JP2014186830A - シートの載置方法及び積層型電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セパレータを傷つけることなく載置面上の定位置にセパレータを好適に載置することができる。
【解決手段】積層型の電池では、正極シート１４と負極シート１６との間にセパレータ１２が位置するように載置台３１上にセパレータ１２、正極シート１４、及び負極シート１６を積層することにより製造される。載置台３１の下方に設けられた電極３４に電圧を印加することにより同電極３４とセパレータ１２との間に静電気力を発生させ、この静電気力によってセパレータ１２が載置台３１上、載置台３１上の正極シート１４上、或いは載置台３１上の負極シート１６上の定位置に吸引される。
【選択図】図２

Description

本発明は、シートの載置方法及び積層型電池の製造方法に関する。

従来、リチウムイオン二次電池等の積層型電池は、正極シート、負極シート、及びシート状のセパレータを備えている。こうした電池を製造するに際しては、正極シートと負極シートとの間にセパレータが位置するように載置台上にセパレータ、正極シート、及び負極シートを積層することによって積層体が形成される（例えば特許文献１参照）。

また、こうした積層体を形成するに際しては、エアによる負圧を利用した吸引装置によってセパレータを吸引しつつ載置台の直上に向けて搬送し、セパレータが載置台の直上に搬送されると吸引を停止することによりセパレータを載置台に載置する技術がある。

特開２０１２―２５６６２４号公報

ところが、セパレータは厚さが数十μｍと極めて薄く、軽いため、吸引装置による吸引を停止しただけでは吸引装置からセパレータが好適に離れなかったり、離れたとしても載置台上に到達するまでに製造ルーム内の僅かな気流によってセパレータが流されることでセパレータの位置が載置台上の定位置からずれたりするおそれがある。これに対して、機械的にセパレータを押さえ付けることによって吸引装置からセパレータを離そうとすると、セパレータが傷つき、電池の内部で短絡が生じるおそれがある。

本発明の目的は、シートを傷つけることなく載置面上の定位置にシートを好適に載置することができるシートの載置方法及び積層型電池の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するためのシートの載置方法は、載置面上の定位置にシートを載置する方法であって、載置面を挟んで載置対象のシートと反対側に設けられた電極に電圧を印加することにより同電極とシートとの間に静電気力を発生させ、この静電気力によってシートを載置面上の定位置に吸引する。

同方法によれば、静電気力により載置面上の定位置にシートが吸引される。このため、シートを定位置に載置する際にシートに機械的な力を加えなくとも済む。

本発明によれば、シートを傷つけることなく載置面上の定位置にシートを好適に載置することができる。

積層型電池の製造方法の一実施形態における電池の分解斜視図。 （ａ）〜（ｃ）は、同実施形態の搬送方法及び載置方法を示す模式図。

以下、図１及び図２を参照して、積層型電池の製造方法を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、積層型電池としてのリチウムイオン二次電池（以下、単に電池１０と称する。）は、正極シート１４と負極シート１６とを交互に積層し、且つこれら正極シート１４と負極シート１６との間にセパレータ１２を介設することによって形成されている。尚、これらセパレータ１２、正極シート１４、及び負極シート１６の積層体は金属製の外装部材１８によって覆われており、セパレータ１２には電解質が含浸されている。

正極シート１４及び負極シート１６はそれぞれリチウム金属酸化物及び炭素系材料によって形成されている。また、セパレータ１２は例えばポリプロピレンからなる不織布によって形成されている。これら正極シート１４、負極シート１６、及びセパレータ１２はいずれも矩形状をなしている。また、セパレータ１２の厚さは数十μｍとされている。

次に、電池１０の製造装置、より詳しくは、上記積層体を形成する際にセパレータ１２を搬送する搬送装置２０及びセパレータ１２を載置する載置装置３０について説明する。
図２に示すように、搬送装置２０は、セパレータ１２の形状に対応した矩形形状の下面を有する基台２２と、基台２２の下面に設けられた複数の電極２４と、これら電極２４に対して電圧を印加可能な電源装置２６とを備えている。また、図示しない駆動機構によって図２（ａ）に示す吸引位置と、図２（ｃ）に示す離間位置との間で基台２２が変位可能とされている。

図２（ｃ）に示すように、載置装置３０は、セパレータ１２、正極シート１４、及び負極シート１６を載置する載置台３１と、載置台３１の下面に設けられ、セパレータ１２の形状に対応した矩形形状の上面を有する基台３２と、基台３２の上面に設けられた複数の電極３４と、これら電極３４に対して電圧を印加可能な電源装置３６とを備えている。

図２（ａ）に示すように、上記吸引位置とベルトコンベア４０との距離は第１距離Ｌ１とされており、この距離Ｌ１は、ベルトコンベア４０上のセパレータ１２と電極２４との間に好適な静電気力が作用する大きさに設定されている。

図２（ａ）に示すように、上記離間位置と載置台３１との距離は第２距離Ｌ２とされており、この距離Ｌ２は、搬送装置２０の電極２４の下面に吸引されているセパレータ１２と電極３４と間に好適な静電気力が作用する大きさに設定されている。

次に、搬送装置２０を用いたセパレータ１２の搬送方法及び載置装置３０を用いたセパレータ１２の載置方法について説明する。
図２（ａ）に示すように、まず、ベルトコンベア４０によって所定期間毎に１枚のセパレータ１２が搬送装置２０の基台２２の直下、すなわち吸引位置の直下に搬送される。このとき、電源装置２６により電極２４に対して電圧が印加される。このことにより、同図中に矢印にて示すように、電極２４とセパレータ１２との間にはセパレータ１２を電極２４に吸引させる静電気力が発生する。

そして、図２（ｂ）に示すように、この静電気力によってセパレータ１２が電極２４の下面に保持される。
次に、図２（ｂ）に示す吸引位置から、駆動機構によって基台２２が矢印Ｈ方向に沿って図２（ｃ）に示す載置台３１の直上の位置である離間位置に向けて変位される。そして、基台２２が離間位置になると、電源装置２６による電極２４への電圧の印加が停止される。またこのとき、載置装置３０の電源装置３６により電極３４に対して電圧が印加される。このことにより、セパレータ１２を電極２４に吸引させていた静電気力が低減若しくは消失するとともに、同図中に矢印にて示すように、載置装置３０の電極３４とセパレータ１２との間にはセパレータ１２を電極３４に吸引させる静電気力が発生する。

その結果、この静電気力によって載置台３１上に向けてセパレータ１２が吸引され、セパレータ１２が定位置（この場合は負極シート１６上の定位置）に載置される。尚、正極シート１４及び負極シート１６は搬送装置２０とは別の搬送装置によって載置台３１上の定位置に載置される。ちなみに、これら正極シート１４及び負極シート１６の搬送にしてはエアによる負圧によって正極シート１４や負極シート１６を吸引することもできる。

本実施形態によれば、載置台３１上、載置台３１上の正極シート１４上、或いは載置台３１上の負極シート１６上に静電気力によりセパレータ１２が吸引される。このため、セパレータ１２を載置台３１上、正極シート１４上、或いは負極シート１６上の定位置に載置する際にセパレータ１２に機械的な力を加えなくとも済む。従って、セパレータ１２が傷つけられることなく載置台３１上、正極シート１４上、或いは負極シート１６上の定位置にセパレータ１２が好適に載置される。

以上説明した本実施形態に係るシートの載置方法及び積層型電池の製造方法によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）積層型の電池１０の製造方法では、電極３４に電圧を印加することにより同電極３４とセパレータ１２との間に静電気力を発生させ、この静電気力によってセパレータ１２が載置台３１上、載置台３１上の正極シート１４上、或いは載置台３１上の負極シート１６上の定位置に吸引される。こうした方法によれば、セパレータ１２を傷つけることなく載置台３１上、正極シート１４上、或いは負極シート１６上にセパレータ１２を好適に載置することができる。

（２）搬送装置２０によってセパレータ１２が離間位置に搬送された後、電極３４にセパレータ１２が吸引されるように電極３４に電圧が印加される。こうした方法によれば、搬送装置２０によるセパレータ１２の搬送途中に静電気力によって載置台３１上の定位置にセパレータ１２が吸引されることがない。このため、搬送途中に電極３４による静電気力が発生することに起因して搬送装置２０の電極２４に対するセパレータ１２の位置ずれの発生が抑制される。従って、離間位置にあるセパレータ１２に対して好適に静電気力を作用させることができ、上記定位置にセパレータ１２を好適に載置することができる。

（３）搬送装置２０の電極２４に電圧を印加することにより同電極２４とセパレータ１２との間に静電気力を発生させ、この静電気力によってセパレータ１２が吸引されつつ搬送される。こうした方法によれば、不織布からなり通気性の高いセパレータ１２を容易に吸引することができ、セパレータ１２を好適に搬送することができる。

尚、本発明に係るシートの載置方法及び積層型電池の製造方法は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・ニッケルカドミウム二次電池等、リチウムイオン二次電池以外の他の電池の製造方法に対して本発明を適用することもできる。
・上記実施形態では、基台２２が離間位置になると、電源装置２６による電極２４への電圧の印加を停止するようにした。これに代えて、それまで印加されていた電圧とは逆の電圧、例えばそれまでプラスの電圧が印加されていたのであればマイナスの電圧を印加することにより電極２４とセパレータ１２との間に静電気力を発生させ、この静電気力によってセパレータ１２を電極２４から遠ざけるようにすることもできる。

・載置装置の電極を載置台の内部に設けるようにすることもできる。要するに、電極は、載置面を挟んで載置対象のシートと反対側に設けられているものであればよい。
・セパレータを不織布以外の多孔体によって形成することもできる。

・搬送装置は静電気力によってセパレータ１２を吸引するものに限られるものではなく、他に例えば、エアによる負圧を利用してシートを吸引するものであってもよい。
・本発明に係るシートの載置方法は、シートを複数枚積層するものに限られるものではなく、載置面上にシートを１枚だけ載置するものであってもよい。

・本発明に係るシートの載置方法の適用対象は電池１０の製造方法に限定されない。他に例えば、金属薄膜や樹脂薄膜を載置面上の定位置に載置する際に用いることもできる。

１０…電池、１２…セパレータ、１４…正極シート、１６…負極シート、１８…外装部材、２０…搬送装置、２２…基台、２４…電極、２６…電源装置、３０…載置装置、３１…載置台、３２…基台、３４…電極、３６…電源装置、４０…ベルトコンベア。

Claims (5)

1. 載置面上の定位置にシートを載置する方法であって、
   載置面を挟んで載置対象のシートと反対側に設けられた電極に電圧を印加することにより同電極とシートとの間に静電気力を発生させ、この静電気力によってシートを載置面上の定位置に吸引する、
   シートの載置方法。
2. 載置面上の定位置から載置面に直交する方向に所定の距離だけ離間した離間位置に搬送装置によりシートが搬送された後、前記電極にシートが吸引されるように前記電極に電圧を印加する、
   請求項１に記載のシートの載置方法。
3. 搬送装置は電極を備えており、
   搬送装置の電極に電圧を印加することにより同電極とシートとの間に静電気力を発生させ、この静電気力によってシートを吸引しつつ搬送する、
   請求項２に記載のシートの載置方法。
4. シートは不織布からなる、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のシートの載置方法。
5. 正極シートと負極シートとの間にセパレータが位置するように載置台上にセパレータ、正極シート、及び負極シートを積層することにより電池を製造する積層型電池の製造方法であって、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のシートの載置方法により、載置台上、載置台上の正極シート上、或いは載置台上の負極シート上にシートとしてのセパレータを載置する、
   積層型電池の製造方法。