JP2010102871A - 連続セパレータ及びシート状電極の積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セパレータの円滑な折り曲げ及び積層体の生産性向上を可能とし、併せて吸着痕等の塑性変形を生じさせることなく安定した積層体の品質を確保する。
【解決手段】テープ状セパレータＳを積層ステージ１０を中心として往復移動させるセパレータ往復移動手段と、セパレータＳの折り返しをガイドする折り曲げガイド部材２０と、シート状正電極Ｐを吸着保持する正電極保持搬送手段５０Ｐと、シート状負電極Ｎを吸着保持する負電極保持搬送手段５０Ｎとを備え、各電極保持搬送手段５０Ｐ（Ｎ）は、電極吸着部５８Ｐ（Ｎ）を有し、該電極吸着部５８Ｐ（Ｎ）は、複数の吸引孔５８１ｈを有する内部吸引板５８１と、該内部吸引板５８１を封着すると共に先端部がシート状電極Ｐ（Ｎ）の表面と倣うように接触する弾性部材により形成された傘状の周辺吸着部５８３とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、つづら折り状に折り返された連続セパレータの間にシート状電極が介装された積層体を製造する積層装置の改良に関する。

特開平９−２７４９３５号公報 特開２０００−２５１９２３号公報

近年、電気自動車やハイブリッド自動車あるいはＵＰＳ（無停電電源）等に適用可能で、小型化・大容量化が容易な二次電池の一例として、リチウムイオン二次電池が注目されている。このリチウムイオン二次電池は、一般的には、シート状の正極集電体とその表面に塗布された正極活物質とで構成されたシート状の正電極と、シート状の負極集電体とその表面に塗布された負極活物質とで構成されたシート状の負電極とをセパレータを介して積層することにより形成されたシート状の内部電極対（積層体）と、この内部電極対を密封状態に被覆すると共に内部に電解液を収容する電池ケースと、この電池ケース内の内部電極対の各正電極及び各負電極にそれぞれ接続される正電極端子及び負電極端子とで構成されている。そして、充電時には正極活物質からリチウムイオンが電解液とセパレータを介して移動し負極活物質にインターカレートされ、放電時にはその逆の順序でリチウムイオンが移動することにより二次電池として充放電を行うものである。

上述のようなセパレータとシート状電極とで構成された内部電極対の一例として、内部短絡による電池損傷や周囲への影響を最小限に抑制する等の目的を達成するために、シート状電極間に介在するセパレータを連続的に形成して積層体を構成したものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、特許文献１には、内部短絡の波及抑制や放熱性能の向上等を図るために、微多孔性フィルムを２枚貼り合わせた袋状のセパレータの内部にシート状電極を収容した電極ユニットを形成し、これらの電極ユニットを順次積層した内部電極対（積層体）を有するリチウムイオン二次電池が開示されている。

また、特許文献２には、デッドスペースを省略して電池容量の増大等を図るために、その下端辺が折り曲げられた長尺の帯状セパレータをつづら折り（ジグザグ状）に折り曲げて、折り曲げられた連続セパレータ間に正負各極性のシート状電極を交互に配置した内部電極対（積層体）を有する角型二次電池が開示されている。

しかしながら、上記特許文献に開示された先行技術においては、いずれも次のような問題点を有していた。

例えば、特許文献１に開示された先行技術においては、微多孔性フィルムを貼り合わせた袋状のセパレータ内にシート状電極を収容するために自動化が困難であり、また、セパレータの切断工程が必要となり、作業性・生産性が著しく劣るといった問題が生じていた。

また、特許文献２に開示された先行技術においては、組み立ての過程で、シート状の正負各電極とセパレータとの位置を正確に調整しつつセパレータを折り曲げて積層体を形成していく必要があるため、作業性・生産性が劣るといった問題を生じていた。さらに、セパレータを折り曲げる際に、介装されるシート状電極端部に無理な力が加わり、当該電極の位置ずれや電極端部に機械的なダメージが生じ易く、このような組み立ての際のシート状電極の位置ずれやシート状電極に対する機械的ダメージは、電池容量の低下といった性能の劣化や内部短絡の発生の要因となるといった問題が生じていた。

さらにまた、極薄のシート状電極及びセパレータを積層する際に、かかるシート状電極には吸着痕等の塑性変形が生じ易く、均一に積層することが困難であり、このような積層体を形成する際の積層品質の向上が望まれていた。

そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、連続セパレータを折り曲げる際のシート状電極端部を保護すると共に、当該セパレータの円滑な折り曲げ及び積層体の生産性向上を可能とし、併せてシート状電極を吸着搬送する際に、吸着痕等の塑性変形を生じさせることなく安定した積層体の品質を確保することができる連続セパレータ及びシート状電極の積層装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置は、連続するテープ状のセパレータを折り返しつつ、該セパレータ及びシート状電極を順次積層して積層体を形成する連続セパレータ及びシート状電極の積層装置であって、前記テープ状のセパレータの先端部を保持し、その上にシート状電極及びセパレータが順次積層される積層ステージと、前記積層ステージの上方にて、前記テープ状セパレータを、該積層ステージを中心として往復移動させるセパレータ往復移動手段と、積層された前記シート状電極の前記セパレータの移動方向両端部の辺を覆うように前記積層ステージに対して近接又は離隔可能に構成され、前記セパレータの往復移動に伴う前記シート状電極両端部での折り返しをガイドする折り曲げガイド部材と、複数のシート状正電極が収容された正電極収容部から、シート状正電極を吸着保持して前記積層ステージ上に搬送供給する正電極保持搬送手段と、複数のシート状負電極が収容された負電極収容部から、シート状負電極を吸着保持して前記積層ステージ上に搬送供給する負電極保持搬送手段とを備え、前記各電極保持搬送手段は、対応するシート状電極を搬送可能に吸着する電極吸着部をその先端に有しており、該電極吸着部は、複数の吸引孔を有してシート状電極と対向し中心部に配設された内部吸引板と、該内部吸引板の周縁部を封着すると共に先端部がシート状電極の表面と倣うように接触する弾性部材により形成された傘状の周辺吸着部とを具備していることを特徴とするものである。

このように構成した場合には、その上にシート状電極及びセパレータが順次積層される積層ステージと、該積層ステージを中心としてテープ状セパレータを往復移動させるセパレータ往復移動手段と、セパレータの往復移動に伴うシート状電極両端部での折り返しをガイドする折り曲げガイド部材とを備えているので、シート状電極を積層する度のセパレータの切断工程を省略して生産性の向上を図ると共に、往復移動するテープ状セパレータを折り返す際のシート状電極との直接的な接触に伴う電極端部へのダメージを防止しつつテープ状セパレータの均質な折り返しを容易に実現することができる。併せて、複数の吸引孔を有してシート状電極と対向し中心部に配設された内部吸引板と、該内部吸引板の周縁部を封着すると共に、その先端部がシート状電極の表面と倣うように接触する弾性部材により形成された傘状の周辺吸着部とを備えた電極吸着部により、シート状電極を吸着する際の吸着痕やしわ等の発生による塑性変形や複数枚の吸着を未然に防止して、シート状電極の安定した吸着搬送と連続セパレータ及びシート状電極から構成される積層体の積層品質の向上に寄与することができる。

また、前記電極吸着部は、シート状電極と略同等の大きさを有して、該シート状電極と対向する板状の吸着プレートに複数配設されており、かつ、前記電極吸着部の配設箇所は、積層ステージ上の前記折り曲げガイド部材と干渉しない領域におけるシート状電極の四隅及び各辺に沿って等間隔に配置されていてもよい。

このように構成した場合には、複数の電極吸着部を所定の箇所に配置することにより、シート状電極を吸着する際に緩やかなうねり（波打ち）を形成することができ、シート状電極を複数枚吸着する重ね取りをより効果的に防止することができる。

さらに、前記内部吸引板は、樹脂部材により円盤状に形成されていると共に、前記周辺吸着部は、ゴム部材で形成されており、かつ、前記複数の吸引孔は、中心部及び周方向に等間隔で配置形成されていてもよい。

このように構成した場合には、シート状電極の凹凸表面と点接触する内部吸引板と、面的に接触する周辺吸着部と容易に実現すると共に、複数の細孔が所定の位置に配置形成された吸引孔により、吸着痕の発生をより効果的に防止しつつ、バランスの良い吸着を実現することができる。

さらにまた、前記各電極保持搬送手段は、前記折り曲げガイド部材に沿って折り曲げられた連続セパレータを、前記積層ステージ上で積層方向に押さえ付ける押え部材をさらに備えていてもよい。

このように構成した場合には、折り曲げられた連続セパレータの戻り（スプリングバック）を押え部材により抑制して、積層品質の向上に寄与することができる。

また、前記テープ状セパレータは、複数のローラに懸架されて複数の屈曲個所を形成していると共に、少なくとも一の屈曲個所は、前記ローラに支持されることなく非接触な状態で吸引されており、かつ、重力方向に移動可能に形成されていてもよい。

このように構成した場合には、少なくとも一の屈曲個所が、ローラに支持されることなく非接触な状態で吸引され、かつ、重力方向に移動可能に形成されているので、連続するテープ状のセパレータに常に一定のテンションを付与して弛みや皺の発生を防止すると共に、連続セパレータの全ての屈曲個所をローラに懸架して支持する構成に比し、ローラ軸方向の位置ずれや捩れに対する調整が容易となり、特に、連続セパレータを積層ステージ上に位置決めする初期セッティング時の作業性を向上させることができる。

さらに、前記セパレータ往復移動手段は、その間に前記テープ状セパレータが挿通されたローラ対を、前記積層ステージを中心として該ステージ面に沿って往復移動させることにより構成されていてもよい。

このように構成した場合には、連続セパレータを切断することなく、各シート状電極端部での順次折り返しを可能とするセパレータ往復移動手段を簡易な構成で容易に実現することができる。

さらにまた、前記セパレータ往復移動手段と、前記正電極保持搬送手段及び負電極保持搬送手段とは略同一直線上を一体に往復移動することができる。

このように構成した場合には、セパレータ往復移動手段と、正電極保持搬送手段及び負電極保持搬送手段とが略同一直線上を一体となって往復移動するので、例えば、互いに材質が異なるシート状正電極及びシート状負電極を積層する必要がある二次電池の製造への容易な適用が可能となる。さらに、連続セパレータを介したシート状正電極及びシート状負電極の積層ステージ上での交互の順次自動積層が可能となり、各シート状電極の搬送供給やセパレータの折り曲げのための自由度を削減して構成のコンパクト化や制御の簡素化を可能とし、大容量化や生産性の向上及びコストダウンに寄与することができる。

また、前記セパレータ往復移動手段は、前記正電極保持搬送手段と前記負電極保持搬送手段との略中央に配置されていると共に、前記積層ステージは、前記正電極収容部と前記負電極収容部との略中央に配置されており、かつ、前記セパレータ往復移動手段と前記各電極保持搬送手段との水平方向の離隔距離は、前記積層ステージと前記各電極収容部との水平方向の離隔距離の略半分に設定されていてもよい。

ここで、セパレータ往復移動手段と各電極保持搬送手段との水平方向の離隔距離とは、例えば同一極性の電極保持搬送手段を構成する電極吸着部が水平方向に複数配設されている場合には、水平方向におけるセパレータ往復移動手段（例えば、ローラ対）の中心と複数の上記電極吸着部の配設中心との離隔距離をいうものとし、同様に、積層ステージと各電極収容部との水平方向の離隔距離とは、水平方向における積層ステージの配設中心と各シート状電極収容部の配設中心との離隔距離をいうものとする。

このように構成した場合には、ローラ対と各電極保持搬送手段との水平方向の離隔距離が、積層ステージと各電極収容部との水平方向の離隔距離の略半分に設定されているので、簡易な制御により、一方の極性のシート状電極を対応する電極収容部から積層ステージへ移動させる供給動作、他方の極性のシート状電極を積層ステージから対応する電極収容部へ移動させる移動動作、連続セパレータを電極端部で折り返す折り曲げ動作の同時実施が可能となり、生産性の大幅な向上を実現することができる。

さらに、前記折り曲げガイド部材及び／又はいずれかの前記電極保持搬送手段は、積層ステージ上で積層体を形成する際に、常に、積層ステージとの間で該積層体を挟みこんでいるように構成することができる。

このように構成した場合には、積層体上にて積層体を形成する際のシート状電極の位置ずれを確実に防止することができる。

さらにまた、前記積層ステージは、前記シート状電極の積層枚数に応じて、その高さが調整可能であってもよい。

このように構成した場合には、シート状電極の積層枚数に応じて、セパレータの折り曲げ位置（高さ）を常に一定に維持することができるので、簡易な制御によりセパレータの均質な折り返しを可能として品質の維持向上に寄与することができる。

また、本発明においては、例えば、耐熱性は高いが、切断が困難で切断工程で損傷する可能性が高く折り曲げの際の脆性が問題となる無機化合物の複合材料又は全芳香族ポリアミド材料にて形成されたセパレータに対しても好適に適用可能であり、用途に応じたセパレータの選定の自由度を増大させることができる。

さらに、本発明においては、前記シート状正電極を、例えばアルミニウム製の金属箔の両面に正極活物質が塗布されたリチウムイオン電池用正電極とし、前記シート状負電極を、例えば銅製の金属箔の両面に負極活物質が塗布されたリチウムイオン電池用負電極とすることにより、連続セパレータを用いた小型で大容量化が容易なリチウムイオン二次電池の内部電極対（積層体）の製造に好適に適用することができる。

本発明によれば、連続セパレータを折り曲げる際のシート状電極端部を保護すると共に、当該セパレータの円滑な折り曲げ及び積層体の生産性向上を可能とし、併せてシート状電極を吸着搬送する際に、吸着痕等の塑性変形を生じさせることなく安定した積層体の品質を確保することができる連続セパレータ及びシート状電極の積層装置を簡易な構成で実現することができる。

以下に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、本発明の一適用例であるリチウムイオン二次電池の製造を例にとって説明する。

まず、本実施の形態に係る積層体の製造装置（以下、積層装置とも称する）の概要について図１を参照して説明する。ここで、図１（ａ）は、本実施の形態に係る積層装置の全体構成を示す模式的正面図であり、図１（ｂ）は、模式的平面図である。なお、明瞭化のため、図１（ａ）では、セパレータが複数のローラに懸架されて積層ステージへ供給されている状態を示すのに対し、図１（ｂ）では、当該セパレータを省略した状態を示すものとする。

本発明に係る積層装置１は、図１に示すように、複数のローラに懸架されたテープ状(フィルム状)の連続したセパレータＳと、その上にシート状正電極Ｐ及びシート状負電極Ｎが、連続したテープ状のセパレータＳを介して交互に積層される昇降自在に形成された積層ステージ１０と、所定の高さを維持しつつ積層ステージ１０に対して前進又は後退（近接又は離隔）が可能なように形成され、セパレータＳのジグザグ状の順次折り曲げを所定の位置（高さ）でガイドする折り曲げガイド部材２０と、セパレータＳの供給方向（本例では、図中、右側から左側）に沿って積層ステージ１０の上流側(本例では、図中、右側)に配設され、積層状態の複数のシート状正電極Ｐを収容する正電極収容部３０と、積層ステージ１０の下流側（本例では、図中、左側)に配設され、積層状態の複数のシート状負電極Ｎを収容する負電極収容部４０と、積層ステージ１０の上方に配設され、積層ステージ１０、正電極収容部３０、負電極収容部４０との間を往復移動可能なように構成されたスライド往復ユニット５００と、これらの構成機器の動作を制御する不図示の装置コントローラ等を備えている。

本実施の形態におけるスライド往復ユニット５００は、積層ステージ１０の背面側にて、不図示のモータ等の駆動源により水平方向に往復移動可能に構成したスライド部材５１を備え、このスライド部材５１の略中央部には、垂直方向に延在する垂直アーム５３が取り付けられていると共に、スライド部材５１の両端部には、積層ステージ１０側（図中、背面側から前面側）に略水平に突出形成された幅広の右支持アーム５５Ｒ及び左支持アーム５５Ｌがそれぞれ取り付けられている。さらに、垂直アーム５３の上端部には、セパレータＳが懸架される上部ローラ６０Ｕが、積層ステージ１０側に略水平に突出するように取り付けられていると共に、垂直アーム５３の下端部には、一対の下部ローラ対６０Ｄが、積層ステージ１０の上表面近傍に略水平に突出するように取り付けられている。かかるローラ対６０Ｄは、本発明に係るセパレータ往復移動手段を構成するものであり、具体的には、積層ステージ１０上の所定の位置に前進する上記折り曲げガイド部材２０と略平行であって、その高さがガイド部材２０の表面近傍に位置するように取り付けられている。また、右支持アーム５５Ｒの先端部には、正電極収容部３０からシート状正電極Ｐを一枚ずつ吸着保持して積層ステージ１０への移動供給を可能とする上下方向に伸縮自在に形成された正電極吸着部５８Ｐを有する正電極保持搬送手段５０Ｐが懸装されている。同様に、左支持アーム５５Ｌの先端部には、負電極収容部４０からシート状負電極Ｎを一枚ずつ吸着保持して積層ステージ１０への移動供給を可能とする上下方向に伸縮自在に形成された負電極吸着部５８Ｎを有する負電極保持搬送手段５０Ｎが懸装されている。すなわち、本実施の形態におけるスライド往復ユニット５００は、上部ローラ６０Ｕと、下部ローラ対６０Ｄと、正電極保持搬送手段５０Ｐ、負電極保持搬送手段５０Ｎとが一体に形成され、積層ステージ１０に対して、単一の駆動源により一体に連続的に往復移動可能なように構成されている。

本実施の形態において、各電極保持搬送手段５０Ｐ，５０Ｎは、不図示のエアー源により駆動される従来公知のエアーシリンダにより上下方向に伸縮自在に形成されていると共に、さらにその先端（下端）に取り付けられた各電極吸着部５８Ｐ，５８Ｎは、バネ等の弾性部材を介して上下方向に弾性変形可能に取り付けられている。なお、各電極保持搬送手段５０Ｐ，５０Ｎの詳細については後述する。

また、本実施の形態における上部ローラ６０Ｕと下部ローラ対６０Ｄとの配置に関しては、両者を鉛直線上よりも水平方向にずらして配置することも可能であるが、セパレータＳを折り曲げる際に、当該セパレータＳや折り曲げガイド部材２０に対して折り曲げ方向以外の不要な力が加わることを未然に防止して円滑な折り曲げを可能とすると共に、供給部６１側の電極保持搬送手段５０Ｐの可動領域を十分に確保するという観点から、両者は略鉛直線上に配置することが好ましい。

また、本発明のセパレータ往復移動手段を構成する下部ローラ対６０Ｄの取り付け高さに関しては、同様に、セパレータＳや折り曲げガイド部材２０に不要な力が加わることを未然に防止するという観点から、所定の高さに配置される折り曲げガイド部材２０の上方近傍に位置するようにその配置高さを設定することが好ましい。

本実施の形態に係る積層ステージ１０は、その表面部分に、不図示のエアー源からの吸引によりセパレータＳの先端部の吸着固定を可能とする複数の細孔が形成されていると共に、セパレータＳを折り返す際の折り曲げ位置が常に所定の位置（高さ）となるように、不図示のモータによりシート状電極Ｐ，ＮやセパレータＳの積層状態（積層枚数）に応じて昇降（上下移動）可能なように構成されている。

セパレータＳは、図１（ａ）に示すように、回転軸６１ｓ回りに回転自在となるように取り付けられたテープ状の供給部６１から供給されるようになっており、供給部６１の下方に設けられたバッファ部６５を介して複数のローラに懸架され、積層ステージ１０上に連続的に供給されるようになっている。具体的には、その内部にてテープ状のセパレータＳが上下方向に移動自在となるように形成された中空箱状のバッファ部６５の上部に設けられた一対のガイドローラ６２，６３と、このガイドローラ６２，６３と略同等の高さに配設された上部ローラ６０Ｕ（スライド往復ユニット５００の垂直アーム５３に取り付け）とに懸架され、さらに上部ローラ６０Ｕの下方に配置された一対の下部ローラ対６０Ｄ（スライド往復ユニット５００の垂直アーム５３に取り付け）のローラ間に挿通されて、その先端部が積層ステージ１０上で吸着固定されるようになっている。

そして、本発明に係るセパレータ往復移動手段を構成する下部ローラ対６０Ｄが設けられたスライド往復ユニット５００を、積層ステージ１０を中心として該ステージ面に沿って往復移動させることにより、その先端が積層ステージ１０上に吸着固定されたセパレータＳが、積層ステージ１０上で順次折り返し可能なように連続的に供給されるようになっている。

本実施の形態において、上記バッファ部６５は、中空の箱状に形成されており、その内部空間に導かれた連続セパレータＳの下方端での屈曲個所Ｓｄは、ローラ等に支持されておらず、当該個所が上下方向に移動可能となっていると共に、バッファ部６５の底部には、吸引ファン６７が設置されており、所定の吸引力にてバッファ部６５内の連続セパレータＳ（屈曲個所Ｓｄ）を吸引することにより、一定の張力を連続セパレータＳに付与するようになっている。

このように連続セパレータＳの一の屈曲個所（本例では、下方端に位置する屈曲個所Ｓｄ）を、敢えてローラ等で支持することなく、非接触な状態でエアー吸引することにより、連続セパレータＳが屈曲する個所を全てローラにより懸架する構成に比し、連続セパレータＳのローラ軸方向に対するズレや捩れに対する調整が容易となる。特に、連続セパレータＳを積層ステージ１０に積層されたシート状電極Ｐ，Ｎの辺と平行となるように位置調整する初期セッティング作業を容易化し、作業性の向上に寄与することができる。また、吸引ファン６７の吸引力を変更することによりセパレータＳのテンション調整が容易になると共に、セパレータＳ表面に付着したごみを吸い取ることも可能となる。

また、本実施の形態において、バッファ部６５には、連続セパレータＳの上下方向の移動可能領域を検知する光学式センサＬＳｕ，ＬＳｄが配設されており、連続セパレータＳが上限検知センサＬＳｕの上方に移動した際には、供給部６１を供給方向に回転させる一方、下限検知センサＬＳｄの下方に移動した際には、供給部６１を逆方向（巻き取る方向）に回転させて、常に、連続セパレータＳが検知センサＬＳｕ，ＬＳｄにて規制される所定の領域内に存在するように制御し、連続セパレータＳのバッファ部６５からの脱落や、吸引ファン６７への吸い込みを未然に防止している。

また、本発明に係る積層装置１では、図１（ｂ）に最も良く示されるように、正電極収容部３０、正電極保持搬送手段５０Ｐ、積層ステージ１０、負電極保持搬送手段５０Ｎ、負電極収容部４０が、セパレータＳの供給方向（移動方向）に沿って略一直線上に配置されていると共に、図１（ａ）に示すように、積層ステージ１０と、各電極収容部３０，４０との水平方向の離隔距離は、共に均等な値ｄとなるように配設されている。

一方、図１（ｂ）に示すように、下部ローラ対６０Ｄの中心と各電極保持搬送手段５０Ｐ，５０Ｎの吸着中心との水平方向の離隔距離は、積層ステージ１０と各電極収容部３０，４０との離隔距離ｄの略半分（ｄ／２）となるように設定されている。

本実施の形態に係るスライド往復ユニット５００においては、このようにセパレータ往復移動手段を構成するローラ対６０Ｄと、各シート状電極Ｐ，Ｎを吸着保持して積層ステージ１０への供給を可能とする各電極保持搬送手段５０Ｐ，５０Ｎとを一体に構成しつつ、各構成部材の位置関係を上述した所定の配置とすることにより、詳細な動作を後述するように、一方の極性のシート状電極の積層ステージ１０への供給動作と、他方の極性のシート状電極の電極収容部への移動動作と、所定の位置におけるセパレータＳの折り曲げ動作とを同時に実施可能とし、大幅な生産性の向上を図っている。

本発明に係る積層装置が適用可能なリチウムイオン二次電池用の各シート状電極Ｐ，Ｎは、図１（ｂ）に模式的に示すように、略方形に形成されており、その一辺端部に電極リード部ＰＴ，ＮＴを有している。より具体的には、本実施の形態において、シート状正電極Ｐは、例えばその厚さが５〜３０μｍ程度のアルミニウム製の長方形（本例では、Ｌ：３００ｍｍ×Ｗ：１２２ｍｍ）の正極集電体ＰＢの両面に不図示の正極活物質を塗布して形成されており、同様に、シート状負電極Ｎは、例えばその厚さが５〜３０μｍ程度の銅製の長方形（本例では、Ｌ：３０３ｍｍ×Ｗ：１２５ｍｍ）の負極集電体ＮＢの両面に不図示の負極活物質を塗布して形成されている。さらに、シート状正電極Ｐに設けられる正電極リードＰＴは、上記正極集電体ＰＢと同じアルミニウム製であり、シート状負電極Ｎに設けられる負電極リードＮＴは上記負極集電体ＮＢと同じ銅製である。なお、正電極リードＰＴ及び負電極リードＮＴには、いずれも上記活物質は塗布されていない。

本実施の形態において、正極活物質としては、コバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）、マンガン酸リチウム複合酸化物（ＬＭＯ）、ニッケル酸リチウム複合酸化物（ＬＮＯ）等のリチウム複合酸化物を用いることができる。また、ＬＮＭＣＯといった３元素材料やＬＭＮＯ，ＬＭＣＯ，ＬＮＣＯといった２元素材料を用いてもよい。さらにこれらの主材料を混合したものでもよい。

一方、負極活物質としては、グラファイトやハードカーボン等の炭素材料を用いることができる。またこれらの主材料を混合したものでもよい。

そして、各シート状電極Ｐ，Ｎは、対応する各電極収容部３０，４０内においては、同極性の各電極リード（例えば、ＰＴ）の位置が揃えられて積層収容されているのに対し、逆極性のシート状電極の各電極リード（例えば、ＮＴ）とは、互いに反対側に位置（本例では、正電極リードＰＴが、シート状正電極Ｐの右端部に位置しているのに対し、負電極リードＮＴは、シート状負電極Ｎの左端部に位置）するように、各電極収容部３０，４０内に積層状態で収容されている。

セパレータＳは、多孔質膜、不織布、網など、電子絶縁性でシート状正電極Ｐ及びシート状負電極Ｎとの密着に対して充分な強度を有するものであれば、どのようなものでも使用可能であるが、ポリエチレン、ポリプロピレンの単層多孔質膜及びこれらの多層化した多孔質膜が接着性及び安全性の観点から好ましい。但し、本発明のように連続したセパレータＳにより積層体を形成する場合には、折り曲げの際の脆性が特に問題となる耐熱性の高い不織布等で形成された無機材料複合セパレータ（例えば、無機化合物を複合した微多孔質セパレータ（セパリオン：登録商標）等）や、全芳香族ポリアミド素材（不織布、アラミド、ナイロン：登録商標）で形成されたセパレータ等に、より好適に適用可能である。

一方、本実施の形態において、セパレータＳをジグザグ状に折り曲げる際のガイドの役割を果たす折り曲げガイド部材２０は、比較的大型のシート状電極Ｐ（Ｎ）に対してセパレータＳの安定した折り曲げをガイドするという観点から、図２に拡大して示すような、積層ステージ１０を挟んで互いに対向する一対のコ字状部材２０Ａ，２０Ｂによりガイド部材２０を構成している。なお、上記一対の折り曲げガイド部材２０Ａ，２０Ｂのそれぞれは、不図示のアクチュエータにより積層ステージ１０に対して前進／後退（近接／離隔）が可能なように構成されていると共に、各ガイド部材２０Ａ，２０Ｂは、前進した際に積層ステージ１０上のシート状電極Ｐ（Ｎ）の両端辺（セパレータＳの移動方向と略直交する両端辺）を覆うようなガイド辺２１Ｒ，２１Ｌをそれぞれ有している。

かかる折り曲げガイド部材２０は、積層の際にシート状電極Ｐ，Ｎを押えつつ、セパレータＳを折り曲げる際のガイド及びシート状電極Ｐ，Ｎ端部の保護ができるような形状・構成であれば差し支えなく、例えばガイド辺２１Ｒ，２１Ｌを棒状部材で形成してもよいし、テープ状セパレータＳの折り曲げ位置を任意に調整できるようガイド辺２１Ｒ，２１Ｌの間隔が調整できるような構成としてもよい。また、シート状電極Ｐ，ＮやセパレータＳと接触した場合でも、円滑な前進／後退が可能となるような材質で形成することが好ましく、さらに、その表面の摩擦抵抗が小さくなるような表面処理を施すことが好ましい。具体的には、例えばステンレス鋼材を用いて、その表面粗さが、０．５μｍ程度となるように電解研磨処理することが好ましい。

また、折り曲げガイド部材２０、後述する各電極保持搬送手段５０Ｐ（５０Ｎ）の電極吸着部５８Ｐ（５８Ｎ）の配置数、位置、大きさについては、積層動作時に両者が干渉しないような配置構成であれば任意に設定することができる。すなわち、積層ステージ１０上にガイド部材２０（本例では、一対のコ字状ガイド部材２０Ａ，２０Ｂ）が前進したときに、昇降する電極吸着部５８Ｐ（５８Ｎ）と干渉しないように（折り曲げガイド部材２０と、電極吸着部５８Ｐ（５８Ｎ）との積層ステージ１０上への投影面が互いに干渉しないように）、両者の形状、大きさ、位置、配置数等を設定することができる。

次に、本実施の形態に係る正電極保持搬送手段５０Ｐ及び負電極保持搬送手段５０Ｎの構成について、図３を参照して説明する。なお、各電極保持搬送手段５０Ｐ，５０Ｎを構成する各構成部材は、それぞれ同様な構造を有しているので、以下、総称表記（例えば、電極保持搬送手段５０）とする。

図３に模式的に示すように、本実施の形態に係る電極保持搬送手段５０は、積層ステージ１０に向かって水平方向に突出した幅広の支持アーム５５の先端部に設けられており、不図示のエアー源により駆動されるエアーシリンダＳｄを介して、支持アーム５５と直交するように取り付けられた略長方形の支持プレート５６と、この支持プレート５６に取り付けられ、積層ステージ１０上のシート状電極Ｐ（Ｎ）と対向するように配設された吸着プレート５７とを備えている。そして、吸着プレート５７には、複数の電極吸着部５８ａ，５８ｂ，５８ｃ・・・が配設されていると共に、支持プレート５６の左右方向（セパレータＳが往復移動する方向）両端部には、折り曲げガイド部材２０と対向するように（折り曲げガイド部材２０と同方向に平行に延在するように）、略直方体形状の樹脂製（例えば、テフロン（登録商標）の押さえ部材５９が上下方向に伸縮自在となるようにエアーシリンダＳｄを介して配設されている。

ところで、一般に、吸着搬送用の吸着部１００は、図４（ａ）に模式的に示すように、ゴム等の弾性部材によりカップ（スカート）状に形成されており、吸着時のエアー漏れが少ないため、少量のエアー吸引にて十分な吸着力を発揮する（図４（ｂ）参照）。しかし、弾性部材で形成された吸着部１００にはゆがみが生じ易く、極薄（例えば、集電体ＰＢ（ＮＢ）の両面に活物質を塗布した状態で、厚さ５０〜７０μｍ）のシート状電極Ｐ（Ｎ）を搬送する際には、吸着時にしわが形成され、かかるしわは吸着部１００の外周部から中心部に向かって盛り上がるように形成され、図４（ｃ）〜（ｅ）に模式的に示すように、シート状電極Ｐ（Ｎ）の表面に凹凸が形成された（吸着部１００の中心部に対応するシート状電極Ｐ（Ｎ）の表面が凸部となった）吸着痕となってしまう。そして、このような吸着痕が形成されたシート状電極Ｐ（Ｎ）を多数積層した場合には、積層方向の高さが不均一となったり、セパレータＳとシート状電極Ｐ（Ｎ）との間隔が局所定に不均一となったりして、製品品質（積層品質）のばらつきの要因となってしまう。特に、比較的大型（例えば、Ｌ：２５０〜３５０ｍｍ×Ｗ：１００〜１５０ｍｍ）のシート状電極Ｐ（Ｎ）を搬送する場合には、複数の吸着部１００にて吸着搬送することとなるため、必然的に多数の吸着痕が形成され（図４（ｆ）参照）、上記のような問題が顕著に表れてしまう。

一方、図５（ａ）に模式的に示すように、板状の吸着部１１０によりシート状電極Ｐ（Ｎ）を吸着する場合には、板状の吸着部１１０と、シート状電極Ｐ（Ｎ）の表面に塗布された活物質とは共に剛性を有するため、両者は点接触することとなり、所定の吸引力に対するエアー漏れが多くなって吸着力が低減し、確実な吸着搬送が困難となってしまう（図５（ｂ）参照）。これに対して、板状の吸着部１１０において、エアー源の吸引力を増大させた場合でも、剛性の高い吸着部１１０は、シート状電極Ｐ（Ｎ）の表面の凹凸に追従できないため、吸着部をシート状電極Ｐ（Ｎ）に十分に押し付ける必要が生じ、隣接するシート状電極Ｐ（Ｎ）同士をより密着させてしまう。具体的には、最上部のシート状電極Ｐ（Ｎ）を吸着した際に、当該シート状電極Ｐ（Ｎ）が張って、積層方向に隣接するシート状電極Ｐ（Ｎ）との間に微小な隙間が生じ、かかる状態でシート状電極Ｐ（Ｎ）を押し付けた場合、微小隙間内の空気が押し出されて隣接するシート状電極Ｐ（Ｎ）同士を密着させるように作用し、これにより、最上部のシート状電極Ｐ（Ｎ）を一枚ずつ吸着することが困難となって複数のシート状電極Ｐ（Ｎ）を吸着してしまう、いわゆる重ね取りが発生してしまう。

そこで、本実施の形態に係る電極保持搬送手段５０では、電極吸着部５８として、次のような構成を採用することにより、極薄で比較的大型のシート状電極Ｐ（Ｎ）を吸着搬送する際に、吸着痕等の塑性変形を防止しつつ、一枚ずつの安定した取り出しを可能としている。

以下に、本実施の形態に係る電極吸着部５８の構成及び作用を図６、図７を参照して説明する。ここで、図６（ａ）は、本実施の形態に係る電極吸着部５８の構成を説明するための側面図であり、（ｂ）は底面図であり、（ｃ）は先端部分の分解図である。また、図７は、本実施の形態に係る電極吸着部５８の作用を説明するための模式図である。

図６（ａ）に示すように、本実施の形態に係る電極吸着部５８は、上下方向に伸縮自在に形成された吸着プレート５７にバネ等の弾性部材を介して取り付けられ、その内部にエアー配管を有する支持部材５８０と、この支持部材５８０先端の中心部に配設され、複数の吸引孔（貫通孔）５８１ｈが形成された樹脂製の円盤状の内部吸引板５８１と、この円盤状の内部吸引板５８１の周縁部と接着された傘状（カップ状）の周辺吸着部５８３とを備えている。

円盤状の内部吸引板５８１は、図６（ｂ）に最も良く示されるように、その中心部に吸引孔５８１ｈ₀を有していると共に、この中心部から等距離の周方向に沿って均等間隔で配置された複数の吸引孔５８１ｈを有している。本実施の形態において、内部吸引板５８１は、厚さ０．５ｍｍの樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコン、ポリカーボネート等）で形成されており、その外径が、８〜１０ｍｍ、各吸引孔５８１ｈ₀，５８１ｈの径が、０．５〜１．０ｍｍに設定されている。なお、吸引孔５８１ｈ₀，５８１ｈの径が、０．５ｍｍよりも小さくなると十分な吸引力が得られず、１．０ｍｍよりも大きくなると吸着痕が発生してしまう。

このように、吸引孔５８１として、所定の細孔を中心部及び周方向に沿って等間隔で複数配置することにより、シート状電極Ｐ（Ｎ）における吸着痕の発生を効果的に防止すると共に、バランスのよい吸着搬送が可能となる。

また、図６（ｃ）に最も良く示されるように、円盤状の内部吸引板５８１の側面（周縁部）は、傾斜面５８１ｃとなっており、この傾斜面５８１ｃが、周辺吸着部５８３との接着面となっている。

周辺吸着部５８３は、弾性部材（例えば、ニトリルゴムやフロロシリコンゴム等のゴム状弾性体）によりカップ状に形成され、傘状に広がったスカート部５８３ｃの上端部が内部吸引板５８１の傾斜面５８１ｃと接着されて、上記内部吸引板５８１の周縁部を封着すると共に、スカート部５８３ｃの先端部が、内部吸引板５８１の周囲のシート状電極Ｐ（Ｎ）の凹凸面（活物質の凹凸面）と接触するようになっている。なお、本実施の形態では、上記周辺吸着部５８３のスカート部５８３ｃの外径（弾性変形していない定常状態での直径）は、１５〜２５ｍｍに設定されている。

このように構成した本実施の形態に係る電極吸着部５８によれば、図７に模式的に示すように、電極吸着部５８の中心部においては、内部吸引板５８１がシート状電極Ｐ（Ｎ）の表面に塗布された活物質Ｍａの凹凸面と点接触（Ａ部詳細）して、接触部における微小隙間からエアー漏れが生じて吸着力を弱めるため、しわ等が累積されて中心部に生じ易い吸着痕の発生を防止する。一方、周辺部（外周部）では、活物質Ｍａの凹凸面に倣うように自らが変形してかかる表面と面的に接触（Ｂ部詳細）する弾性部材（例えば、ニトリルゴム）で形成された周辺吸着部５８３（スカート部５８３ｃ）により、エアー漏れを抑制して十分な吸着力を安定して確保することができる。

すなわち、本実施の形態に係る電極吸着部５８では、その中心部にシート状電極Ｐ（Ｎ）の凹凸面（活物質Ｍａの凹凸面）と点接触するような、剛性部材（本例では樹脂）で形成された板状の内部吸引板５８１と、その周囲（外周部）の凹凸面（活物質Ｍａの凹凸面）と面接触するような周辺吸着部５８３とを設けることにより、重ね取りを防止して安定した吸着力を確保すると共に、電極吸着部５８の中心部に対応するシート状電極Ｐ（Ｎ）の表面に生じ易い吸着痕等の塑性変形を効果的に防止することができる。

さらに、本実施の形態では、比較的大型のシート状電極Ｐ（Ｎ）が吸着搬送可能なように、上述した吸着プレート５７に複数の電極吸着部５８を配設している。

吸着プレート５７上の複数の電極吸着部５８の具体的な配置としては、図２に模式的に示したように、少なくとも折り曲げガイド部材２０Ａ，２０Ｂと干渉しないシート状電極Ｐ（Ｎ）の表面領域の四隅に対応するように配置（図中、５８ａ，５８ｃ，５８ｄ，５８ｆ）することが好ましく、シート状電極Ｐ（Ｎ）の各辺に沿って等間隔（本例では、４０〜５０ｍｍ）で配置（図中、５８ｂ，５８ｅ）することが好ましい。さらに、シート状電極Ｐ（Ｎ）をバランス良く搬送するという観点からは、シート状電極Ｐ（Ｎ）の中心部に対応する位置に配置（図中、５８ｇ）することが好ましい。

このように、複数の電極吸着部５８（本例では、５８ａ〜５８ｇ）を四隅を含んで等間隔に配置することにより、比較的大型のシート状電極Ｐ（Ｎ）を吸着する際に、図８に模式的に示すように、シート状電極Ｐ（Ｎ）に緩やかなうねり（波打ち）が形成され、このうねりは、当該シート状電極Ｐ（Ｎ）と、その下方に配置されたシート状電極Ｐ（Ｎ）とを分離させるように作用するため、重ね取りをより効果的に防止することができる。

次に、このように構成した本実施の形態に係る積層装置の動作について、図９〜図１５を参照して説明する。

ＳＴ０：まず、初期状態としては、複数のローラに懸架されたセパレータＳの先端部を積層ステージ１０上に手作業にて誘導し、当該先端部を積層ステージ１０の下方からエアーにて吸着して固定する。なおこの際、積層ステージ１０は、セパレータＳの折り返しを可能とする所定の高さよりも下降していると共に、折り曲げガイド部材２０（本例では、一対のコ字状ガイド部材２０Ａ，２０Ｂ）は、積層ステージ１０から後退している。そして、図９に示すように、一方の電極保持搬送手段（例えば、負電極保持搬送手段５０Ｎ）にシート状負電極Ｎを１枚吸着させた状態で、当該シート状負電極Ｎの積層が可能となる積層ステージ１０上方の所定の位置（図中、水平方向の所定位置であり、以下、積層ポジションともいう）に当該負電極保持搬送手段５０Ｎが位置するようにスライド往復ユニット５００をスライドさせる。この際、下部ローラ対６０Ｄと、各電極保持搬送手段５０Ｐ，５０Ｎとの間隔は、積層ステージ１０と各電極収容部３０，４０との離隔距離ｄの半分（ｄ／２）に設定されているので、セパレータＳが挿通された下部ローラ対６０Ｄは積層ステージ１０の右側に移動すると共に、他方の電極保持搬送手段（例えば、正電極保持搬送手段５０Ｐ）は、対応するシート状正電極Ｐの吸着を可能とする正電極収容部３０上方の所定の位置（図中、水平方向の所定位置であり、以下、吸着ポジションともいう）に必然的に移動することとなる。 また、スライド往復ユニット５００の水平移動（本例では、図中、左から右）に伴って、連続セパレータＳのバッファ部６５内の屈曲個所Ｓｄは下方に移動する。

なお、シート状電極Ｐ（Ｎ）を吸着する際には、前述した電極吸着部５８Ｐ（Ｎ）を採用したことにより、シート状電極Ｐ（Ｎ）に吸着痕等の塑性変形を生じさせることなく、かつ、１枚ずつの安定した吸着搬送が可能となる。

ＳＴ１：続いて、図１０に示すように、シート状負電極Ｎを保持した負電極保持搬送手段５０Ｎ（負電極吸着部５８Ｎ）を積層ステージ１０上に伸長させて、シート状負電極Ｎを介してセパレータＳを積層ステージ１０上に押し付けると共に、吸着ポジションにあった正電極保持搬送手段５０Ｐ（正電極吸着部５８Ｐ）を伸縮させて、正電極収容部３０内のシート状正電極Ｐを１枚吸着保持する。同時に、折り曲げガイド部材２０を、セパレータＳの折り曲げを可能とする積層ステージ１０上方の所定の位置（図中、前後方向の所定位置であり、以下、折り曲げポジションともいう）へ前進させると共に、積層ステージ１０を上昇させ、セパレータＳ及びシート状負電極Ｎを積層ステージ１０と、折り曲げガイド部材２０とで挟み込むと共に、スライド動作の際のガイド部材２０との干渉を回避するために負電極保持搬送手段５０Ｎ（負電極吸着部５８Ｎ）を短縮させる。なお積層ステージ１０を上昇させる際には、負電極保持搬送手段５０Ｎは、その先端に弾性支持された負電極吸着部５８Ｎが弾性的に縮んで、セパレータＳ及びシート状負電極Ｎを積層ステージ１０との間で挟み込んだ状態で積層ステージ１０の上昇動作に追従するようになっている。

ＳＴ２：次に、図１１に示すように、下部ローラ対６０Ｄが積層ステージ１０の反対側（本例では、積層ステージ１０の左側）まで移動するようにスライド往復ユニット５００を水平距離ｄだけスライドさせる。これにより、セパレータＳが折り曲げガイド部材２０により所定の折り曲げポジションにて折り曲げられると共に、負電極保持搬送手段５０Ｎ（負電極吸着部５８Ｎ）が吸着ポジションに移動し、正電極保持搬送手段５０Ｐ（正電極吸着部５８Ｐ）が積層ポジションに移動することとなる。すなわち、正電極保持搬送手段５０Ｐの吸着ポジションから積層ポジションへの移動動作、負電極保持搬送手段５０Ｎの積層ポジションから吸着ポジションへの移動動作、及びセパレータＳの所定の折り曲げポジションでの一定の張力での折り曲げ動作の同時実施が可能となり、生産性の大幅な向上を実現することができる。

ＳＴ３：次に、図１２に示すように、正電極保持搬送手段５０Ｐ（正電極吸着部５８Ｐ）を積層ステージ１０上へ伸長させ、シート状正電極Ｐを折り返されたセパレータＳ上に積層すると共に、折り曲げガイド部材２０を積層ステージ１０から後退させた後、正電極保持搬送手段５０Ｐの両端の押え部材５９を積層ステージ１０上に伸長させて、セパレータＳの折り曲げ部分を押さえつける。このように、所定の折り曲げポジションにて折り曲げられたセパレータＳを、再度押え部材５９により押さえ付けることにより、かかるセパレータＳの戻り（スプリングバック）を防止して、均質な積層体の形成に寄与することができる。また、折り曲げガイド部材２０が折り曲げポジションに移動する際に、セパレータＳと干渉することを未然に防止することができる。

なおこの際、吸着ポジションにあった負電極保持搬送手段５０Ｎ（負電極吸着部５８Ｎ）を伸縮させて、負電極収容部４０内のシート状負電極Ｎを１枚吸着保持しておく。また、折り曲げガイド部材２０を後退させる際には、各シート状電極Ｐ，Ｎ及びセパレータＳは、ガイド部材２０と干渉しないようにガイド辺２１Ｒ，２１Ｌの間に配置された正電極吸着部５８Ｐと、積層ステージ１０とで挟み込まれているので、これらのシート状電極Ｐ，Ｎ及びセパレータＳの位置ずれが生じることはない。

ＳＴ４：続いて、図１３に示すように、各シート状電極Ｐ，Ｎ及びセパレータＳを、正電極保持搬送手段５０Ｐ（正電極吸着部５８Ｐ）と積層ステージ１０とで挟み込んだ状態で正電極保持搬送手段５０Ｐ（正電極吸着部５８Ｐ）及び積層ステージ１０を若干下降させると共に、折り曲げガイド部材２０を折り曲げポジションまで前進させ、各シート状電極Ｐ，Ｎ及びセパレータＳと折り曲げガイド部材２０との干渉を確実に回避する。その後、積層ステージ１０を再び上昇させることにより、折り曲げられたセパレータＳを介して積層されたシート状負電極Ｎ及びシート状正電極Ｐを、積層ステージ１０と折り曲げガイド部材２０とで挟み込むと共に、スライド動作の際のガイド部材２０との干渉を回避するために正電極保持搬送手段５０Ｐ（正電極吸着部５８Ｐ）を短縮させる。

ＳＴ５：次に、図１４に示すように、下部ローラ対６０Ｄが積層ステージ１０の反対側（本例では、積層ステージ１０の右側）まで移動するようにスライド往復ユニット５００を水平距離ｄだけスライドさせる。これにより、セパレータＳが折り曲げガイド部材２０により所定の折り曲げポジションにて折り曲げられると共に、正電極保持搬送手段５０Ｐが吸着ポジションに移動し、負電極保持搬送手段５０Ｎが積層ポジションに移動することとなる。

ＳＴ６：以上のステップＳＴ１〜ＳＴ５を繰り返すことにより、図１５に示すような、一定の折り曲げポジションでジグザグ状に折り返された連続セパレータＳの間に、所望の枚数（段数）のシート状電極Ｐ，Ｎが介装された積層体７０が積層ステージ１０上に形成される。

ＳＴ７：そして、最終段のシート状電極の積層及びセパレータＳの折り曲げが完了した後、下部ローラ対６０Ｄの近傍にてセパレータＳを切断した後、端末処理を行って積層体７０を完成させる。

その後、この積層体７０を所定の電解液と共に、所望の外装体（例えば、缶状の外装体や、可撓性のあるシート状外装体等）内に封止することにより、リチウムイオン二次電池が完成される。

以上のように、本発明に係る積層装置によれば、内部吸引板５８１と周辺吸着部５８３とを備える電極吸着部５８により、シート状電極Ｐ（Ｎ）を吸着搬送する際に、かかるシート状電極Ｐ（Ｎ）に吸着痕等の塑性変形を生じさせることなく、かつ、１枚ずつの安定した吸着搬送が可能となり、積層体７０を形成する際の積層品質の向上に寄与することができる。さらに、上記電極吸着部５８を所定の配置で複数設けることにより、シート状電極Ｐ（Ｎ）の重ね取りをより効果的に防止することができる。

また、従来のセパレータの切断工程を省略して生産性の向上を図ると共に、セパレータ往復移動手段を構成する下部ローラ対６０Ｄ（スライド往復ユニット５００）の移動によりセパレータＳを折り曲げる際には、所定の折り曲げポジションに配置された折り曲げガイド部材２０によりシート状電極Ｐ（Ｎ）の端部（端辺）に無理な力が加わることを防止することができる。併せて、常に積層ステージ１０上のセパレータＳ及びシート状電極Ｐ（Ｎ）は、積層ステージ１０と、折り曲げガイド部材２０、電極吸着部５８Ｐ（５８Ｎ）、押え部材５９の少なくともいずれかとで挟み込まれているため、セパレータＳを折り曲げる際のシート状電極Ｐ（Ｎ）の位置ずれを確実に防止することができる。

また、セパレータ往復移動手段を構成する下部ローラ対６０Ｄと、各電極保持搬送手段５０Ｐ，５０Ｎとをスライド往復ユニット５００と一体に構成すると共に、積層ステージ１０、各電極収容部３０，４０との位置関係を所定の配置とすることにより、一方の極性のシート状電極の吸着ポジションから積層ポジションへの移動動作、他方の極性のシート状電極の積層ポジションから吸着ポジションへの移動動作、及びセパレータＳの所定の折り曲げポジションでの一定の張力での折り曲げ動作の連続的な同時実施が可能となり、生産性の大幅な向上を実現することができる。

さらに、セパレータ往復移動手段と各電極保持搬送手段５０Ｐ，５０Ｎとを、スライド往復ユニット５００として、単一の駆動源により一体に往復移動させることにより、アクチュエータ数の削減、構成の大幅な簡素化、コンパクト化、コストダウン等に寄与することができる。

さらに、例えば従来の回旋構造の積層体に比し、セパレータＳに対して過大な張力を付与することなく、かつ、介装されるシート状電極の位置ずれを防止しつつ、常に一定の折り曲げポジションで、一定の張力にてセパレータＳを均一に折り曲げることが可能となるので、セパレータＳへのダメージを抑制して適用可能なセパレータ（例えば、耐熱性が高いが折り曲げの際の脆性が問題となる無機材料複合セパレータ等）の選定の自由度が増大し、用途に応じた電池品質の一層の向上に寄与することができる。

なお、本発明の技術的範囲は詳述した実施形態の範囲に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨に逸脱しない範囲において多様な変更もしくは改良を加え得るものである。上述した実施形態においては、リチウムイオン二次電池を製造する場合の製造手順を例にして説明したが、本発明に係る積層装置は、このようなリチウムイオン二次電池の製造のみならず、吸着痕やしわ等の塑性変形を生じ易い極薄のシート状部材（本例では、シート状電極）の吸着搬送に当然に適用可能である。例えば、各シート状電極をいずれもその表面に活性炭などの炭素材料が塗布されたアルミニウム箔にて構成することにより、電気二重層キャパシタの製造にも容易に適用することができる。

本発明に係る積層装置の全体構成を示す模式図である。 本発明に係る折り曲げガイド部材の構成及び電極吸着部との配置関係を示す模式図である。 本発明に係る電極保持搬送手段の構成を説明するための模式図である。 従来の弾性部材により形成された吸着部を説明するための模式図である。 従来の板状部材により形成された吸着部を説明するための模式図である。 本発明に係る電極吸着部の構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は吸着部先端の分解図である。 本発明に係る電極吸着部の作用を説明するための模式図である。 本発明に係る電極吸着部を複数配設した吸着プレートの作用を説明するための模式図である。 本発明に係る積層装置による積層動作を説明するための模式図である。 本発明に係る積層装置による積層動作を説明するための模式図である。 本発明に係る積層装置による積層動作を説明するための模式図である。 本発明に係る積層装置による積層動作を説明するための模式図である。 本発明に係る積層装置による積層動作を説明するための模式図である。 本発明に係る積層装置による積層動作を説明するための模式図である。 本発明に係る積層装置による積層動作を説明するための模式図である。

符号の説明

１０：積層ステージ、２０：ガイド部材、２０Ａ，２０Ｂ：コ字状ガイド部材、２１Ｒ，２１Ｌ：ガイド辺、３０：正電極収容部、４０：負電極収容部、５０Ｐ：正電極保持搬送手段、５０Ｎ：負電極保持搬送手段、５１：スライド部材、５３：垂直アーム、５５Ｒ：右支持アーム、５５Ｌ：左支持アーム、５６：支持プレート、５７：吸着プレート、５８Ｐ：正電極吸着部、５８Ｎ：負電極吸着部、５９：押え部材、６０Ｕ：上部ローラ、６０Ｄ：下部ローラ対、６１：供給部、６１ｓ：回転軸、６２，６３：ガイドローラ、６５：バッファ部、６７：吸引ファン、７０：積層体、５００：スライド往復ユニット、５８１：内部吸引板、５８１：吸引孔、５８１ｃ：傾斜面、５８１ｈ₀，５８１ｈ：吸引孔、５８３：周辺吸着部、５８３ｃ：スカート部、ＬＳｕ：上限検知センサ、ＬＳｄ：下限検知センサ、Ｍａ：活物質、Ｐ：シート状正電極、Ｎ：シート状負電極、Ｓ：セパレータ、Ｓｄ：エアーシリンダ

Claims (12)

1. 連続するテープ状のセパレータを折り返しつつ、該セパレータ及びシート状電極を順次積層して積層体を形成する連続セパレータ及びシート状電極の積層装置であって、
   前記テープ状のセパレータの先端部を保持し、その上にシート状電極及びセパレータが順次積層される積層ステージと、
   前記積層ステージの上方にて、前記テープ状セパレータを、該積層ステージを中心として往復移動させるセパレータ往復移動手段と、
   積層された前記シート状電極の前記セパレータの移動方向両端部の辺を覆うように前記積層ステージに対して近接又は離隔可能に構成され、前記セパレータの往復移動に伴う前記シート状電極両端部での折り返しをガイドする折り曲げガイド部材と、
   複数のシート状正電極が収容された正電極収容部から、シート状正電極を吸着保持して前記積層ステージ上に搬送供給する正電極保持搬送手段と、
   複数のシート状負電極が収容された負電極収容部から、シート状負電極を吸着保持して前記積層ステージ上に搬送供給する負電極保持搬送手段と
   を備え、
   前記各電極保持搬送手段は、対応するシート状電極を搬送可能に吸着する電極吸着部をその先端に有しており、該電極吸着部は、複数の吸引孔を有してシート状電極と対向し中心部に配設された内部吸引板と、該内部吸引板の周縁部を封着すると共に先端部がシート状電極の表面と倣うように接触する弾性部材により形成された傘状の周辺吸着部とを具備していることを特徴とする連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
2. 前記電極吸着部は、シート状電極と略同等の大きさを有して、該シート状電極と対向する板状の吸着プレートに複数配設されており、かつ、前記電極吸着部の配設箇所は、積層ステージ上の前記折り曲げガイド部材と干渉しない領域におけるシート状電極の四隅及び各辺に沿って等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
3. 前記内部吸引板は、樹脂部材により円盤状に形成されていると共に、前記周辺吸着部は、ゴム部材で形成されており、かつ、前記複数の吸引孔は、中心部及び周方向に等間隔で配置形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
4. 前記各電極保持搬送手段は、前記折り曲げガイド部材に沿って折り曲げられた連続セパレータを、前記積層ステージ上で積層方向に押さえ付ける押え部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
5. 前記テープ状セパレータは、複数のローラに懸架されて複数の屈曲個所を形成していると共に、少なくとも一の屈曲個所は、前記ローラに支持されることなく非接触な状態で吸引されており、かつ、重力方向に移動可能に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
6. 前記セパレータ往復移動手段は、その間に前記テープ状セパレータが挿通されたローラ対を、前記積層ステージを中心として該ステージ面に沿って往復移動させることにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
7. 前記セパレータ往復移動手段と、前記正電極保持搬送手段及び負電極保持搬送手段とは略同一直線上を一体に往復移動することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
8. 前記セパレータ往復移動手段は、前記正電極保持搬送手段と前記負電極保持搬送手段との略中央に配置されていると共に、前記積層ステージは、前記正電極収容部と前記負電極収容部との略中央に配置されており、かつ、前記セパレータ往復移動手段と前記各電極保持搬送手段との水平方向の離隔距離は、前記積層ステージと前記各電極収容部との水平方向の離隔距離の略半分に設定されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
9. 前記折り曲げガイド部材及び／又はいずれかの前記電極保持搬送手段は、積層ステージ上で積層体を形成する際に、常に、積層ステージとの間で該積層体を挟みこんでいることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
10. 前記積層ステージは、前記シート状電極の積層枚数に応じて、その高さが調整可能であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
11. 前記セパレータは、無機化合物の複合材料又は全芳香族ポリアミド材料にて形成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。
12. 前記シート状正電極は、金属箔の両面に正極活物質が塗布されたリチウムイオン電池用正電極であり、前記シート状負電極は、金属箔の両面に負極活物質が塗布されたリチウムイオン電池用負電極であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の連続セパレータ及びシート状電極の積層装置。

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