由此,能抑制正极活性物质层15和负极活性物质层17的剥离。
另外,多个带隔离物的正极11被保持在设于壁部36的多个狭缝37的高度位置,多个负极9被保持在设于壁部38的多个狭缝39的高度位置。因此,当利用推出单元41将多个带隔离物的正极11向多级的层叠部33同时推出时,多个带隔离物的正极11通过各狭缝37而可靠地层叠于各层叠部33,并且当利用推出单元42将多个负极9向多级的层叠部33同时推出时,多个负极9通过各狭缝39而可靠地层叠于各层叠部33。
而且,在壁部36的内侧面36a的各狭缝37的下侧部分和壁部38的内侧面38a的各狭缝39的下侧部分,分别设有使壁部36、38间的距离随着去往上方而变长的锥形40,因此通过了狭缝37的带隔离物的正极11和通过了狭缝39的负极9容易落下到层叠部33。其结果是,带隔离物的正极11和负极9容易层叠于层叠部33。
另外,带隔离物的正极11和负极9的层叠高度位置相对于壁部36的狭缝37和壁部38的狭缝39是固定的,因此与带隔离物的正极11和负极9的层叠数量无关,带隔离物的正极11和负极9的落下距离是均等的。
而且,在带隔离物的正极11的底缘11c和负极9的底缘9c的位置被对齐的状态下,将带隔离物的正极11和负极9向层叠部33推出,因此在层叠部33中能定位精度良好地将带隔离物的正极11和负极9层叠。
此时,当利用按压部50、54将带隔离物的正极11和负极9按压到承接部49、53时,带隔离物的正极11的底缘11c和负极9的底缘9c抵接于承接部49、53,因此能将带隔离物的正极11的底缘11c和负极9的底缘9c的位置准确地对齐。
另外,定位单元47、48配置在与推出单元41、42相同的层叠区域,因此在带隔离物的正极11和负极9被向层叠部33推出时,不易发生带隔离物的正极11和负极9的位置偏移。
此外,在本实施方式中,虽然定位单元47、48配置在与推出单元41、42相同的层叠区域,但是定位单元47、48的配置位置也可以是配置有推出单元41、42的层叠区域的上方。在这种情况下,能同时进行带隔离物的正极11和负极9的定位、以及带隔离物的正极11和负极9向层叠部33的推出,因此能使两者的动作速度变慢。另外,在本实施方式中,使用环状的循环构件26、29进行支撑部27、30对电极(带隔离物的正极11或者负极9)的接收和电极向层叠单元25的层叠,由此能实现高效率的连续作业。具体地说,由于循环构件26、29呈环状,而不需要用于使支撑部27、30复原为原来的位置的返回动作等,由此能实现高效的连续动作。
图15是示出在上述第1实施方式的层叠部的变形例中层叠有带隔离物的正极11和负极9的状态的放大截面图,是与图6的(b)对应的图。图16是图15所示的层叠部的立体图。
在图15和图16中,本变形例的层叠部77具有:载置带隔离物的正极11和负极9的板状的基台78;以及截面为U字状的侧壁79,其竖立设置于该基台78,将带隔离物的正极11的底缘11c和侧缘11d(参照图4)以及负极9的底缘9c和侧缘9d(参照图4)定位。在基台78设有上述的狭缝35。侧壁79的两侧面分别固定于壁部36、38。
在本变形例中,在将带隔离物的正极11和负极9层叠于多级的层叠部77时,不会使多级的层叠部77在上下方向上移动。因此,控制器60的控制处理变容易。
此外,如图17所示,层叠部77也可以在倾斜成基台78的前侧(图3的纸面表侧)比基台78的后侧低的状态下被壁部36、38支撑。在这种构成中,向层叠部77推出的带隔离物的正极11和负极9在层叠部77内抵接于侧壁79的后侧的内壁面而被定位。在这种情况下,利用层叠部77的倾斜进行带隔离物的正极11和负极9的前后方向上的定位,因此能省略定位单元47、48。
图18是示出在上述第1实施方式的层叠部的另一变形例中层叠有带隔离物的正极11和负极9的状态的放大截面图,是与图15对应的图。
在图18中,本变形例的层叠部95具有分别固定于壁部36、38的层叠支撑部96和可分离地支撑于该层叠支撑部96上的层叠夹具97。在层叠支撑部96设有供层叠体取出用输送机72的一部分进入的2个狭缝98。层叠夹具97具有:板状的基台97a,其载置带隔离物的正极11和负极9;以及截面为U字状的侧壁97b,其竖立设置于该基台97a,将带隔离物的正极11的底缘11c和侧缘11d(参照图4)以及负极9的底缘9c和侧缘9d(参照图4)定位。虽未特别图示,但是在层叠支撑部96的上表面突出设置有凸部,在层叠夹具97的底面设有凹部,凸部和凹部嵌合,从而将层叠夹具97相对于层叠支撑部96定位。
在带隔离物的正极11和负极9的层叠完成后,层叠夹具97跨上各层叠体取出用输送机72,从而将凸部和凹部的嵌合松脱,利用各层叠体取出用输送机72将层叠体70与层叠夹具97一同搬运。这样,在层叠体70的搬运时,层叠体70被收纳在层叠夹具97内,因此能抑制层叠体70的搬运偏移等。
[第2实施方式]
图19是示出第2实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。图20是图19所示的电极层叠装置的俯视图。在图19和图20中,本实施方式的电极层叠装置80具备定位单元81、82来代替上述第1实施方式中的定位单元47、48。
定位单元81配置在推出单元41的上方,定位单元82配置在推出单元42的上方。定位单元81、82包括将带隔离物的正极11和负极9分别向下方引导的1对导板83A、83B。导板83A、83B以分别从两侧夹着正极搬运单元21和负极搬运单元22中的电极层叠侧的多个支撑部27、30的方式相对配置。在导板83B设有用于供带隔离物的正极11的极耳14b和负极9的极耳16b避让的狭缝84。
如图21所示,导板83A、83B具有:将带隔离物的正极11的底缘11c和负极9的底缘9c的位置对齐的定位部85;以及锥形部86,其配置在该定位部85的上侧,使导板83A、83B的间隔随着去往下方而变窄。
在这种定位单元81、82中,带隔离物的正极11和负极9随着正极搬运单元21和负极搬运单元22中的电极层叠侧的多个支撑部27、30的下降而下降,随之带隔离物的正极11和负极9沿着导板83A、83B被定位,由此带隔离物的正极11的底缘11c和负极9的底缘9c的位置对齐。
在本实施方式中,不使用促动器等,就能用简单的构成将带隔离物的正极11的底缘11c和负极9的底缘9c的位置对齐。
[第3实施方式]
图22是示出第3实施方式的电极层叠装置的侧视图(包括一部分截面)。图23是图22所示的电极层叠装置的俯视图。在图22和图23中,在本实施方式的电极层叠装置90中,壁部36的各狭缝37的高度位置和壁部38的各狭缝39的高度位置交替错开。具体地说,各狭缝37的高度位置比各狭缝39的高度位置高。另外,推出单元41的驱动部44和推出单元42的驱动部46包括1对液压缸。
层叠控制部62(参照图7)对驱动部34(参照图5)进行控制,使得带隔离物的正极11和负极9的层叠高度位置相对于狭缝37和狭缝39为固定。具体地说,层叠控制部62在利用推出单元41将带隔离物的正极11层叠于4级的层叠部33时,对驱动部34进行控制以使4级的层叠部33上升,在利用推出单元42将负极9层叠于4级的层叠部33时,对驱动部34进行控制以使4级的层叠部33下降。
在上述第1~第3实施方式中,在将带隔离物的正极11和负极9层叠于层叠部33时,通过了狭缝37的带隔离物的正极11碰到壁部38的内侧面38a而定位,通过了狭缝39的负极9碰到壁部36的内侧面36a而定位。
此外,在上述第1~第3实施方式中,各狭缝37的高度位置比各狭缝39的高度位置高,但是各狭缝39的高度位置也可以比各狭缝37的高度位置高。在这种情况下,在将带隔离物的正极11层叠于4级的层叠部33时,使4级的层叠部33下降,在将负极9层叠于4级的层叠部33时,使4级的层叠部33上升。
另外,例如在上述第1~第3实施方式中,层叠单元25具有:在上下方向上延伸的环状的循环构件32;以及多个板状的层叠部33,其装配于该循环构件32的外周面,供带隔离物的正极11和负极9交替层叠。但是,层叠单元的结构没有特别限定,只要有供带隔离物的正极11和负极9交替层叠的多级的层叠部即可。
此外,也能如下说明上述第1~第3实施方式的电极层叠装置20、80、90的各构成要素。电极层叠装置20、80、90是将由正极供应用输送机23(搬运装置)和负极供应用输送机24(搬运装置)供应的电极(带隔离物的正极11和负极9)层叠,形成层叠体70(电极层叠体)的装置。电极层叠装置20、80、90具备支撑部27、30(电极支撑部)、循环构件26、29、层叠单元25、推出单元41、42以及控制器60(控制部)。支撑部27、30接收由正极供应用输送机23和负极供应用输送机24供应的带隔离物的正极11和负极9,支撑带隔离物的正极11和负极9。循环构件26、29呈在上下方向上延伸的环状,在其外周面装配有支撑部27、30。层叠单元25隔着循环构件26配置在正极供应用输送机23的相反侧,并且隔着循环构件29配置在负极供应用输送机24的相反侧,具有供带隔离物的正极11和负极9层叠的多级的层叠部33。推出单元41将多个被支撑部27支撑的带隔离物的正极11向多级的层叠部33同时推出。推出单元42将多个被支撑部30支撑的负极9向多级的层叠部33同时推出。控制器60控制循环构件26、29的循环和升降以及推出单元41、42的动作。控制器60对推出单元41的动作进行控制,从而以比正极供应用输送机23对带隔离物的正极11的搬运速度慢的速度将带隔离物的正极11向层叠部33推出。另外,控制器60对推出单元42的动作进行控制,从而以比负极供应用输送机24对负极9的搬运速度慢的速度将负极9向层叠部33推出。
在如以上那样的电极层叠装置20、80、90中,对支撑部27、30依次供应的电极(带隔离物的正极11或者负极9)同时被推出到各不相同的层叠部33而被层叠。这样,通过将比依次供应的电极的数量多的电极同时推出并层叠,能使将电极向层叠部33推出时的排出速度比搬运装置(正极供应用输送机23或者负极供应用输送机24)对电极的搬运速度(供应速度)慢。由此,能防止电极层叠的步调降低,并且能抑制电极层叠时电极的位置偏移。因此,根据电极层叠装置20、80、90,能抑制装置的大型化并且实现层叠速度的高速化。
另外,正极搬运单元21也可以具有图24的(a)所示的支撑部99A来代替板状的支撑部27。支撑部99A是具有底壁99a和一对侧壁99b、99c的截面为U字状的构件。底壁99a是装配于循环构件26的外周面的矩形板状构件。一对侧壁99b、99c是竖立设置于循环构件26循环的方向上的底壁99a的两缘部的矩形板状构件。一对侧壁99b、99c相互相对,按能收纳带隔离物的正极11的程度分离。底壁99a和侧壁99b、99c例如由不锈钢等金属形成为一体。
在此,考虑以使在支撑部99A相对于循环构件26上升的区间中侧壁99b位于比侧壁99c靠下侧的位置的方式将支撑部99A装配于循环构件26的情况。在这种情况下,在支撑部99A从正极供应用输送机23接收了带隔离物的正极11的紧后,带隔离物的正极11被侧壁99b支撑。然后,当该支撑部99A转为相对于循环构件26下降时,带隔离物的正极11由于重力而离开侧壁99b,变化为由侧壁99c支撑的状态。
侧壁99b的表面也可以由与侧壁99c相比不易打滑的材质(例如橡胶等)形成。或者,侧壁99b也可以具有将带隔离物的正极11吸附于侧壁99b的表面的吸附功能。由此,能使从正极供应用输送机23供应而在侧壁99b上滑走的带隔离物的正极11的速度减速,能缓和带隔离物的正极11与底壁99a碰撞时的冲击。即,侧壁99b发挥缓和支撑部99A接收带隔离物的正极11时对带隔离物的正极11的冲击的冲击缓和部的功能。其结果是,在带隔离物的正极11被供应给支撑部99A时,能抑制带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。
另外,正极搬运单元21也可以具有图24的(b)所示的支撑部99B来代替板状的支撑部27。支撑部99B与支撑部99A的不同之处在于在底壁99a的内侧表面设有海绵等的缓冲件99d,其它的构成与支撑部99A同样。在使用支撑部99B的情况下,从正极供应用输送机23供应的带隔离物的正极11虽然会与缓冲件99d碰撞,但是碰撞的冲击被缓冲件99d缓和。即,缓冲件99d发挥缓和支撑部99B接收带隔离物的正极11时对带隔离物的正极11的冲击的冲击缓和部的功能。其结果是,在将带隔离物的正极11供应给支撑部99B时,能抑制带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。
此外,负极搬运单元22也同样可以使用上述支撑部99A或者支撑部99B来代替板状的支撑部30。在这种情况下得到的效果与上述效果同样。即,在负极搬运单元22中使用支撑部99A或者支撑部99B的情况下,在将负极9供应给支撑部99A或者支撑部99B时,能抑制负极9的负极活性物质层17的剥离。
另外,在电极层叠装置20、80、90中,推出单元41也可以代替推压构件43而具有被设为能进入壁部36的狭缝37内的尺寸的推压构件。根据这种推压构件,能将带隔离物的正极11压入到带隔离物的正极11的整体通过狭缝37的位置,能将带隔离物的正极11适当地引导到层叠部33。另外,不需要将带隔离物的正极11大力压入狭缝37内,因此能减少带隔离物的正极11与壁部38的内侧面38a碰撞而正极活性物质层15剥离的可能性。同样,推出单元42也可以代替推压构件45而具有被设为能进入壁部38的狭缝39内的尺寸的推压构件。根据这种推压构件,能将负极9压入到负极9的整体通过狭缝39的位置,能将负极9适当地引导到层叠部33。另外,不需要将负极9大力压入狭缝39内,因此能减少负极9与壁部36的内侧面36a碰撞而负极活性物质层17剥离的可能性。
[第4实施方式]
参照图25~图30说明第4实施方式的电极层叠装置100。图25是示出电极层叠装置100的侧视图(包括一部分截面)。图26是电极层叠装置100的俯视图。图27是图25的A-A线截面图,图28是图25的B-B线截面图,图29是图25的C-C线截面图。图30是示出电极层叠装置100的控制系统的构成的图。
电极层叠装置100具备正极供应用输送机110(搬运装置)、负极供应用输送机120(搬运装置)、正极接收部130、负极接收部140、转动板150、160(电极分配部)、推压构件170、180(推出部)以及层叠单元190。另外,与第1实施方式的电极层叠装置20同样,电极层叠装置100具备用于使电极层叠装置20所具备的各机构进行动作的驱动部以及控制该驱动部的控制器101(控制部)。
正极供应用输送机110将带隔离物的正极11向正极接收部130在水平方向上搬运,通过转动板150将带隔离物的正极11供应给正极接收部130(后述的支撑部132)。负极供应用输送机120将负极9向负极接收部140在水平方向上搬运,通过转动板160将负极9供应给负极接收部140(后述的支撑部142)。
正极接收部130具有:在上下方向上延伸的壁部131;设于壁部131的多个支撑部132(电极支撑部);以及活门(shutter)133。
支撑部132是使从正极供应用输送机110供应的带隔离物的正极11暂时停止而进行支撑的构件,竖立设置于壁部131的外壁面131a。如图25和图27所示,在本实施方式中,作为一个例子,在壁部131的上侧部分,在上下方向上按等间隔配置有4个支撑部132A。同样,在壁部131的下侧部分,在上下方向上按等间隔配置有4个支撑部132B。
支撑部132具有:载置带隔离物的正极11的板状的基台132a;以及侧壁132b,其沿着基台132a的前侧(图25的纸面表侧)的缘部竖立设置,将带隔离物的正极11的底缘11c定位。如图27所示,支撑部132在倾斜成基台132a的前侧比后侧低的状态下支撑于壁部131。根据该构成,供应到支撑部132的带隔离物的正极11在基台132a上抵接于侧壁132b的内壁面而被定位。在此,如图26所示,在俯视时,支撑部132的前端部配置在比转动板150的前端部靠前侧的位置。其理由如下。即,为了防止后述的推压构件170和后述的进行转动动作的转动板150的干扰,需要将推压构件170和转动板150配置为在俯视时不相互重叠。根据这种配置,为了能利用推压构件170将被支撑部132支撑的带隔离物的正极11推出,也将支撑部132的前端部配置在比转动板150的前端部靠前侧的位置。此外,这样,即使支撑部132的前后方向的位置从转动板150的位置发生了偏移,由于如上述那样倾斜成支撑部132的基台132a的前侧比后侧低,因而也能适当地进行前后方向上的带隔离物的正极11的定位。即,从转动板150交接到支撑部132的基台132a上的带隔离物的正极11在基台132a上由于重力而滑落到侧壁132b侧,带隔离物的正极11的底缘11c抵接于侧壁132b。
在壁部131设有用于供带隔离物的正极11通过的多个(在此为上侧4个和下侧4个共8个)的狭缝131b。上侧4个狭缝131b和下侧4个狭缝131b分别在上下方向上按等间隔配置。各狭缝131b与各支撑部132对应设置。在本实施方式中,作为一个例子,如图25所示,狭缝131b的底面被设为与该狭缝131b所对应的支撑部132的基台132a的上表面齐平。由此,载置于基台132a上的带隔离物的正极11在由后述的推压构件170推出时,能顺利地通过狭缝131b。
活门133使设于壁部131的狭缝131b的入口(外壁面131a侧的入口)开闭。在本实施方式中,作为一个例子,正极接收部130具有用于使上侧4个狭缝131b的入口开闭的活门133A;以及用于使下侧4个狭缝131b的入口开闭的活门133B。如图27所示,在本实施方式中,作为一个例子,各活门133设为梳状,从而能将在上下方向上按等间隔配置的4个狭缝131b的入口开闭。活门133装配为能相对于外壁面131a在上下方向上滑动。分别利用驱动部134A、134B使活门133A、133B在上下方向上滑动移动。在图27所示的状态中,活门133A、133B分别位于能上下移动的范围中的最低位置,遮挡了4个狭缝131b的入口。当由驱动部134A、134B使活门133A、133B从该状态向上方移动时,各狭缝131b的入口成为开放的状态。
活门133在将狭缝131b的入口关闭的状态下,还具有使从正极供应用输送机110通过转动板150供应给支撑部132的带隔离物的正极11停止的功能。具体地说,在将带隔离物的正极11供应给支撑部132时,通过设为由活门133遮挡狭缝131b的入口的状态,能使带隔离物的正极11与活门133碰撞而停止。在此,活门133由例如海绵等柔软的材料形成。这样,通过用柔软的材料形成活门133,能缓和带隔离物的正极11与活门133碰撞时的冲击。即,活门133发挥缓和支撑部132接收带隔离物的正极11时对带隔离物的正极11的冲击的冲击缓和部的功能。
负极接收部140隔着层叠单元190与正极接收部130相对配置。负极接收部140具有:在上下方向上延伸的壁部141;设于壁部141的多个支撑部142(电极支撑部);以及活门143。
支撑部142是使从负极供应用输送机120供应的负极9暂时停止而进行支撑的构件,竖立设置于壁部141的外壁面141a。如图25和图28所示,在本实施方式中,作为一个例子,在壁部141的上侧部分,在上下方向上按等间隔配置有4个支撑部142A。同样,在壁部141的下侧部分,在上下方向上按等间隔配置有4个支撑部142B。在本实施方式中,作为一个例子,4个支撑部142A和4个支撑部142B的高度位置与4个支撑部132A和4个支撑部132B的高度位置相同。
支撑部142具有:载置负极9的板状的基台142a;以及侧壁142b,其沿着基台142a的前侧(图25的纸面表侧)的缘部竖立设置,将负极9的底缘9c定位。如图28所示,支撑部142在倾斜成基台142a的前侧比后侧低的状态下支撑于壁部141。根据该构成,供应到支撑部142的负极9在基台142a上抵接于侧壁142b的内壁面而被定位。在此,如图26所示,在俯视时,支撑部142的前端部配置于比转动板160的前端部靠前侧的位置。其理由如下。即,为了防止后述的推压构件180和后述的进行转动动作的转动板160的干扰,需要将推压构件180和转动板160配置为俯视时不相互重叠。根据这种配置,为了能利用推压构件180将被支撑部142支撑的负极9推出,也将支撑部142的前端部配置在比转动板160的前端部靠前侧的位置。此外,这样,即使支撑部142的前后方向的位置从转动板160的位置发生了偏移,由于如上述那样倾斜成支撑部142的基台142a的前侧比后侧低,因而也能适当地进行前后方向上的负极9的定位。即,从转动板160交接到支撑部142的基台142a上的负极9在基台142a上会由于重力而滑落到侧壁142b侧,负极9的底缘9c抵接于侧壁142b。
在壁部141设有多个(在此为上侧4个和下侧4个共8个)用于供负极9通过的狭缝141b。上侧4个狭缝141b和下侧4个狭缝141b分别在上下方向上按等间隔配置。各狭缝141b与各支撑部142对应设置。在本实施方式中,作为一个例子,如图25所示,狭缝141b的底面被设为与该狭缝141b所对应的支撑部142的基台142a的上表面齐平。由此,载置于基台142a上的负极9在由后述的推压构件180推出时,能顺利地通过狭缝141b。
活门143使设于壁部141的狭缝141b的入口(外壁面141a侧的入口)开闭。在本实施方式中,作为一个例子,负极接收部140具有:用于使上侧4个狭缝141b的入口开闭的活门143A;以及用于使下侧4个狭缝141b的入口开闭的活门143B。如图28所示,在本实施方式中,作为一个例子,各活门143设为梳状,从而能使在上下方向上按等间隔配置的4个狭缝141b的入口开闭。活门143装配为能相对于外壁面141a在上下方向上滑动。分别利用驱动部144A、144B使活门143A、143B在上下方向上滑动移动。在图28所示的状态中,下侧的活门143B位于能上下移动的范围中的最低位置,遮挡4个狭缝141b的入口。另一方面,上侧的活门143A位于可上下移动的范围中的最高位置,使4个狭缝141b的入口开放。
活门143在使狭缝141b的入口关闭的状态下,还具有使从负极供应用输送机120通过转动板160供应给支撑部142的负极9停止的功能。具体地说,在对支撑部142供应负极9时,通过设为由活门143遮挡狭缝141b的入口的状态,能使负极9与活门143碰撞而停止。在此,活门143由例如海绵等柔软的材料形成。这样,通过用柔软的材料形成活门143,能缓和负极9与活门143时的冲击。即,活门143发挥缓和支撑部142接收负极9时对负极9的冲击的冲击缓和部的功能。
转动板150配置在正极供应用输送机110和正极接收部130之间,将从正极供应用输送机110依次供应的带隔离物的正极11分别分配给多个支撑部132。如图25所示,转动板150设为能将带隔离物的正极11的搬运方向上的上游侧(正极供应用输送机110侧)的端部作为转动轴转动。转动板150利用驱动部151而转动。在本实施方式中,作为一个例子,转动板150的倾斜角度设定为作为能对8个支撑部132分别供应带隔离物的正极11的倾斜角度而预先设定的8个阶段的倾斜角度中的任意一个。通过利用驱动部151变更转动板150的倾斜角度,带隔离物的正极11被供应给与该倾斜角度相应的支撑部132。此外,在本实施方式中,作为一个例子,下侧4个支撑部132B设有用于将从转动板150排出的带隔离物的正极11引导到各支撑部132B的斜坡构件155。
如图26所示,转动板150具有:载置带隔离物的正极11的板状的基台150a;以及侧壁150b,其沿着基台150a的前侧的缘部竖立设置,将带隔离物的正极11的底缘11c定位。转动板150也可以与支撑部132同样,以基台150a的前侧比后侧低的方式倾斜。根据该构成,供应到转动板150的带隔离物的正极11在基台150a上会抵接于侧壁150b的内壁面而被定位。
转动板160配置于负极供应用输送机120和负极接收部140之间,将从负极供应用输送机120依次供应的负极9分别分配给多个支撑部142。如图25所示,转动板160设为能将负极9的搬运方向上的上游侧(负极供应用输送机120侧)的端部作为转动轴转动。转动板160利用驱动部161而转动。在本实施方式中,作为一个例子,转动板160的倾斜角度设定为作为能对8个支撑部142分别供应负极9的倾斜角度而预先设定的8个阶段的倾斜角度中的任意一个。通过利用驱动部161变更转动板160的倾斜角度,负极9被供应给与该倾斜角度相应的支撑部142。此外,在本实施方式中,作为一个例子,下侧4个支撑部142B设有用于将从转动板160排出的负极9引导到各支撑部142B的斜坡构件165。
如图26所示,转动板160具有:载置负极9的板状的基台160a;以及侧壁160b,其沿着基台160a的前侧的缘部竖立设置,将负极9的底缘9c定位。转动板160也可以与支撑部142同样,以基台160a的前侧比后侧低的方式倾斜。根据该构成,供应到转动板160的负极9在基台160a上会抵接于侧壁160b的内壁面而被定位。
推压构件170将被多个支撑部132分别支撑的多个带隔离物的正极11分别通过狭缝131b向层叠单元190排出。如图25所示,在本实施方式中,作为一个例子,多个(在此为8个)推压构件170与多个支撑部132分别对应设置。各推压构件170分别设于与对应的狭缝131b相同的高度位置。
另外,在各推压构件170中抵接于带隔离物的正极11而将该带隔离物的正极11压入的部分的尺寸形成为能通过狭缝131b内的尺寸。由此,各推压构件170能通过狭缝131b内,将带隔离物的正极11推出到后述的层叠部191中预定的层叠位置。其结果是,能适当地进行层叠于层叠部191的带隔离物的正极11的左右方向(从图25的纸面表侧观看的左右方向)上的定位。即,不是使带隔离物的正极11与例如壁部141等碰撞来进行定位,而是仅通过推压构件170的推出动作就能进行层叠于层叠部191的带隔离物的正极11的左右方向上的定位。由此,能抑制层叠时对带隔离物的正极11的冲击,能抑制带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。各推压构件170设为能利用例如由马达、连杆机构以及液压缸等构成的驱动部171在左右方向上进行活塞运动。
在此,各推压构件170可以独立进行动作,但是也可以例如对与上侧4个支撑部132A对应设置的4个推压构件170A使用共用的驱动部171A,从而同时进行上侧4个推压构件170A的推出动作。同样,也可以对与下侧4个支撑部132B对应设置的4个推压构件170B使用共用的驱动部171B,从而同时进行下侧4个推压构件170B的推出动作。这样,通过将用于使分别载置于多个(在此为4个)支撑部132的带隔离物的正极11排出的推压构件170的驱动机构共用化,能使排出带隔离物的正极11的机构单纯化,能使电极层叠装置100的构成简单化。
推压构件180将被多个支撑部142分别支撑的多个负极9分别通过狭缝141b向层叠单元190排出。如图25和图28所示,在本实施方式中,作为一个例子,多个(在此为8个)推压构件180与多个支撑部142分别对应设置。各推压构件180分别设于与对应的狭缝141b相同的高度位置。
另外,在各推压构件180中抵接于负极9而将该负极9压入的部分的尺寸形成为能通过狭缝141b内的尺寸。由此,各推压构件180能通过狭缝141b内,将负极9推出到后述的层叠部191中预定的层叠位置。其结果是,能适当地进行层叠于层叠部191的负极9的左右方向上的定位。即,不是使负极9与例如壁部131等碰撞来进行定位,而是仅通过推压构件180的推出动作就能进行层叠于层叠部191的负极9的左右方向上的定位。由此,能抑制层叠时对负极9的冲击,能抑制负极9的负极活性物质层17的剥离。各推压构件180设为能利用例如由马达、连杆机构以及液压缸等构成的驱动部181在左右方向上进行活塞运动。
在此,各推压构件180可以独立进行动作,但是也可以对例如与上侧4个支撑部142A对应设置的4个推压构件180A使用共用的驱动部181A,从而同时进行上侧4个推压构件180A的推出动作。同样,也可以对下侧4个支撑部142B所对应设置的4个推压构件180B使用共用的驱动部181B,从而同时进行下侧4个推压构件180B的推出动作。这样,通过将用于使分别载置于多个(在此为4个)支撑部142的负极9排出的推压构件180的驱动机构共用化,能使排出负极9的机构单纯化,能使电极层叠装置100的构成简单化。
层叠单元190配置在正极接收部130的壁部131和负极接收部140的壁部141之间。层叠单元190具有用于将通过设于壁部131的各狭缝131b供应的带隔离物的正极11和通过设于壁部141的各狭缝141b供应的负极9层叠的多个(在此为8个)层叠部191。另外,层叠单元190具有用于变更层叠部191的高度位置的驱动部192。此外,在本实施方式中省略了层叠单元190的详细构成的图示,但是层叠单元190也可以构成为例如与第1实施方式的层叠单元25同样在上下方向上延伸的环状的循环构件的外周面装配有多个层叠部191。根据这种构成,多个层叠部191利用循环构件的驱动在上下方向上自由移动。另外,层叠单元190也可以构成为能独竖立设置定各层叠部191的高度。在层叠单元190为这种构成的情况下,例如能使变更上侧4个层叠部191的高度位置的定时与变更下侧4个层叠部191的高度位置的定时不同。由此,能关于上侧和下侧分别以适当的定时执行后述的层叠部191的下降动作。
如图26和图29所示,层叠部191具有:供带隔离物的正极11和负极9交替层叠的板状的基台191a;以及侧壁191b,其沿着基台191a的前侧的缘部竖立设置,将带隔离物的正极11的底缘11c和负极9的底缘9c定位。层叠部191也可以是以基台191a的前侧比后侧低的方式倾斜。根据该构成,供应到层叠部191的带隔离物的正极11和负极9在基台191a上抵接于侧壁191b的内壁面而被定位。
在初始状态(1个电极也没有层叠的状态)中,层叠部191的高度位置设定于基台191a的上表面与狭缝131b的上表面及狭缝141b的上表面齐平的位置(或者比该高度位置略低的位置)。由此,载置于支撑部132的基台132a的带隔离物的正极11由推压构件170推出,从而能从基台132a通过狭缝131b顺利地移动到层叠部191的基台191a上。同样,载置于支撑部142的基台142a的负极9由推压构件180推出,从而能从基台142a通过狭缝141b顺利地移动到层叠部191的基台191a上。
当将电极(带隔离物的正极11或者负极9)层叠于层叠部191时,通过控制器101对驱动部192的控制,层叠部191下降1个电极的量。通过这种动作,能将形成于层叠部191的基台191a上的电极层叠体的上表面相对于狭缝131b的上表面和狭缝141b的上表面的相对高度位置保持为固定。由此,能与层叠部191中的带隔离物的正极11和负极9的层叠个数无关地使带隔离物的正极11和负极9的层叠条件(落下距离等)均等。其结果是,能使带隔离物的正极11和负极9的层叠动作稳定化。
电极层叠装置100的控制器101包括CPU、RAM、ROM和输入输出接口等。如图30所示,控制器101具有:分配控制部102,其控制使转动板150、160转动的驱动部151、161;活门控制部103,其控制使活门133A、133B、143A、143B进行滑动动作的驱动部134A、134B、144A、144B;推出控制部104,其控制使推压构件170A、170B、180A、180B执行推出动作的驱动部171A、171B、181A、181B;以及层叠控制部105,其控制变更层叠部191的高度位置的驱动部192。以下,对通过控制器101的控制实现的电极层叠装置100的层叠动作的一个例子进行说明。
首先,说明从正极供应用输送机110依次供应的带隔离物的正极11被层叠于各个层叠部191为止的动作。在此,带隔离物的正极11按规定的时间间隔从正极供应用输送机110连续供应。每当从正极供应用输送机110向转动板150供应了1个带隔离物的正极11时,控制器101就控制驱动部151,变更转动板150的倾斜角度。通过这种控制能实现以下的动作。即,在转动板150的倾斜角度为图25所示的状态的情况下,带隔离物的正极11被供应给最上方的支撑部132。然后,控制器101控制驱动部151,使转动板150向带隔离物的正极11的搬运方向(从图25的纸面表侧观看的情况下的右方向)向下方倾斜1级,由此,接下来供应的带隔离物的正极11会被供应给从上方起第2个支撑部132。这样,通过依次变更转动板150的倾斜角度,从而对8个支撑部132按顺序分配带隔离物的正极11(分配工序)。
在带隔离物的正极11被供应给上侧4个支撑部132A中的任意一个时,控制器101通过控制驱动部134A来使上侧的活门133A下降,使其成为遮挡壁部131的狭缝131b的状态。由此,从正极供应用输送机110通过转动板150供应给支撑部132A的带隔离物的正极11与活门133A碰撞,暂时停止在支撑部132A的基台132a上。同样,在带隔离物的正极11被供应给下侧4个支撑部132B中的任意一个时,控制器101通过控制驱动部134B来使下侧的活门133B下降,使其成为遮挡壁部131的狭缝131b的状态。由此,从正极供应用输送机110通过转动板150供应给支撑部132B的带隔离物的正极11与活门133B碰撞,暂时停止在支撑部132B的基台132a上。如上所述,活门133A、133B是由海绵等柔软材料形成的,因而对带隔离物的正极11的冲击被缓和,不易发生带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。
在上述的分配工序中,当完成对上侧4个支撑部132A供应带隔离物的正极11,而开始对下侧4个支撑部132B供应带隔离物的正极11时,控制器101对活门133A和推压构件170A的动作进行控制,从而将被上侧4个支撑部132A支撑的带隔离物的正极11分别排出到对应的层叠部191(排出工序)。具体地说,控制器101通过控制驱动部134A来使上侧的活门133A上升,使壁部131的狭缝131b成为开放的状态。然后,控制器101通过控制驱动部171A来使与上侧4个支撑部132A对应设置的4个推压构件170A执行推出动作。由此,被支撑部132A支撑的带隔离物的正极11通过狭缝131b被推出到层叠部191。其结果是,带隔离物的正极11被新层叠于层叠部191的基台191a上(或者包括已经层叠好的电极的层叠体上)。这样,当层叠部191上层叠了新的电极(在这种情况下为带隔离物的正极11)时,控制器101会通过控制驱动部192来使层叠部191下降1个电极的量。
在此,从完成对上侧4个支撑部132A供应带隔离物的正极11到再次开始对上侧4个支撑部132A供应带隔离物的正极11为止,会有如下富余时间:将4个带隔离物的正极11供应给下侧4个支撑部132B所用的时间。因此,在电极层叠装置100中,能以比将带隔离物的正极11从正极供应用输送机110供应给支撑部132A时的带隔离物的正极11的速度(即正极供应用输送机110的搬运速度)小的排出速度,执行推压构件170A的推出动作。因此,能抑制推压构件170A碰到带隔离物的正极11时对带隔离物的正极11的冲击。另外,能防止带隔离物的正极11被推压构件170A的高速推出动作大力推出而与壁部141等碰撞的事态的发生。其结果是,能抑制带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。此外,从对一个支撑部132供应带隔离物的正极11起到再次对该支撑部132供应带隔离物的正极11为止,会有如下富余时间:将7个带隔离物的正极11供应给其它支撑部132的时间。因此,在构成为分别独立进行各推压构件170的推出动作的情况下,能使各推压构件170的推出动作进一步减速。
在上述的分配工序中,在完成对下侧4个支撑部132B供应带隔离物的正极11,而开始对上侧4个支撑部132A供应带隔离物的正极11时,通过与上述控制器101的控制同样的控制,对被下侧4个支撑部132B支撑的带隔离物的正极11执行上述排出工序的动作。即,在本实施方式中,在对下侧4个支撑部132B分配带隔离物的正极11的期间,将被上侧4个支撑部132A支撑的带隔离物的正极11对层叠部191排出。另一方面,在对上侧4个支撑部132A分配带隔离物的正极11的期间,将被下侧4个支撑部132B支撑的带隔离物的正极11对层叠部191排出。这样,分配工序和排出工序的周期在正极接收部130的上侧部分与下侧部分之间相互错开地执行。
接下来,说明对从负极供应用输送机120依次供应的负极9被层叠于各个层叠部191为止的动作。在此,负极9按规定的时间间隔从负极供应用输送机120连续供应。每当从负极供应用输送机120向转动板160供应了1个负极9时,控制器101就控制驱动部161,变更转动板160的倾斜角度。通过这种控制能实现以下的动作。即,在转动板160的倾斜角度为图25所示的状态的情况下,负极9被供应给最上方的支撑部142。然后,控制器101控制驱动部161,使转动板160向负极9的搬运方向(从图25的纸面表侧观看的情况下的左方向)向下方倾斜1级,由此,接下来供应的负极9会被供应给从上方起第2个支撑部142。这样,通过依次变更转动板160的倾斜角度,从而对8个支撑部142按顺序分配负极9(分配工序)。
在负极9被供应给上侧4个支撑部142A中的任意一个时,控制器101通过控制驱动部144A来使上侧的活门143A下降,使其成为遮挡壁部141的狭缝141b的状态。由此,从负极供应用输送机120通过转动板160供应给支撑部142A的负极9与活门143A碰撞,暂时停止在支撑部142A的基台142a上。同样,在负极9被供应给下侧4个支撑部142B中的任意一个时,控制器101通过控制驱动部144B来使下侧的活门143B下降,使其成为遮挡壁部141的狭缝141b的状态。由此,从负极供应用输送机120通过转动板160供应给支撑部142B的负极9与活门143B碰撞,暂时停止在支撑部142B的基台142a上。如上所述,活门143A、143B是由海绵等柔软的材料形成的,从而对负极9的冲击被缓和,不易发生负极9的负极活性物质层17的剥离。
在上述的分配工序中,当完成对上侧4个支撑部142A供应负极9,而开始对下侧4个支撑部142B供应负极9时,控制器101对活门143A和推压构件180A的动作进行控制,从而将被上侧4个支撑部142A支撑的负极9分别排出到对应的层叠部191(排出工序)。具体地说,控制器101通过控制驱动部144A来使上侧的活门143A上升,使壁部141的狭缝141b成为开放的状态。然后,控制器101通过控制驱动部181A来使与上侧4个支撑部142A对应设置的4个推压构件180A执行推出动作。由此,被支撑部142A支撑的负极9通过狭缝141b被推出到层叠部191。其结果是,负极9被新层叠于层叠部191的基台191a上(或者包括已经层叠好的电极的层叠体上)。这样,当层叠部191上层叠了新的电极(在这种情况下为负极9)时,控制器101会通过控制驱动部192来使层叠部191下降1个电极的量。
在此,从完成对上侧4个支撑部142A供应负极9起到再次开始对上侧4个支撑部142A供应负极9为止,会有如下富余时间:将4个负极9供应给下侧4个支撑部142B所用的时间。因此,在电极层叠装置100中,能以比将负极9从负极供应用输送机120供应给支撑部142A时的负极9的速度(即负极供应用输送机120的搬运速度)小的排出速度,执行推压构件180A的推出动作。因此,能抑制推压构件180A碰到负极9时对负极9的冲击。另外,能防止负极9被推压构件180A的高速推出动作大力推出而与壁部131等碰撞的事态的发生。其结果是,能抑制负极9的负极活性物质层17的剥离。此外,从对一个支撑部142供应负极9起到再次对该支撑部142供应负极9为止,会有如下富余时间:将7个负极9供应给其它支撑部142的时间。因此,在构成为分别独立进行各推压构件180的推出动作的情况下,能使各推压构件180的推出动作进一步减速。
在上述的分配工序中,在完成对下侧4个支撑部142B供应负极9,而开始对上侧4个支撑部142A供应负极9时,通过与上述控制器101的控制同样的控制,对被下侧4个支撑部142B支撑的负极9执行上述排出工序的动作。即,在本实施方式中,在对下侧4个支撑部142B分配负极9的期间,将被上侧4个支撑部142A支撑的负极9对层叠部191排出。另一方面,在对上侧4个支撑部142A分配负极9的期间,将被下侧4个支撑部142B支撑的负极9对层叠部191排出。这样,分配工序和排出工序的周期在负极接收部140的上侧部分与下侧部分之间相互错开地执行。
另外,控制器101对转动板150、160、活门133、143、推压构件170、180的动作进行控制,使得对上述正极接收部130和负极接收部140执行的工序(分配工序或者排出工序)在对应的部分(上侧部分或者下侧部分)中相互颠倒。具体地说,控制器101对各机构的动作进行控制,使得在正极接收部130的上侧部分(或者下侧部分)中执行将被支撑部132A支撑的带隔离物的正极11排出到层叠部191的处理(排出工序)的期间,在负极接收部140的上侧部分(或者下侧部分)执行对支撑部142A供应负极9的处理(分配工序)。通过这种控制,带隔离物的正极11和负极9会交替层叠于各层叠部191。
以上所述的电极层叠装置100是将由搬运装置(正极供应用输送机110和负极供应用输送机120)供应的电极(带隔离物的正极11和负极9)层叠,形成电极层叠体的装置。电极层叠装置100具备:支撑带隔离物的正极11的多个支撑部132;支撑负极9的多个支撑部142;转动板150,其将由正极供应用输送机110供应的带隔离物的正极11分别分配给多个支撑部132;转动板160,其将由负极供应用输送机120供应的负极9分别分配给多个支撑部142;层叠单元190,其配置在多个支撑部132、142的侧方,具有供电极层叠的多级的层叠部191;推压构件170,其将多个被支撑部132支撑的带隔离物的正极11向多级的层叠部191推出;推压构件180,其将多个被支撑部142支撑的负极9向多级的层叠部191推出;以及控制器101,其控制转动板150、160和推压构件170、180的动作。控制器101对推压构件170的动作进行控制,从而以比正极供应用输送机110对带隔离物的正极11的搬运速度慢的速度将带隔离物的正极11向层叠部191推出。另外,控制器101对推压构件180的动作进行控制,从而以比负极供应用输送机120对负极9的搬运速度慢的速度将负极9向层叠部191推出。
在这种电极层叠装置100中,多个电极(带隔离物的正极11或者负极9)被分配给多个支撑部132、142。这样,通过将分配给多个支撑部132、142的电极推出并层叠,由此能使将电极向层叠部191推出时的排出速度比搬运装置(正极供应用输送机110或者负极供应用输送机120)对电极的搬运速度(供应速度)慢。由此,能防止电极层叠的步调降低,并且抑制电极层叠时电极的位置偏移。因此,根据电极层叠装置100,能抑制装置的大型化并且实现层叠速度的高速化。
另外,对正极接收部130依次供应的带隔离物的正极11被分别分配给多个支撑部132后,排出到各不相同的层叠部191而被层叠。这样,通过将所供应的带隔离物的正极11分配给多个支撑部132并层叠,能使将被各支撑部132支撑的带隔离物的正极11排出时的带隔离物的正极11的排出速度(即带隔离物的正极11向层叠部191的供应速度)比对正极接收部130依次供应的带隔离物的正极11的供应速度(在本实施方式中为正极供应用输送机110的搬运速度)低。这样,通过使带隔离物的正极11向层叠部191的供应速度下降,在将带隔离物的正极11重叠于层叠部191时,能抑制带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。
同样,在电极层叠装置100中,对负极接收部140依次供应的负极9被分别分配给多个支撑部142后,排出到各不相同的层叠部191而被层叠。这样,通过将所供应的负极9分配给多个支撑部142并层叠,能使将被各支撑部142支撑的负极9排出时的负极9的排出速度(即,负极9向层叠部191的供应速度)比对负极接收部140依次供应的负极9的供应速度(在本实施方式中为负极供应用输送机120的搬运速度)低。这样,通过使负极9对层叠部191的供应速度下降,在将负极9层叠于层叠部191时,能抑制负极9的负极活性物质层17的剥离。
另外,正极接收部130具有作为缓和正极接收部130接收带隔离物的正极11时对带隔离物的正极11的冲击的冲击缓和部的活门133。由此,在将带隔离物的正极11供应给正极接收部130时,也能抑制带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。即,即使带隔离物的正极11向正极接收部130的供应速度为高速,也能利用活门133缓和支撑部132接收带隔离物的正极11时对带隔离物的正极11的冲击,由此能抑制带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。
同样,负极接收部140具有作为缓和负极接收部140接收负极9时对负极9的冲击的冲击缓和部的活门143。由此,在将负极9供应给负极接收部140时,也能抑制负极9的负极活性物质层17的剥离。即,即使负极9向负极接收部140的供应速度为高速,也能利用活门143缓和支撑部142接收负极9时对负极9的冲击,由此能抑制负极9的负极活性物质层17的剥离。
另外,利用上述控制器101实现的电极层叠方法包括将依次供应的电极(带隔离物的正极11或者负极9)分别分配给多个支撑部132、142的分配工序。另外,上述电极层叠方法包括如下排出工序:以比分配工序中的电极向支撑部132、142的供应速度(在本实施方式中为正极供应用输送机110和负极供应用输送机120的搬运速度)小的排出速度(即,推压构件170、180的推出动作的速度),将被多个支撑部132、142分别支撑的多个电极分别对多级的层叠部191中的各级层叠部排出。在这种电极层叠方法中,依次供应的电极被分别分配给多个支撑部132、142后,排出到各不相同的层叠部191而被层叠。这样,通过将所供应的电极分配给多个支撑部132、142并层叠,能使将被各支撑部132、142支撑的电极排出时的电极的排出速度(即电极向层叠部191的供应速度)比对支撑部132、142依次供应的电极的供应速度低。这样,通过使电极对层叠部191的供应速度下降,在将电极层叠于层叠部191时,能抑制电极的活性物质(正极活性物质层15或者负极活性物质层17)的剥离。
此外,在电极层叠装置100中,也可以代替利用正极供应用输送机110供应带隔离物的正极11的构成,而采用从预先层叠有多个带隔离物的正极11而进行收纳的箱(magazine)中按规定的时间间隔连续将带隔离物的正极11供应给转动板150的构成。同样,也可以代替利用负极供应用输送机120供应负极9的构成,而采用从预先层叠有多个负极9而进行收纳的箱中按规定的时间间隔连续将负极9供应给转动板160的构成。
[第5实施方式]
参照图31说明第5实施方式的电极层叠装置200。图31是示出电极层叠装置200的侧视图(包括一部分截面)。电极层叠装置200在以下方面与第1实施方式的电极层叠装置20不同。即,在电极层叠装置200中,正极搬运单元21构成为将负极9与带隔离物的正极11一起搬运,从而省略了负极搬运单元22。另外,电极层叠装置200具备用于向正极搬运单元21供应负极9的负极供应用输送机24A来代替负极供应用输送机24。另外,电极层叠装置200具备未形成有狭缝39的壁部38A来代替壁部38。关于其它的构成,电极层叠装置200与电极层叠装置20是同样的。在电极层叠装置200中,循环构件26发挥将由正极供应用输送机23供应的带隔离物的正极11和由负极供应用输送机24A供应的负极9分别分配给多个支撑部27的分配部的功能。
负极供应用输送机24A配置在正极供应用输送机23的上方。即,负极供应用输送机24A与利用正极供应用输送机23供应带隔离物的正极11的供应位置相比,配置在通过循环构件26的循环形成的循环路径的下游侧。通过这种配置,负极供应用输送机24A将负极9供应给支撑从正极供应用输送机23供应的带隔离物的正极11的支撑部27。具体地说,负极供应用输送机24A以使负极9重叠于被支撑部27支撑的带隔离物的正极11之上的方式供应负极9。
这样,在电极层叠装置200中,1个带隔离物的正极11和1个负极9之组(以下称为“电极组”。)被各支撑部27支撑而被搬运。在这种构成中,控制器60(参照图7)对驱动部28进行控制,使得由正极搬运单元21搬运的4个电极组保持于与上下4级的层叠部33对应的高度位置。由此,能将4个电极组层叠于4级的层叠部33。具体地说,通过利用推出单元42将4个电极组向4级的层叠部33同时推出,能将4个电极组同时层叠于4级的层叠部33。
以上说明的电极层叠装置200是将由正极供应用输送机23(搬运装置)和负极供应用输送机24A(搬运装置)供应的电极(带隔离物的正极11和负极9)层叠,形成电极层叠体的装置。电极层叠装置200具备支撑部27(电极支撑部)、循环构件26、层叠单元25、推出单元41以及控制器60(控制部)。支撑部27接收由正极供应用输送机23和负极供应用输送机24A供应的带隔离物的正极11和负极9,支撑带隔离物的正极11和负极9。循环构件26呈在上下方向上延伸的环状,在其外周面装配有支撑部27。层叠单元25隔着循环构件26配置在正极供应用输送机23和负极供应用输送机24A的相反侧,具有供带隔离物的正极11和负极9层叠的多级的层叠部33。推出单元41将多个被支撑部27支撑的带隔离物的正极11和负极9向多级的层叠部33同时推出。控制器60控制循环构件26的循环和升降以及推出单元41的动作。控制器60对推出单元41的动作进行控制,从而以比正极供应用输送机23对带隔离物的正极11的搬运速度和负极供应用输送机24A对负极9的搬运速度慢的速度,将带隔离物的正极11和负极9向层叠部33推出。
在如以上那样的电极层叠装置200中,对支撑部27依次供应的电极(带隔离物的正极11和负极9)被同时推出到各不相同的层叠部33并层叠。这样,通过将比依次供应的电极的数量多的电极同时推出并层叠,能使将电极向层叠部33推出时的排出速度比搬运装置(正极供应用输送机23或者负极供应用输送机24A)对电极的搬运速度(供应速度)慢。由此,能防止电极层叠的步调降低,并且能抑制电极层叠时电极的位置偏移。因此,根据电极层叠装置200,能抑制装置的大型化并且实现层叠速度的高速化。
此外,在电极层叠装置200中,也可以代替支撑部27而使用上述的截面为U字状的支撑部99A或者支撑部99B(参照图24)。
[第6实施方式]
参照图32~图50说明第6实施方式的电极层叠装置300。图32是示出电极层叠装置300的侧视图(包括一部分截面)。图33是示出电极层叠装置300的支撑部的构成的图。
电极层叠装置300具备正极搬运单元301、负极搬运单元302、正极供应用输送机303、负极供应用输送机304以及层叠单元305。另外,电极层叠装置300具备电极供应传感器306、307和层叠位置传感器308、309。
正极搬运单元301与第1实施方式的正极搬运单元21同样是蓄积并且依次搬运带隔离物的正极11的单元。正极搬运单元301具有:在上下方向上延伸的环状的循环构件310;多个支撑部311,其装配于该循环构件310的外周面,支撑带隔离物的正极11;以及驱动部312,其驱动循环构件310。在此,循环构件310和驱动部312的构成例如与正极搬运单元21的循环构件26和驱动部28是同样的。在此,循环构件310发挥将由正极供应用输送机303供应的带隔离物的正极11分别分配给多个支撑部311的分配部的功能。
图33的(a)是带隔离物的正极11被支撑的状态下的支撑部311的侧视图,图33的(b)是沿着图33的(a)的b-b线的截面图。如图33所示,支撑部311是具有底壁311a和一对侧壁311b的截面为U字状的构件。底壁311a是装配于循环构件310的外周面的矩形板状构件。一对侧壁311b是竖立设置于循环构件310循环的方向上的底壁311a的两缘部的矩形板状构件。如图33的(b)所示,在本实施方式中,作为一个例子,侧壁311b形成为两股状。但是,侧壁311b的形状只要是能支撑带隔离物的正极11的形状即可,可以是任意形状。一对侧壁311b相互相对,以能收纳带隔离物的正极11的程度分离。底壁311a和侧壁311b例如由不锈钢等金属形成为一体。
在底壁311a的内侧表面设有海绵等的缓冲件311d。从正极供应用输送机303供应给支撑部311的带隔离物的正极11虽然会与缓冲件311d碰撞,但是碰撞的冲击被缓冲件311d缓和。即,缓冲件311d发挥缓和支撑部311接收带隔离物的正极11时对带隔离物的正极11的冲击的作为冲击缓和部的功能。其结果是,在将带隔离物的正极11供应给支撑部311时,能抑制带隔离物的正极11的正极活性物质层15的剥离。
负极搬运单元302与第1实施方式的负极搬运单元22同样,是蓄积并且依次搬运负极9的单元。负极搬运单元302具有:在上下方向上延伸的环状的循环构件313;多个支撑部314,其装配于该循环构件313的外周面,支撑负极9;以及驱动部315,其驱动循环构件313。在此,循环构件313和驱动部315的构成例如与负极搬运单元22的循环构件29和驱动部31是同样的。另外,支撑部314的构成与支撑部311是同样的。在此,循环构件313发挥将由负极供应用输送机304供应的负极9分别分配给多个支撑部314的分配部的功能。
正极供应用输送机303与第1实施方式的正极供应用输送机23同样,将带隔离物的正极11向正极搬运单元301在水平方向上搬运,将带隔离物的正极11供应给正极搬运单元301的支撑部311。正极供应用输送机303具有沿着正极供应用输送机303的循环方向按等间隔设置的多个爪部303a,这一点与正极供应用输送机23不同。爪部303a在与上述循环方向正交的方向上延伸,抵接于带隔离物的正极11的搬运方向后方的端部。由此,带隔离物的正极11被按固定的间隔供应给正极搬运单元301。
负极供应用输送机304与第1实施方式的负极供应用输送机24同样,将负极9向负极搬运单元302在水平方向上搬运,将负极9供应给负极搬运单元302的支撑部314。负极供应用输送机304具有沿着负极供应用输送机304的循环方向按等间隔设置的多个爪部304a,这一点与负极供应用输送机24不同。爪部304a在与上述循环方向正交的方向上延伸,抵接于负极9的搬运方向后方的端部。由此,负极9被按固定的间隔供应给负极搬运单元302。
从正极供应用输送机303移动放置到正极搬运单元301的支撑部311的带隔离物的正极11由于循环构件310的旋转而以暂时上升然后下降的方式循环移动。此时,在循环构件310的上部,带隔离物的正极11的表里发生反转。从负极供应用输送机304移动放置到负极搬运单元302的支撑部314负极9由于循环构件313的旋转而以暂时上升然后下降的方式循环移动。此时,在循环构件313的上部,负极9的表里发生反转。
层叠单元305配置在正极搬运单元301和负极搬运单元302之间。层叠单元305的构成与第1实施方式的层叠单元25是同样的。即,作为一个例子,层叠单元305具有:在上下方向上延伸的环状的循环构件(未图示);多个层叠部316,其装配于该循环构件的外周面,供带隔离物的正极11和负极9交替层叠;以及驱动循环构件的驱动部(未图示)。层叠单元305的基本构成与层叠单元25是同样的,因此省略详细说明。
在本实施方式中,作为一个例子,层叠部316为与层叠部77(参照图16)同样的构成。即,层叠部316具有:载置带隔离物的正极11和负极9的板状的基台316a;以及截面为U字状的侧壁316b,其竖立设置于基台316a,将带隔离物的正极11的底缘11c和侧缘11d(参照图4)以及负极9的底缘9c和侧缘9d(参照图4)定位。另外,在此作为一个例子,如图32所示,正极搬运单元301侧的侧壁316b的上表面为随着去往基台316a而向下方倾斜的倾斜面。同样,负极搬运单元302侧的侧壁316b的上表面也是随着去往基台316a而向下方倾斜的倾斜面。根据以上的构成,带隔离物的正极11和负极9能顺利地移动到基台316a。
在层叠单元305和正极搬运单元301之间配置有在上下方向上延伸的壁部317。在壁部317设有供由后述的推出单元321推出的带隔离物的正极11通过的多个(在此为4个)狭缝318。各狭缝318在上下方向上按等间隔配置。此外,在本实施方式中,作为一个例子,狭缝318的上侧部分为从正极搬运单元301侧随着去往层叠部316侧而向下方倾斜的倾斜面。另外,狭缝318的下侧部分为从正极搬运单元301侧随着去往层叠部316侧而向上方倾斜的倾斜面。由此,能将带隔离物的正极11适当地引导到层叠部316,并且能使狭缝318的入口侧(正极搬运单元301侧)的开口部分变大。其结果是,即使由推出单元321推出的带隔离物的正极11的高度位置发生了一些偏差,也能使带隔离物的正极11通过狭缝318。
在层叠单元305和负极搬运单元302之间,配置有在上下方向上延伸的壁部319。在壁部319设有供由后述的推出单元322推出的负极9通过的多个(在此为4个)狭缝320。各狭缝320的高度位置与各狭缝318的高度位置相同。此外,在本实施方式中,作为一个例子,狭缝320的上侧部分为从负极搬运单元302侧随着去往层叠部316侧而向下方倾斜的倾斜面。另外,狭缝320的下侧部分为从负极搬运单元302侧随着去往层叠部316侧而向上方倾斜的倾斜面。由此,能将负极9适当地引导到层叠部316,并且能使狭缝320的入口侧(负极搬运单元302侧)的开口部分变大。其结果是,即使由推出单元322推出的负极9的高度位置发生了一些偏差,也能使负极9通过狭缝320。
另外,电极层叠装置20具备推出单元321和推出单元322。
作为一个例子,推出单元321为与第1实施方式的推出单元41同样的构成。即,推出单元321在将带隔离物的正极11层叠的层叠区域中,将多个(在此为4个)带隔离物的正极11向上下多级(在此为上下4级)的层叠部316同时推出,由此将4个带隔离物的正极11同时层叠于4级的层叠部316。推出单元321具有:将4个带隔离物的正极11一同推压的1对推压构件321a(推出部);以及使该推压构件321a向4级的层叠部316侧移动的驱动部(未图示)。该驱动部包括例如马达和连杆机构。
作为一个例子,推出单元322为与第1实施方式的推出单元42同样的构成。在将负极9层叠的层叠区域中,将多个(在此为4个)负极9向多级(在此为上下4级)的层叠部316同时推出,由此将4个负极9同时层叠于4级的层叠部316。推出单元322具有:将4个负极9一同推压的1对推压构件322a(推出部);以及使该推压构件322a向4级的层叠部316侧移动的驱动部(未图示)。该驱动部的构成与推出单元321的驱动部同样。此外,推出单元321、322的驱动部也可以具有液压缸等。
另外,电极层叠装置300与电极层叠装置20同样,具备:将带隔离物的正极11的底缘11c的位置对齐的定位单元47(参照图4);以及将负极9的底缘9c的位置对齐的定位单元48(参照图4)。
另外,电极层叠装置300具备控制器350。控制器350包括CPU、RAM、ROM和输入输出接口等。控制器350与第1实施方式的控制器60同样,具有:控制上述的驱动部312、315的搬运控制部;控制层叠单元305的驱动部的层叠控制部;控制推出单元321、322的驱动部的推出控制部;以及控制定位单元47、48的驱动部的定位控制部。另外,控制器350与电极供应传感器306、307和层叠位置传感器308、309连接,能接收来自这些传感器的检测信号。
电极供应传感器306配置在正极供应用输送机303的正极搬运单元301侧的端部附近,检测有无爪部303a或者带隔离物的正极11。电极供应传感器306将表示有无爪部303a或者带隔离物的正极11的检测信号定期地发送到控制器350。
电极供应传感器307配置在负极供应用输送机304的负极搬运单元302侧的端部附近,检测有无爪部304a或者负极9。电极供应传感器307将表示有无爪部304a或者负极9的检测信号定期地发送到控制器350。
层叠位置传感器308对支撑带隔离物的正极11的支撑部311到达了预定的层叠位置(例如,与层叠单元305的最下级的层叠部316对应的狭缝318的下端位置)进行检测。层叠位置传感器308独立于循环构件310的上下运动,层叠位置传感器308的高度位置相对于狭缝318是固定的。层叠位置传感器308在检测出支撑带隔离物的正极11的支撑部311到达了层叠位置时,将表示该意思的检测信号发送到控制器350。
层叠位置传感器309对支撑负极9的支撑部314到达了预定的层叠位置(例如,与层叠单元305的最下级的层叠部316对应的狭缝320的下端位置)进行检测。层叠位置传感器309独立于循环构件313的上下运动,层叠位置传感器309的高度位置相对于狭缝320是固定的。层叠位置传感器309在检测出支撑负极9的支撑部314到达了层叠位置时,将表示该意思的检测信号发送到控制器350。
接着,参照图34~图40,说明控制器350对循环构件310、313、定位单元47、48(参照图4)以及推出单元321、322的动作控制。
首先,参照图34~图37,说明循环构件(在此,作为一个例子为循环构件310)的控制流程。图34是示出循环构件310和循环构件313共用的控制流程的流程图。图35是说明准备运转时(图34的步骤S201)的循环构件310的动作的部分侧视图。图36是说明层叠运转时(图34的步骤S203)的循环构件310的动作的部分侧视图。图37是说明复原运转时(图34的步骤S206)的循环构件310的动作的部分侧视图。此外,负极搬运单元302的循环构件313的控制流程与循环构件310的控制流程是同样的,因此省略说明。
在图34中,控制器350收到包括电极层叠装置300的生产线的运转开始的触发(例如操作人员等的输入),而开始循环构件310的准备运转(步骤S201)。
准备运转是用于从任一支撑部311均未支撑带隔离物的正极11的初始状态变为处于从带隔离物的正极11的接收位置到层叠位置之间的各支撑部311支撑带隔离物的正极11的状态的动作。具体地说,准备运转是仅通过循环构件310的旋转(循环)使支撑部311循环的动作(参照图35)。更具体地说,在将循环构件310中相互相邻的支撑部311间的距离的移动量设为1的情况下,控制器350每当确认对循环构件310中的处于带隔离物的正极11的接收位置的支撑部311供应了带隔离物的正极11时,就使循环构件310按从图32的纸面表侧观看的顺时针(以下简称为“顺时针”。)循环移动量1。此外,在以下的说明中,关于循环构件310的循环,将顺时针方向的移动设为正方向,关于循环构件310的上下移动,将上方向设为正方向来表现移动量。
控制器350在准备运转中随时判断有无接收到来自层叠位置传感器308的检测信号(即,支撑带隔离物的正极11的支撑部311是否到达了层叠位置)(步骤S202)。控制器350使循环构件310的准备运转持续到从层叠位置传感器308接收到检测信号为止(步骤S202:否)。另一方面,控制器350在从层叠位置传感器308接收到检测信号时(即,检测出支撑带隔离物的正极11的支撑部311到达了层叠位置时),将循环构件310切换为层叠运转(步骤S202:是,步骤S203)。
层叠运转是用于将带隔离物的正极11层叠于层叠部316的动作。具体地说,层叠运转是如下动作:使层叠单元305侧的支撑部311的高度位置相对于层叠部316相对停止,并且每当从正极供应用输送机303供应了一个带隔离物的正极11时,就使正极供应用输送机303侧的支撑部311相对于正极供应用输送机303上升移动量1。更具体地说,控制器350在从正极供应用输送机303供应1个带隔离物的正极11起到供应下一个带隔离物的正极11为止的期间的时间(以下称为“单位时间”),使循环构件310以移动量0.5按顺时针循环,并且以移动量0.5上升(参照图36)。
控制器350在层叠运转中随时判断是否完成了对4级的层叠部316同时供应4个带隔离物的正极11(步骤S204)。具体地说,判断后述的推出单元321的推出动作是否完成。例如,能通过检测推压构件321a返回到了原来的位置(推出带隔离物的正极11前的位置)来检测推出动作完成。控制器350使循环构件310的层叠运转持续到判断为推出单元321的推出动作完成为止(步骤S204:否)。另一方面,控制器350在检测出推出单元321的推出动作完成时(步骤S204:是),判断带隔离物的正极11向层叠单元305的层叠是否完成(步骤S205)。
具体地说,控制器350能利用传感器等检测例如层叠于各层叠部316的电极的个数,判断电极的层叠个数是否达到预定的个数,由此判断层叠是否完成。即,控制器350能在电极的层叠个数达到预定的个数的情况下判断为层叠完成,在电极的层叠个数未达到预定的个数的情况下判断为层叠未完成。
在判断为层叠完成的情况下(步骤S205:是),控制器350使循环构件310的控制结束。另一方面,在判断为层叠未完成的情况下(步骤S205:否),控制器350将循环构件310切换为复原运转(步骤S206)。此外,也可以在判断为层叠完成的情况下(步骤S205:是),控制器350使循环构件310的控制暂时结束后,进而层叠部316的更换完成而收到来自操作人员等的控制开始的指示后,再次开始循环构件310的控制。在这种情况下,会开始复原运转(步骤S206)。
复原运转是使在层叠运转中移动到比原来的位置(层叠运转开始前的位置)上升的位置的循环构件310复原(下降)到原来的位置的动作。具体地说,复原运转是如下动作:使在层叠单元305侧支撑带隔离物的正极11的前端的支撑部311的高度位置滑动到层叠位置,并且使正极供应用输送机303侧的支撑部311上升移动量1。更具体地说,控制器350在上述的单位时间中使循环构件310按顺时针循环移动量2.5,并且下降移动量-1.5(参照图37)。
由此,在单位时间中,在正极供应用输送机303侧,支撑部311相对于正极供应用输送机303上升1个的量。另一方面,在层叠单元305侧,支撑部311相对于层叠单元305下降4个的量。由此,成为能接收从正极供应用输送机303供应的带隔离物的正极11并且能利用推出单元321执行同时推出4个带隔离物的正极11的推出动作的状态。因此,控制器350在循环构件310的复原运转完成后,使循环构件310切换为层叠运转(步骤S206→S203)。
接下来,参照图38,说明定位单元47、48的控制流程。图38是示出正极搬运单元301的定位单元47(参照图4)和负极搬运单元302的定位单元48(参照图4)共用的控制流程的流程图。在此,作为一个例子,说明定位单元47的控制。此外,定位单元48的控制流程与定位单元47的控制流程是同样的,因此省略说明。
在图38中,控制器350定期检查有无接收到来自层叠位置传感器308的检测信号,由此,确认在定位单元47能进行定位的位置是否有电极(在此为带隔离物的正极11)(步骤S301)。控制器350使上述检查持续到接收到来自层叠位置传感器308的检测信号为止(步骤S301:否)。控制器350在接收到来自层叠位置传感器308的检测信号,检测出支撑带隔离物的正极11的支撑部311到达了层叠位置时(步骤S301:是),使定位单元47执行定位动作(步骤S302)。具体地说,如在第1实施方式中说明的那样,控制器350进行控制以执行定位单元47的按压部54的按压动作。这种定位动作如在第1实施方式中已经说明的那样,因此省略更详细的说明。
接着,控制器350通过与上述图34的步骤S205同样的判断,判断层叠是否完成(步骤S303)。在判断为层叠完成的情况下(步骤S303:是),控制器350使定位单元47的控制结束。另一方面,在判断为层叠未完成的情况下(步骤S303:否),控制器350使定位单元47的动作停止,直到发生了层叠单元305侧的支撑部311的高度位置相对于层叠单元305而相对变化的循环动作(即,上述循环构件310的复原运转)为止(步骤S304:否)。控制器350在确认发生了上述循环动作时(即,控制器350将循环构件310切换为复原运转时),返回步骤S301,继续进行定位单元47的控制(步骤S304:是)。
此外,在使定位单元47执行定位动作的判断中,也可以使用上述的判断中使用的判断基准以外的判断基准。例如,作为执行步骤S302的定位动作的判断条件,也可以加入推出单元321是停止的。
接下来,参照图39,说明推出单元321的控制流程。图39是示出推出单元321的控制流程的流程图。
在图39中,控制器350基于从层叠位置传感器308接收到的检测信号,确认支撑带隔离物的正极11的支撑部311是否存在于层叠位置(步骤S401)。另外,控制器350确认定位单元47的定位动作(图38的步骤S302)是否完成(步骤S402)。控制器350能通过确认例如定位单元47的按压部54返回了原来的位置(进行按压前的位置)来确认定位单元47的定位动作完成。另外,控制器350确认在另一极侧(在此为负极9侧)的负极搬运单元302中是否完成了负极9的层叠(对层叠部316的排出)(步骤S403)。控制器350能通过确认例如负极搬运单元302的推出单元322的推出动作完成,推压构件322a返回了原来的位置(进行推出动作前的位置)来确认负极9的层叠完成。
控制器350基于上述的步骤S401~S403的确认结果,判断是否能进行层叠(即,是否能执行推出单元321的推压构件321a的推出动作)(步骤S404)。具体地说,在确认了支撑带隔离物的正极11的支撑部311存在于层叠位置,定位单元47的定位动作完成,负极9的层叠完成的情况下,控制器350判断为能进行层叠(步骤S404:是)。另一方面,控制器350在上述确认项目中的至少一个确认项目的状态无法得到确认的情况下,判断为不能进行层叠(步骤S404:否),返回到步骤S401。
接着,控制器350在判断为能进行层叠的情况下(步骤S404:是),执行推出单元321的推出动作(步骤S405)。具体地说,控制器350对驱动部进行控制,从而在推出单元321中,利用推压构件321a将4个带隔离物的正极11向上下4级的层叠部316同时推出。
接着,控制器350通过与上述图34的步骤S205同样的判断来判断层叠是否完成(步骤S406)。在判断为层叠完成的情况下(步骤S406:是),控制器350使推出单元321的控制结束。另一方面,在没有判断为层叠完成的情况下(步骤S406:否),控制器350使推出单元321的动作停止,直到发生了层叠单元305侧的支撑部311的高度位置相对于层叠单元305而相对变化的循环动作(即,上述循环构件310的复原运转)为止(步骤S407:否)。控制器350在确认发生了上述循环动作时(即,控制器350将循环构件310切换为复原运转时),返回步骤S401,继续进行推出单元321的控制(步骤S407:是)。
接下来,参照图40说明推出单元322的控制流程。图40是示出推出单元322的控制流程的流程图。在本实施方式中,作为一个例子,将负极9定为最先被层叠于层叠部316。因此,在负极9的推出单元322的控制流程中,将第1个负极9层叠于层叠部316的情况下的控制流程(步骤S501~S505)与将第2个以后的负极9层叠于层叠部316的情况下的控制流程(步骤S506~S512)有一部分不同。
具体地说,由于负极9最先被层叠于层叠部316,因此在将第1个负极9层叠于层叠部316的情况下,不需要进行带隔离物的正极11侧的动作确认。因此,在将第1个负极9层叠于层叠部316的情况下的控制流程(步骤S501~S505)中,省略了另一极侧的动作确认(与图39的步骤S403对应的步骤)。另外,在层叠有1个负极9的状态下层叠尚未完成,因此层叠是否完成的判断(与图39的步骤S406对应的步骤)也被省略。
另一方面,在将第2个以后的负极9层叠于层叠部316的情况下的控制流程(步骤S506~S512)与上述推出单元321的控制流程(图39的步骤S401~407)是同样的。
接下来,参照图41~图45,说明通过上述控制器350的控制实现的循环构件、定位单元以及推出单元的动作的时序图。图41是示出从正极供应用输送机303和负极供应用输送机304供应的带隔离物的正极11和负极9中没有缺件的正常时的动作的时序图。图42是示出从负极供应用输送机304供应的负极9中发生了缺件的情况(异常时)下的动作的时序图。图43~图45分别是示出图41的时点A~C的正极搬运单元的状态的图。
在图41和图42的正极侧的表中,“供应”表示带隔离物的正极11从正极供应用输送机303被供应给正极搬运单元301的支撑部311的期间。“循环/上下运动”表示循环构件310进行循环或者上下运动的期间。“宽度对位”表示利用定位单元47对支撑部311上的带隔离物的正极11执行定位动作(按压动作)的期间。宽度对位的“返回”表示定位动作完成后,执行使定位单元47的按压部50返回原来的位置的动作的期间。“排出(层叠)”表示执行推出单元321的推出动作(推压构件321a的推出)的期间。排出(层叠)的“返回”表示推出动作完成后,执行使推出单元321的推压构件321a返回原来的位置的动作的期间。“伺服移动距离”的“上下移动量”和“循环移动量”分别表示循环构件310进行循环或者上下运动的期间的移动量。在此,移动量的大小是将使一个支撑部311移动到与该一个支撑部311相邻的支撑部311(在循环构件310的循环方向上位于一个支撑部311的前方或者后方的支撑部)的位置的距离设为1而换算得到的。“上下移动量”是正极搬运单元301相对于接地面(或者正极供应用输送机303)的相对移动量,将上方向的移动量表现为正的移动,将向下方向的移动表现为负的移动。“循环移动量”将向层叠单元305搬运带隔离物的正极11的方向(从图32的纸面表侧观看为顺时针方向)表现为正的移动。“供应侧支撑部移动量”表示支撑部311相对于正极供应用输送机303的正极搬运单元301侧的端部(出口)的相对移动量。“供应侧支撑部移动量=上下移动量+循环移动量”的关系成立。“排出侧支撑部移动量”表示支撑部311相对于狭缝318的相对移动量。“排出侧支撑部移动量=上下移动量-循环移动量”的关系成立。
同样,在图41和图42的负极侧的表中,“供应”表示负极9从负极供应用输送机304被供应给负极搬运单元302的支撑部314的期间。“循环/上下运动”表示循环构件313进行循环或者上下运动的期间。“宽度对位”表示利用定位单元48对支撑部314上的负极9执行定位动作(按压动作)的期间。宽度对位的“返回”表示定位动作完成后,执行使定位单元48的按压部54返回原来的位置的动作的期间。“排出(层叠)”表示执行推出单元322的推出动作(推压构件322a的推出)的期间。排出(层叠)的“返回”表示推出动作完成后,执行使推出单元322的推压构件322a返回原来的位置的动作的期间。“伺服移动距离”的“上下移动量”和“循环移动量”分别表示循环构件313进行循环或者上下运动的期间的移动量。在此,移动量的大小是将使一个支撑部314移动到与该一个支撑部314相邻的支撑部314(在循环构件313的循环方向上位于一个支撑部314的前方或者后方的支撑部)的位置的距离设为1而换算得到的。“上下移动量”是负极搬运单元302相对于接地面(或者负极供应用输送机304)的相对移动量,将上方向的移动量表现为正的移动,将向下方向的移动表现为负的移动。“循环移动量”将向层叠单元305搬运负极9的方向(从图32的纸面表侧观看为逆时针方向)表现为正的移动。“供应侧支撑部移动量”表示支撑部314相对于负极供应用输送机304的负极搬运单元302侧的端部(出口)的相对移动量。“供应侧支撑部移动量=上下移动量+循环移动量”的关系成立。“排出侧支撑部移动量”表示支撑部314相对于狭缝320的相对移动量。“排出侧支撑部移动量=上下移动量-循环移动量”的关系成立。
如图41和图42的“供应”和“循环/上下运动”所示,在带隔离物的正极11或者负极9搭上支撑部311或者支撑部314的期间,循环构件310或者循环构件313停止。另外,对电极的供应定时进行调整,使得对层叠单元305的层叠部316供应带隔离物的正极11和供应负极9交替进行。
在图41的时点A,带隔离物的正极11到达层叠位置(参照图43),开始定位单元47的定位动作。在图41的时点B,确认了定位单元47的定位动作完成,按压部50返回了原来的位置后,开始推出单元321的推出动作(参照图44)。在推出动作的期间也将带隔离物的正极11从正极供应用输送机303供应给正极搬运单元301,但是由于循环构件310的循环和上升,而能兼顾推出动作和带隔离物的正极11的接收。在图41的时点C,推出单元321的推出动作完成(参照图45)。然后,在来自正极供应用输送机303的带隔离物的正极11的接收完成,推出单元321的推压构件321a返回了原来的位置后,执行循环构件310的复原运转。
如图41的被虚线包围的部分所示,在将层叠运转和复原运转的组设为1个周期的情况下,在从正极供应用输送机303供应的带隔离物的正极11中没有缺件的正常运转中,该周期的前后的循环构件310的上下移动量为0(=0.5+0.5+0.5-1.5),循环构件310的循环移动量为4(=0.5+0.5+0.5+2.5)。通过重复这种周期直到层叠完成,由此循环构件310的高度位置能保持为固定的高度。即,循环构件310会在复原运转中下降在层叠运转时所上升的量。
另一方面,如图42所示,在期间T1中,从负极供应用输送机304供应的负极9中发生缺件的情况下(即,本来应供应的负极9没有被供应的情况下),在包括期间T1的期间T中,循环构件313停止。此外,控制器350能基于来自电极供应传感器306、307的检测信号掌握有无电极的缺件,能根据有无电极的缺件来控制循环构件313的动作。在这种情况下,如图42的被虚线包围的部分所示,在上述1个周期的前后,循环构件313的上下移动量为-0.5(=0.5+0.5-1.5),循环构件313的循环移动量为3.5(=0.5+0.5+2.5)。因此,在发生了这种负极9的缺件的周期以后的周期中,循环构件313会以从初始高度位置(层叠运转前的高度位置)下降了移动量0.5的高度位置作为新的基准位置,而继续进行运转。
接下来,参照图46~图50说明用于实现搬运构件的驱动(上下运动和循环)的机构的另一例。在此,对正极搬运单元301的支撑结构和驱动机构进行说明。负极搬运单元302也能采用同样的支撑结构和驱动机构。
图46和图47是关注正极搬运单元301的支撑结构和驱动机构的说明所需的构成的图,其以外的构成适当省略了图示。如图46所示,正极搬运单元301具备:设置于地面的支撑框架401;以及被支撑为能相对于支撑框架401在上下方向上移动的循环用框架402。循环用框架402上可旋转地支撑有在上下方向上以规定间隔分离配置的一对链轮403、404(与第1实施方式的辊26a对应的构件)。在链轮403、404上,在外周面卷绕有配置了多个支撑部311的循环构件310。
另外,如图47所示,正极搬运单元301具备相对于支撑框架401或者地面而被固定的马达405、406。在马达405、406的驱动轴上固定有驱动齿轮405a、406a。链轮403、404在其旋转轴的一端具有驱动齿轮407、408。在驱动齿轮405a、406a、407、408上卷绕有正时皮带409。除了驱动齿轮405a、406a、407、408以外,还利用被支撑框架401支撑的导辊410(在图47的例子中为4个导辊410),使得正时皮带409的循环路径呈按上下左右延伸的大致十字状。
如图48所示,在使驱动齿轮405a、406a按等速度旋转的情况下,循环用框架402和循环构件310的整体不会相对于支撑框架401或者地面上下移动,循环构件310和正时皮带409仅进行循环动作。
另一方面,如图49所示,在仅使驱动齿轮405a旋转的情况下,在正极供应用输送机303侧,循环构件310按顺时针循环,另一方面,在层叠部316侧,循环构件310是停止的。因此,正时皮带409仅有正极供应用输送机303侧的部分上升。随着这样的正时皮带409的动作,循环用框架402会相对于支撑框架401或者地面而上升。随之,通过链轮403、404支撑于循环用框架402的循环构件310的基准高度位置(例如,循环构件310的上下方向上的中央位置)也会上升。另外,如图50所示,在仅使驱动齿轮406a旋转的情况下,循环构件310的层叠部316侧按顺时针循环,另一方面,在正极供应用输送机303侧是停止的。因此,正时皮带409仅有层叠单元305侧(图50的右侧部分)下降。随着这样的正时皮带409的动作,循环用框架402会相对于支撑框架401或者地面而下降。随之,循环构件310的基准高度位置也会下降。而且,在使驱动齿轮405a的旋转速度与驱动齿轮406a的旋转速度不同,使驱动齿轮405a、406a都旋转的情况下,能根据旋转速度的差而使循环用框架402上升或者下降,使循环构件310的基准高度位置上升或者下降。因此,能通过调整驱动齿轮405a、406a的旋转速度来实现上述的准备运转、层叠运转以及复原运转。即,控制器350(参照图32)通过根据想要执行的循环构件310的运转形态来调整驱动齿轮405a、406a的旋转速度,从而能实现准备运转、层叠运转以及复原运转。
以上所述的电极层叠装置300是将由正极供应用输送机303(搬运装置)和负极供应用输送机304(搬运装置)供应的电极(带隔离物的正极11和负极9)层叠,形成层叠体(在各层叠部316上形成的电极层叠体)的装置。电极层叠装置300具备支撑部311、314(电极支撑部)、循环构件310、313、层叠单元305、推出单元321、322以及控制器350(控制部)。支撑部311、314接收由正极供应用输送机303和负极供应用输送机304供应的带隔离物的正极11和负极9,支撑带隔离物的正极11和负极9。循环构件310、313呈在上下方向上延伸的环状,在其外周面装配有支撑部311、314。层叠单元305隔着循环构件310配置在正极供应用输送机303的相反侧,并且隔着循环构件313配置在负极供应用输送机304的相反侧,具有供带隔离物的正极11和负极9层叠的多级的层叠部316。推出单元321将多个被支撑部311支撑的带隔离物的正极11向多级的层叠部316同时推出。推出单元322将多个被支撑部314支撑的负极9向多级的层叠部316同时推出。控制器350控制循环构件310、313的循环和升降以及推出单元321、322的动作(即,推压构件321a、321b的动作)。控制器350对推出单元321的动作进行控制,从而以比正极供应用输送机303对带隔离物的正极11的搬运速度慢的速度将带隔离物的正极11向层叠部316推出。另外,控制器350对推出单元322的动作进行控制,从而以比负极供应用输送机304对负极9的搬运速度慢的速度将负极9向层叠部316推出。
在如上的电极层叠装置300中,对支撑部311、314依次供应的电极(带隔离物的正极11或者负极9)被同时推出到各不相同的层叠部316而被层叠。这样,通过将比依次供应的电极的数量多的电极同时推出并层叠,能使将电极向层叠部316推出时的排出速度比搬运装置(正极供应用输送机303或者负极供应用输送机304)对电极的搬运速度(供应速度)慢。由此,能防止电极层叠的步调降低,并且能抑制电极层叠时电极的位置偏移。因此,根据电极层叠装置300,能抑制装置的大型化并且实现层叠速度的高速化。
另外,相对于电极的排出速度,搬运装置(正极供应用输送机303或者负极供应用输送机304)对电极的搬运速度较高。因此,以高速搬运的电极在支撑部311、314上停止时,会产生位置的偏差。如果大量电极以带有位置偏差的状态层叠,则会由于负极活性物质层等的表面的摩擦而难以在层叠后重新对齐。但是,支撑部311、314上的电极为大量电极层叠于层叠部316前的单片的状态,因此通过循环构件310、313带来的反转以及定位单元47的作用,容易修正位置。
以上,说明了本发明的几个实施方式,但是本发明不限于上述实施方式。
例如,在上述实施方式中,将正极8被袋状的隔离物10包裹的状态下的带隔离物的正极11与负极9交替层叠于层叠部,但是不特别限于该方式,也可以将正极与负极被袋状的隔离物包裹的状态下的带隔离物的负极交替层叠于层叠部。
而且,在上述实施方式中,蓄电装置1为锂离子二次电池,但本发明不特别限于锂离子二次电池,也能应用于例如镍氢电池等其它二次电池、双电层电容器或者锂离子电容器等蓄电装置的电极的层叠。
另外,在第1~第3以及第5实施方式的电极层叠装置(电极层叠装置20、80、90、200)及其变形例中也能采用第6实施方式的电极层叠装置300的控制(图34、图38~40)。在这种情况下,第6实施方式的电极层叠装置300的控制能根据各实施方式的电极层叠装置及其变形例的构成而适当变更。
例如,在第2实施方式的电极层叠装置80中,利用定位单元81、82的导板83A、83B进行了电极的定位,因此能省略第6实施方式的电极层叠装置300的控制中的关于定位的控制(图38以及步骤S402、S502、S507)。
另外,在第5实施方式的电极层叠装置200中使用了1台搬运单元,因此能使用第6实施方式的电极层叠装置300的控制中的一方搬运单元的控制。例如,推出单元的控制能使用图39的控制。在这种情况下,步骤S403被省略。
另外,在第1~第4以及第6实施方式中,对将电极(带隔离物的正极11或者负极9)逐个进行搬运的方式(即以1个电极为搬运单位的方式)进行了说明,但是也可以将包括多个电极的电极单元作为1个搬运单位。即,利用传送带等搬运装置供应的电极可以是逐个供应,也可以是预先集中多个而以单元化的状态供应。例如,在第1实施方式中,也可以构成为正极供应用输送机23将在2个负极9之间隔着1个带隔离物的正极11的构成的电极单元作为1个搬运单位进行搬运。另外,也可以构成为负极供应用输送机24将在2个带隔离物的正极11之间夹着1个负极9的构成的电极单元作为1个搬运单位进行搬运。在这种情况下,通过1次层叠动作(推出单元41或者推出单元42的1次推出动作),会对1个层叠部33层叠3个电极。这样,在将包括多个电极的电极单元作为搬运单位的情况下,与将1个电极作为搬运单位的情况相比,能提高层叠效率。此外,在这种情况下,只要在定位单元47、48的各个推压板51、55上设有用于供带隔离物的正极11的极耳14b和负极9的极耳16b这两者避让的狭缝即可。
附图标记说明
9:负极(电极),11:带隔离物的正极(电极),14:金属箔(正极集电体),15:正极活性物质层,16:金属箔(负极集电体),17:负极活性物质层,20、80、90、100、200、300:电极层叠装置,21:正极搬运单元(第1搬运单元),22:负极搬运单元(第2搬运单元),23、110、303:正极供应用输送机(搬运装置),24、120、304:负极供应用输送机(搬运装置),25:层叠单元,26:循环构件(第1循环构件),27:支撑部(第1支撑部),28:驱动部(第1驱动部),29:循环构件(第2循环构件),30:支撑部(第2支撑部),31:驱动部(第2驱动部),33:层叠部,34:驱动部(第3驱动部),36:壁部(第1壁部),37:狭缝(第1狭缝),38:壁部(第2壁部),39:狭缝(第2狭缝),40:锥形,41:推出单元(第1推出单元),42:推出单元(第2推出单元),47、48:定位单元,49:承接部,50:按压部,53:承接部,54:按压部,61:搬运控制部,62:层叠控制部,77:层叠部,78:基台,79:侧壁,81、82:定位单元,83A、83B:导板,86:锥形部,95:层叠部,97a:基台,97b:侧壁,99A、99B:支撑部,99d:缓冲件(冲击缓和部),101:控制器(控制部),130:正极接收部,132、142:支撑部(电极支撑部),133、143:活门(冲击缓和部),140:负极接收部,150、160:转动板(电极分配部),170、180:推压构件(推出部),190:层叠单元,191:层叠部,310、313:循环构件,311、314:支撑部(电极支撑部),305:层叠单元,316:层叠部,321a、322a:推压构件(推出部),350:控制器。

Claims (14)

1.一种电极层叠装置,将由搬运装置供应的电极层叠,形成电极层叠体,上述电极层叠装置的特征在于,具备:
电极支撑部,其接收由上述搬运装置供应的上述电极,支撑上述电极;
循环构件,其呈在上下方向上延伸的环状,在其外周面装配有上述电极支撑部;
层叠单元,其隔着上述循环构件配置在上述搬运装置的相反侧,具有供上述电极层叠的多级的层叠部;
推出部,其将多个被上述电极支撑部支撑的上述电极向上述多级的层叠部同时推出;以及
控制部,其控制上述循环构件的循环和升降以及上述推出部的动作,
上述控制部对上述推出部的动作进行控制,从而以比上述搬运装置对上述电极的搬运速度慢的速度将上述电极向上述层叠部推出。
2.根据权利要求1所述的电极层叠装置,
还具备定位单元,上述定位单元将与上述搬运装置对上述电极的搬运方向交叉的方向上的上述电极的边缘的位置对齐。
3.根据权利要求1或2所述的电极层叠装置,
上述电极支撑部还具有冲击缓和部,上述冲击缓和部缓和接收上述电极时对上述电极的冲击。
4.一种电极层叠装置,将在正极集电体的表面形成正极活性物质层而成的正极和在负极集电体的表面形成负极活性物质层而成的负极层叠,上述电极层叠装置的特征在于,具备:
第1搬运单元,其搬运上述正极,具有:在上下方向上延伸的环状的第1循环构件;多个第1支撑部,其装配于上述第1循环构件的外周面,支撑上述正极;以及第1驱动部,其使上述第1循环构件旋转,并且使上述第1循环构件在上下方向上移动;
第2搬运单元,其搬运上述负极,具有:在上下方向上延伸的环状的第2循环构件;多个第2支撑部,其装配于上述第2循环构件的外周面,支撑上述负极;以及第2驱动部,其使上述第2循环构件旋转,并且使上述第2循环构件在上下方向上移动;
层叠单元,其配置在上述第1搬运单元和上述第2搬运单元之间,具有供上述正极和上述负极交替层叠的多级的层叠部;
搬运控制部,其控制上述第1驱动部,从而将由上述第1搬运单元搬运的多个正极保持于与上述多级的层叠部对应的高度位置,并且控制上述第2驱动部,从而将由上述第2搬运单元搬运的多个负极保持于与上述多级的层叠部对应的高度位置;
第1推出单元,其将上述多个正极向上述多级的层叠部同时推出;以及
第2推出单元,其将上述多个负极向上述多级的层叠部同时推出。
5.根据权利要求4所述的电极层叠装置,还具备:
第1壁部,其配置在上述层叠单元和上述第1搬运单元之间,具有供由上述第1推出单元推出的上述多个正极通过的多个第1狭缝;以及
第2壁部,其配置在上述层叠单元和上述第2搬运单元之间,具有供由上述第2推出单元推出的上述多个负极通过的多个第2狭缝,
上述搬运控制部控制上述第1驱动部,从而将上述多个正极保持于上述多个第1狭缝的高度位置,并且控制上述第2驱动部,从而将上述多个负极保持于上述多个第2狭缝的高度位置。
6.根据权利要求5所述的电极层叠装置,
上述第1狭缝的高度位置和上述第2狭缝的高度位置是相同的,
在上述第1壁部的内侧面的上述第1狭缝的下侧部分和上述第2壁部的内侧面的上述第2狭缝的下侧部分,分别设有使上述第1壁部和上述第2壁部之间的距离随着去往上方而变长的锥形。
7.根据权利要求6所述的电极层叠装置,还具备:
第3驱动部,其使上述多级的层叠部在上下方向上移动;以及
层叠控制部,其控制上述第3驱动部,使得上述正极的层叠高度位置相对于上述第1狭缝为固定,并且上述负极的层叠高度位置相对于上述第2狭缝为固定。
8.根据权利要求6所述的电极层叠装置,
上述层叠部具有:基台,其载置上述正极和上述负极;以及侧壁,其竖立设置于上述基台,将上述正极和上述负极的边缘的位置对齐。
9.根据权利要求5所述的电极层叠装置,还具备:
第3驱动部,其使上述多级的层叠部在上下方向上移动;以及
层叠控制部,其控制上述第3驱动部,使得上述正极的层叠高度位置相对于上述第1狭缝为固定,并且上述负极的层叠高度位置相对于上述第2狭缝为固定,
上述第1狭缝的高度位置和上述第2狭缝的高度位置交替错开。
10.根据权利要求4至9中的任意一项所述的电极层叠装置,
还具备定位单元,上述定位单元将上述正极和上述负极的边缘的位置对齐。
11.根据权利要求10所述的电极层叠装置,
上述定位单元具有:承接部,其与上述正极和上述负极的边缘抵接;以及按压部,其将上述正极和上述负极按压到上述承接部。
12.根据权利要求10所述的电极层叠装置,
上述定位单元是将上述正极和上述负极向下方引导的1对导板,
上述1对导板分别具有使上述1对导板的间隔随着去往下方而变窄的锥形部。
13.一种电极层叠装置,将由搬运装置供应的电极层叠,形成电极层叠体,上述电极层叠装置的特征在于,具备:
多个电极支撑部,其支撑上述电极;
电极分配部,其将由上述搬运装置供应的上述电极分别分配给上述多个电极支撑部;
层叠单元,其配置于上述多个电极支撑部的侧方,具有供上述电极层叠的多级的层叠部;
推出部,其将多个被上述电极支撑部支撑的上述电极向上述多级的层叠部推出;以及
控制部,其控制上述电极分配部和上述推出部的动作,
上述控制部对上述推出部的动作进行控制,从而以比上述搬运装置对上述电极的搬运速度慢的速度将上述电极向上述层叠部推出。
14.一种电极层叠方法,是由电极层叠装置执行的电极层叠方法,上述电极层叠装置将在集电体的表面形成活性物质层而成的电极层叠,上述电极层叠方法的特征在于,包括以下工序:
分配工序,将依次供应的上述电极分别分配给支撑该电极的多个电极支撑部;以及
排出工序,以比上述分配工序中的上述电极向上述支撑部的供应速度小的排出速度,将被上述多个电极支撑部分别支撑的多个电极分别对多级的层叠部中的各级层叠部排出,
上述分配工序由循环构件和控制部执行,上述循环构件呈在上下方向上延伸的环状,在其外周面装配有上述电极支撑部,上述控制部控制上述循环构件的动作。
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