JP2015185363A - 電気デバイスのセパレータ接合方法、電気デバイスのセパレータ接合装置、および電気デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】接合が難しい耐熱材を備えたセパレータであっても、電極を挟持するセパレータを十分に接合することができる電気デバイスのセパレータ接合方法を提供する。【解決手段】電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法は、シート状の溶融材（ポリプロピレン層）と、溶融材に積層し溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材（セラミックス層）と、を含むセパレータ（セラミックセパレータ）を用い、電極（正極２０または負極）を挟持するセパレータを接合する方法である。セパレータ接合方法は、加工工程および接合工程を有する。加工工程は、電極を介して対面するセパレータの端部のうち片方を折り畳む。接合工程は、互いに対面した端部の溶融材と耐熱材とを接合する。【選択図】図５

Description

本発明は、電気デバイスのセパレータ接合方法、電気デバイスのセパレータ接合装置、および電気デバイスに関する。

従来から、リチウムイオン二次電池のような電池は、充放電が行われる発電要素を外装材によって封止して構成している。発電要素は、例えば、正極を一対のセパレータで挟持して形成した袋詰電極と、負極とを交互に複数積層して構成している。袋詰電極は、その両端を接合して正極の移動を抑制することによって、セパレータを介して隣り合う負極との短絡を防止している（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−３２０６３６号公報

しかしながら、上記特許文献１のような構成では、電池の高出力化に伴い、充放電時における正極および負極での発熱量が増大した場合、セパレータの耐熱性が不十分となる虞がある。

そこで、溶融材とその溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材とを積層してセパレータを形成することによって、セパレータの耐熱性を向上させる技術が要請されている。一方、セパレータの耐熱材は溶融材と比較して溶融温度が高いことから加熱して接合することが困難である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータであっても、電極を挟持するセパレータを十分に接合することができる電気デバイスのセパレータ接合方法、および電気デバイスのセパレータ接合装置の提供を目的とする。さらに、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータを用いた場合であっても、電極を挟持するセパレータを十分に接合して、所期の電気特性を発揮させることができる電気デバイスの提供を目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る電気デバイスのセパレータ接合方法は、シート状の溶融材と、溶融材に積層し溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持するセパレータを接合する方法である。セパレータ接合方法は、加工工程および接合工程を有する。加工工程は、電極を介して対面するセパレータの端部のうち片方を折り畳む。接合工程は、互いに対面した端部の溶融材と耐熱材とを接合する。

上記目的を達成する本発明に係る電気デバイスのセパレータ接合装置は、シート状の溶融材と、溶融材に積層し溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持するセパレータを接合する装置である。セパレータ接合装置は、加工部および接合部を有している。加工部は、電極を介して対面するセパレータの端部のうち片方に案内部材を付勢しつつ、端部を案内部材に沿って段階的に屈折させて折り畳む。接合部は、互いに対面した端部の溶融材と耐熱材とを溶融させつつ接合する。

上記目的を達成する本発明に係る電気デバイスは、セパレータおよび電極を有している。セパレータは、シート状の溶融材と、溶融材に積層し溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含んでいる。電極は、セパレータによって挟持する。ここで、セパレータは、電極を介して対面する端部のうち片方を折り畳み、対面した端部の溶融材と耐熱材とを接合している。

本発明の電気デバイスのセパレータ接合方法およびセパレータ接合装置は、対面するセパレータの端部のうち片方を折り畳んだ上で、対面させた端部の溶融材と耐熱材とを接合する。すなわち、耐熱材よりも溶融させることが容易な溶融材に耐熱材を対面させて接合する。したがって、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータを用いる場合であっても、電極を挟持するセパレータを十分に接合することができる。さらに、本発明の電気デバイスにおいては、接合が難しい耐熱材を備えたセパレータを用いた場合であっても、電極を挟持するセパレータを十分に接合していることから、所期の電気特性を発揮させることができる。

第１実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）を用いて構成したリチウムイオン二次電池を示す斜視図である。 図１のリチウムイオン二次電池を各構成部材に分解して示す分解斜視図である。 図１の袋詰電極の両面に負極をそれぞれ積層した状態を示す斜視図である。 図３の構成を図３中に示す４−４線に沿って示す部分断面図である。 第１実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法を具現化したセパレータ接合装置を示す斜視図である。 図５のセパレータ接合装置の加工部等の要部を示す斜視図である。 図５のセパレータ接合装置の要部を示す側面図である。 第１実施形態および第１実施形態の変形例に係る電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法を具現化したセパレータ接合装置の接合部を示す斜視図である。 第２実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法を模式的に示す斜視図である。 図９（Ｄ）のセパレータ接合方法の要部を模式的に側面から示す部分断面図である。 第２実施形態の変形例に係る電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法の要部を模式的に側面から示す部分断面図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明に係る第１および第２実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。図１〜図１１の全ての図において、Ｘ、Ｙ、およびＺで表す矢印を用いて、方位を示している。Ｘで表す矢印の方向は、袋詰電極１１等の搬送方向Ｘを示している。Ｙで表す矢印の方向は、袋詰電極１１等の搬送方向Ｘと交差した交差方向Ｙを示している。Ｚで表す矢印の方向は、セラミックセパレータおよび正極２０の積層方向Ｚを示している。

（第１実施形態）
セパレータ接合装置１００は、電気デバイス（袋詰電極１１）のセパレータ接合方法を具現化したものである。セパレータ接合装置１００は、電極（正極２０または負極３０）を挟持するセパレータ（一対のセラミックセパレータ４１および４２）の端部同士を互いに接合する。

先ず、セパレータ接合装置１００によって接合して形成する電気デバイス（袋詰電極１１）を、図１〜図４を参照しながら説明する。ここで、袋詰電極１１は、リチウムイオン二次電池１０の構成に基づき説明する。

図１は、電気デバイス（袋詰電極１１）を用いて構成したリチウムイオン二次電池１０を示す斜視図である。図２は、図１のリチウムイオン二次電池１０を各構成部材に分解して示す分解斜視図である。図３は、図１の袋詰電極１１の両面に負極３０をそれぞれ積層した状態を示す斜視図である。図４は、図３の構成を図３中に示す４−４線に沿って示す部分断面図である。

正極２０は、電極に相当し、導電体である正極集電体２１の両面に正極活物質２２を結着して形成している。電力を取り出す正極電極端子２１ａは、正極集電体２１の一端の一部から延在して形成している。複数積層された正極２０の正極電極端子２１ａは、溶接または接着によって互いに固定している。

正極２０の正極集電体２１の材料には、例えば、アルミニウム製エキスパンドメタル、アルミニウム製メッシュ、アルミニウム製パンチドメタルを用いている。正極２０の正極活物質２２の材料には、種々の酸化物（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４のようなリチウムマンガン酸化物、二酸化マンガン、ＬｉＮｉＯ_２のようなリチウムニッケル酸化物、ＬｉＣｏＯ_２のようなリチウムコバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、またはリチウムを含む非晶質五酸化バナジウム）またはカルコゲン化合物（二硫化チタン、二硫化モリブテン）等を用いている。

負極３０は、正極２０と極性が異なる電極に相当し、導電体である負極集電体３１の両面に負極活物質３２を結着して形成している。負極電極端子３１ａは、正極２０に形成した正極電極端子２１ａと重ならないように、負極集電体３１の一端の一部から延在して形成している。負極３０の長手方向の長さは、正極２０の長手方向の長さよりも長い。負極３０の短手方向の長さは、正極２０の短手方向の長さと同様である。複数積層された負極３０の負極電極端子３１ａは、溶接または接着によって互いに固定している。

負極３０の負極集電体３１の材料には、例えば、銅製エキスパンドメタル、銅製メッシュ、または銅製パンチドメタルを用いている。負極３０の負極活物質３２の材料には、リチウムイオンを吸蔵して放出する炭素材料を用いている。このような炭素材料には、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、または有機前駆体（フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、またはセルロース）を不活性雰囲気中で熱処理して合成した炭素を用いている。

セパレータは、一対のセラミックセパレータ４１および４２から構成している。一対のセラミックセパレータ４１および４２は、正極２０と負極３０を電気的に隔離している。一対のセラミックセパレータ４１および４２は、正極２０と負極３０との間に電解液を保持して、イオンの伝導性を担保している。一対のセラミックセパレータ４１および４２は、矩形状に形成している。一対のセラミックセパレータ４１および４２の長手方向の長さは、負極電極端子３１ａの部分を除いた負極３０の長手方向の長さよりも長い。

一対のセラミックセパレータ４１および４２は、端部を折り畳んでいるか否かを除き、互いに同様の構成からなる。セラミックセパレータ４１は端部を折り畳み、セラミックセパレータ４２は端部を折り畳んでいない。例えばセラミックセパレータ４１は、図４に示すように、溶融材に相当するポリプロピレン層４１ｍに対して、耐熱材に相当するセラミックス層４１ｎを積層して形成している。セラミックス層４１ｎは、ポリプロピレン層４１ｍよりも溶融温度が高い。セラミックセパレータ４１および４２は、正極２０を挟持し、ポリプロピレン層４１ｍおよびセラミックス層４２ｎを対向させて積層している。ポリプロピレン層４１ｍおよびセラミックス層４２ｎは、正極２０の正極活物質２２に当接している。

セラミックセパレータ４１のポリプロピレン層４１ｍは、ポリプロピレンをシート状に形成している。ポリプロピレン層４１ｍには、非水溶媒に電解質を溶解することによって調製した非水電解液を含浸させている。非水電解液をポリプロピレン層４１ｍに保持するために、ポリマーを含有させている。セラミックス層４１ｎは、例えば、無機化合物を高温で成形したセラミックスをポリプロピレン層４１ｍに塗布して乾燥させることによって形成している。セラミックスは、シリカ、アルミナ、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物等のセラミック粒子とバインダーの結合により形成された多孔質からなる。

一対のセラミックセパレータ４１および４２は、セパレータ接合装置１００の搬送方向Ｘに相当する長手方向の両側に形成した複数の接合部４０ｈによって、互いに接合している。具体的には、セラミックセパレータ４１は、長手方向に沿った一端部４１ｐおよび他端部４１ｑを、ポリプロピレン層４１ｍが外側であってセラミックス層４１ｎが内側になるように、それぞれ一定の幅で折り畳んでいる。一方、セラミックセパレータ４２は、長手方向に沿った一端部４２ｐおよび他端部４２ｑを折り畳んでいない。セラミックセパレータ４１の一端部４１ｐは、セラミックセパレータ４２の一端部４２ｐと正極２０を介して対面する。同様に、セラミックセパレータ４１の他端部４１ｑは、セラミックセパレータ４２の他端部４２ｑと正極２０を介して対面する。すなわち、接合部４０ｈは、対面した一対のセラミックセパレータ４１の端部のポリプロピレン層４１ｍと、セラミックセパレータ４２の端部のセラミックス層４２ｎを溶融させつつ接合することによって形成している。

袋詰電極１１は、一対のセラミックセパレータ４１および４２によって、正極２０の両面を挟持するように積層して構成している。接合部４０ｈは、袋詰電極１１において、一対のセラミックセパレータ４１および４２の長手方向の両側に沿って、両端部と中央部に合計３箇所ずつ形成している。リチウムイオン二次電池１０が振動したり衝撃を受けたりしても、セラミックセパレータ４１および４２の長手方向の両端に形成した接合部４０ｈによって、袋詰電極１１内における正極２０の移動を抑制することができる。すなわち、セラミックセパレータ４１および４２を介して、隣り合う正極２０と負極３０の短絡を防止できる。したがって、リチウムイオン二次電池１０は、所期の電気的特性を維持することができる。

外装材５０は、例えば、内部に金属板を備えたラミネートシート５１および５２から構成し、発電要素１７を両側から被覆して封止している。ラミネートシート５１および５２で発電要素１７を封止する際に、そのラミネートシート５１および５２の周囲の一部を開放して、その他の周囲を熱溶着等によって封止する。ラミネートシート５１および５２の開放している部分から電解液を注入し、一対のセラミックセパレータ４１および４２に電荷液を含浸させる。ラミネートシート５１および５２の開放部から内部を減圧することによって空気を抜きつつ、その開放部も熱融着して完全に密封する。

外装材５０のラミネートシート５１および５２は、例えば、それぞれ３種類の材料を積層して３層構造を形成している。１層目は、熱融着性樹脂に相当し、例えばポリエチレン（ＰＥ）、アイオノマー、またはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を用いている。１層目の材料は、負極３０に隣接させる。２層目は、金属を箔状に形成したものに相当し、例えばＡｌ箔またはＮｉ箔を用いている。３層目は、樹脂性のフィルムに相当し、例えば剛性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはナイロンを用いている。

次に、電気デバイス（袋詰電極１１）のセパレータ接合方法を具現化したセパレータ接合装置１００について、図５〜図７および図８（Ａ）と図８（Ｂ）を参照しながら順に説明する。

図５は、電気デバイス（袋詰電極１１）のセパレータ接合方法を具現化したセパレータ接合装置１００を示す斜視図である。図６は、図５のセパレータ接合装置１００の加工部（セパレータ端部折畳部１４０）等の要部を示す斜視図である。図７は、図５のセパレータ接合装置１００の要部を示す側面図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、セパレータ接合装置１００の接合部を示す斜視図である。

セパレータ接合装置１００は、例えば、電極搬送部１１０、第１セパレータ搬送部１２０（配置工程に対応）、第２セパレータ搬送部１３０、セパレータ端部折畳部１４０（加工部、加工工程に対応）、セパレータ接合部１５０（接合部、接合工程に対応）、袋詰電極搬送部１６０、および制御部１７０から構成している。以下、セパレータ接合装置１００の構成について構成部毎に順に説明する。

電極搬送部１１０は、図５および図７に示し、正極２０を搬送しつつ所定の形状に切断する。

電極搬送部１１０の電極供給ローラ１１１は、円柱形状からなり、正極２０を巻き付けて保持している。搬送ローラ１１２は、細長い円柱形状からなり、電極供給ローラ１１１に巻き付けられた正極２０に対して一定の張力をかけた状態で搬送ベルト１１３に導く。搬送ベルト１１３は、外周面に吸引口を複数設けた無端状のベルトからなり、正極２０を吸引した状態で搬送方向Ｘに沿って搬送する。搬送ベルト１１３は、交差方向Ｙに沿った幅が、正極２０の幅よりも長い。回転部材１１４は、交差方向Ｙに沿って、搬送ベルト１１３の内周面に複数配設し、搬送ベルト１１３を回転させる。複数の回転部材１１４のうち、一つが動力を設けた駆動ローラであり、その他が駆動ローラに従動する従動ローラである。搬送ローラ１１２および電極供給ローラ１１１は、搬送ベルト１１３の回転に従動して回転する。

電極搬送部１１０の切断部材１１５および１１６は、交差方向Ｙに沿って隣り合うように配設し、正極２０を所定の形状に切断して成形する。切断部材１１５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、正極２０の一端を交差方向Ｙに沿って直線状に切断する。切断部材１１６は、先端に一部を屈折させ段違いに形成した鋭利な刃を設け、一端を切断された直後の正極２０の他端を、正極電極端子２１ａの形状に対応して切断する。受け台１１７は、正極２０を切断する切断部材１１５および切断部材１１６を受ける。受け台１１７は、搬送する正極２０を介して、切断部材１１５および切断部材１１６と対向して配設している。電極搬送部１１０は、切り出した正極２０を、第１セパレータ搬送部１２０と第２セパレータ搬送部１３０との間を通過するように搬出する。

第１セパレータ搬送部１２０（配置工程に対応）は、図５〜図７に示し、正極２０の一面（積層方向Ｚに沿った図５中に示す下方）に積層するためのセラミックセパレータ４１を搬送しつつ所定の形状に切断する。

第１セパレータ搬送部１２０は、電極搬送部１１０よりも搬送方向Ｘの下流側であって、積層方向Ｚに沿った図５中に示す下方に配設している。

第１セパレータ搬送部１２０は、配置工程に対応する。配置工程は、耐熱材（セラミックス層４１ｎおよび４２ｎ）の中央部４１ｎｃおよび４２ｎｃ同士が、電極（正極２０または負極３０）を隔てて対向するようにセラミックセパレータ４１を配置する。

第１セパレータ搬送部１２０の第１セパレータ供給ローラ１２１は、円柱形状からなり、長尺状のセラミックセパレータ４１を巻き付けて保持している。第１セパレータ供給ローラ１２１は、セラミックセパレータ４１を、ポリプロピレン層４１ｍが内側であってセラミックス層４１ｎが外側になるように、巻き付けて保持している。対向して配設した第１加圧ローラ１２２と第１ニップローラ１２３は、それぞれ細長い円柱形状からなり、第１セパレータ供給ローラ１２１に巻き付けられたセラミックセパレータ４１に対して一定の張力をかけた状態で第１搬送ドラム１２４に導く。第１搬送ドラム１２４は、円柱形状からなり、その外周面に吸引口を複数設けている。第１搬送ドラム１２４は、交差方向Ｙに沿った幅を、セラミックセパレータ４１の幅よりも短くしている。すなわち、セラミックセパレータ４１の両端は、第１搬送ドラム１２４から交差方向Ｙに対して外方に突出している。このようにして、第１搬送ドラム１２４は、セパレータ接合部１５０との干渉を回避している。

第１セパレータ搬送部１２０の第１搬送ドラム１２４を回転させると、第１加圧ローラ１２２と第１ニップローラ１２３に加えて第１セパレータ供給ローラ１２１が従動して回転する。第１切断部材１２５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、交差方向Ｙに沿って配設し、第１搬送ドラム１２４によって吸引されている長尺状のセラミックセパレータ４１を一定の幅で切断する。第１搬送ドラム１２４は、長方形状に切断されたセラミックセパレータ４１を、電極搬送部１１０から搬出された正極２０の一面の側に近接させつつ積層する。セラミックセパレータ４１は、そのセラミックス層４１ｎの側を、正極２０の一面に対向させている。

第２セパレータ搬送部１３０は、図５および図７に示し、正極２０の一面に対向した他面（積層方向Ｚに沿った図５中に示す上方）に積層するためのセラミックセパレータ４２を搬送しつつ所定の形状に切断する。

第２セパレータ搬送部１３０は、電極搬送部１１０よりも搬送方向Ｘの下流側であって、積層方向Ｚに沿った図５中に示す上方に配設している。

第２セパレータ搬送部１３０は、第１セパレータ搬送部１２０と積層方向Ｚに沿って対向して配設している。第２セパレータ搬送部１３０の第２セパレータ供給ローラ１３１は、円柱形状からなり、長尺状のセラミックセパレータ４２を巻き付けて保持している。第２セパレータ供給ローラ１３１は、セラミックセパレータ４２を、ポリプロピレン層４２ｍが内側であってセラミックス層４２ｎが外側になるように、巻き付けて保持している。対向して配設した第２加圧ローラ１３２と第２ニップローラ１３３は、それぞれ細長い円柱形状からなり、第２セパレータ供給ローラ１３１に巻き付けられたセラミックセパレータ４２に対して一定の張力をかけた状態で第２搬送ドラム１３４に導く。第２搬送ドラム１３４は、円柱形状からなり、その外周面に吸引口を複数設けている。第２搬送ドラム１３４は、第１搬送ドラム１２４と同様に、交差方向Ｙに沿った幅を、セラミックセパレータ４２の幅よりも短くすることによって、セパレータ接合部１５０との干渉を回避している。

第２セパレータ搬送部１３０の第２搬送ドラム１３４を回転させると、第２加圧ローラ１３２と第２ニップローラ１３３に加えて第２セパレータ供給ローラ１３１が従動して回転する。第２切断部材１３５は、先端に直線状の鋭利な刃を設け、交差方向Ｙに沿って配設し、第２搬送ドラム１３４によって吸引されている長尺状のセラミックセパレータ４２を一定の幅で切断する。第２搬送ドラム１３４は、長方形状に切断されたセラミックセパレータ４２を、電極搬送部１１０から搬出された正極２０の他面の側に近接させつつ積層する。セラミックセパレータ４２は、そのセラミックス層４２ｎの側を、正極２０の他面に対向させている。

第１セパレータ搬送部１２０と第２セパレータ搬送部１３０は、第１搬送ドラム１２４と第２搬送ドラム１３４との隙間の部分において、一対のセラミックセパレータ４１および４２によって正極２０を挟持させるように積層しつつ、搬送方向Ｘに沿って搬送する。その搬送方向Ｘに沿った下流側の両端には、それぞれセパレータ接合部１５０を配設している。

セパレータ端部折畳部１４０（加工部）は、図５〜図７に示し、正極２０を介して対面するセラミックセパレータ４１の端部に回転ローラ１４１を付勢しつつ、端部を回転ローラ１４１に沿って段階的に屈折させて折り畳む。

セパレータ端部折畳部１４０は、第１セパレータ搬送部１２０に隣接して配設している。

セパレータ端部折畳部１４０は、加工部に相当する。セパレータ端部折畳部１４０は、正極２０を介して対面するセラミックセパレータ４１および４２のうち、セラミックセパレータ４１の端部を折り畳む加工工程を具現化したものである。

セパレータ端部折畳部１４０は、第１セパレータ供給ローラ１２１と、第１加圧ローラ１２２および第１ニップローラ１２３の間であって、セラミックセパレータ４１の一端部４１ｐの側および他端部４１ｑの側に、それぞれ複数の回転ローラ１４１を配設している。複数の回転ローラ１４１は、一端部４１ｐの側と他端部４１ｑの側において、同様の構成で配設している。そこで、セパレータ接合部１５０は、第１セパレータ搬送部１２０の一端部４１ｐに隣接した構成について説明する。

回転ローラ１４１は、案内部材に相当する。回転ローラ１４１は、円柱形状に形成し回転自在である。回転ローラ１４１は、第１セパレータ供給ローラ１２１から第１加圧ローラ１２２および第１ニップローラ１２３の間において、セラミックセパレータ４１の一端部４１ｐのポリプロピレン層４１ｍに付勢するように、一定の間隔で複数配置している。

回転ローラ１４１は、第１セパレータ供給ローラ１２１から第１加圧ローラ１２２および第１ニップローラ１２３に向かう方向に対して、一端部４１ｐに対する当接角度を段階的に大きくなるように配設している。複数の回転ローラ１４１によって、一端部４１ｐを、ポリプロピレン層４１ｍが外側であってセラミックス層４１ｎが内側になるように、一定の幅で折り畳む。複数の回転ローラ１４１は、第１セパレータ搬送部１２０によって搬送されるセラミックセパレータ４１に従動して回転する。

複数の回転ローラ１４１のうち、第１セパレータ供給ローラ１２１に一番近い回転ローラ１４１によって、一端部４１ｐを捲り返すようにする。その状態で、複数の回転ローラ１４１によって、第１加圧ローラ１２２および第１ニップローラに向かって、一端部４１ｐをさらに捲り返し、そのねじり返した幅が長くなるように折り返す。複数の回転ローラ１４１のうち、第１加圧ローラ１２２および第１ニップローラに一番近い回転ローラ１４１は、一対で構成している。一対の回転ローラ１４１によって、ポリプロピレン層４１ｍを外側にして折り畳んだ一端部４１ｐを両側から押圧して、一端部４１ｐを完全に折り畳む。

セパレータ接合部１５０（接合部）は、図５および図７に示し、互いに対面したセラミックセパレータ４１および４２の端部において、セラミックセパレータ４１の端部のポリプロピレン層４１ｍと、セラミックセパレータ４２の端部のセラミックス層４２ｎを溶融させつつ接合する。

セパレータ接合部１５０は、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０よりも搬送方向Ｘの下流側に配設している。セパレータ接合部１５０は、搬送方向Ｘに沿った両端に一組ずつ配設している。

セパレータ接合部１５０は、接合部に相当する。セパレータ接合部１５０は、互いに対面した端部の溶融材（ポリプロピレン層）と耐熱層（セラミックス層）を接合する接合工程を具現化したものである。セパレータ接合部１５０は、加熱部材１５１および付勢部材１５２を備えている。加熱部材１５１と付勢部材１５２は、搬送されるセラミックセパレータ４１および４２を介して対向している。加熱部材１５１は、セラミックセパレータ４２の側から端部に当接しつつ、セラミックセパレータ４１および４２を加熱する。付勢部材１５２は、セラミックセパレータ４１の側から端部に当接しつつ、セラミックセパレータ４１および４２を加熱部材１５１の側に付勢する。加熱部材１５１および付勢部材１５２は、搬送されるセラミックセパレータ４１および４２に境にして、積層方向Ｚに沿って互いに接近および離間するように、移動自在としている。加熱部材１５１および付勢部材１５２は、セラミックセパレータ４１および４２の端部を加熱しつつ溶融させて接合する。

加熱部材１５１は、本体部１５１ａおよび当接部１５１ｂを備えている。本体部１５１ａは、長方体形状に形成している。本体部１５１ａは、加熱用の熱電対またはペルチェ素子等の熱源を内蔵している。当接部１５１ｂは、本体部１５１ａの一端から突出して形成している。当接部１５１ｂは、本体部１５１ａの熱源によって昇温する。付勢部材１５２は、本体部１５２ａおよび当接部１５２ｂを備えている。本体部１５２ａは、長方体形状に形成している。当接部１５２ｂは、本体部１５２ａの一端から突出して形成している。当接部１５２ｂは、加熱部材１５１の当接部１５１ｂと積層方向Ｚに沿って対向するように配設している。

ここで、セパレータ接合部１５０は、図８（Ａ）に示すように、セラミックセパレータ４１および４２を接合している間、袋詰電極搬送部１６０の搬送に追随させて、加熱部材１５１と付勢部材１５２を搬送方向Ｘの下流側に移動させる構成とすることもできる。このような構成の場合、加熱部材１５１と付勢部材１５２は、セラミックセパレータ４１および４２の一箇所の接合を完了すると、搬送方向Ｘの上流側に沿って高速で移動して元の位置に戻る。加熱部材１５１と付勢部材１５２が搬送方向Ｘに沿って移動しつつセラミックセパレータ４１および４２を部分的に接合することによって、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０等の動作を継続させることができる。

一方、セパレータ接合部１５０は、図８（Ｂ）に示すように、回転自在な加熱部材１５３および付勢部材１５４によって、セラミックセパレータ４１および４２の端部を一体に挟持しつつ接合する構成とすることができる。加熱部材１５３は、本体部１５３ａおよび当接部１５３ｂを備えている。本体部１５３ａは、円盤形状に形成している。本体部１５３ａは、加熱用の熱電対またはペルチェ素子等の熱源を内蔵している。当接部１５３ｂは、本体部１５３ａの外周面から一定の間隔で複数突出して形成している。当接部１５３ｂは、本体部１５３ａの熱源によって昇温する。付勢部材１５４は、本体部１５４ａおよび当接部１５４ｂを備えている。本体部１５４ａは、円盤形状に形成している。当接部１５４ｂは、本体部１５４ａの外周面から一定の間隔で複数突出して形成している。加熱部材１５３と付勢部材１５４が回転しつつセラミックセパレータ４１および４２を部分的に接合することによって、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０等の動作を継続させることができる。

袋詰電極搬送部１６０は、図５に示し、セパレータ端部折畳部１４０およびセパレータ接合部１５０等によって形成される袋詰電極１１を搬送する。

袋詰電極搬送部１６０は、電極搬送部１１０と搬送方向Ｘに沿って隣り合い、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０よりも搬送方向Ｘの下流側に配設している。

袋詰電極搬送部１６０の搬送ベルト１６１は、外周面に吸引口を複数設けた無端状のベルトからなり、袋詰電極１１を吸引した状態で搬送方向Ｘに沿って搬送する。搬送ベルト１６１は、交差方向Ｙに沿った幅を、袋詰電極１１の幅よりも短く形成している。すなわち、袋詰電極１１の両端は、搬送ベルト１６１から交差方向Ｙに対して外方に突出している。このようにして、搬送ベルト１６１は、セパレータ接合部１５０との干渉を回避している。回転部材１６２は、交差方向Ｙに沿って、搬送ベルト１６１の内周面に複数配設し、搬送ベルト１６１を回転させる。回転部材１６２は、セパレータ接合部１５０との干渉を回避するため、搬送ベルト１６１から突出させていない。複数の回転部材１６２のうち、一つが動力を設けた駆動ローラであり、その他が駆動ローラに従動する従動ローラである。搬送ベルト１６１は、例えば、搬送方向Ｘに沿って配設している。

袋詰電極搬送部１６０の吸着パッド１６３は、搬送ベルト１６１に載置された袋詰電極１１よりも積層方向Ｚの図５中に示す上方において、袋詰電極１１と対向するように位置している。吸着パッド１６３は、板状からなり、袋詰電極１１と当接する面に吸引口を複数設けている。伸縮部材１６４は、吸着パッド１６３よりも積層方向Ｚの図５中に示す上方に位置している。伸縮部材１６４の一端は、吸着パッド１６３を接合している。伸縮部材１６４は、エアーコンプレッサー等を動力として、積層方向Ｚに沿って伸縮自在である。Ｘ軸ステージ１６５およびＸ軸補助レール１６６は、伸縮部材１６４の一端に対向した他端を移動自在に支持している。Ｘ軸ステージ１６５は、搬送方向Ｘに沿って配設し、伸縮部材１６４を搬送方向Ｘに沿って走査する。Ｘ軸補助レール１６６は、Ｘ軸ステージ１６５と並行に配設し、Ｘ軸ステージ１６５による伸縮部材１６４の走査を補助する。載置台１６７は、板状からなり、例えば配設された搬送ベルト１６１よりも、搬送方向Ｘに沿った下流側に配設している。載置台１６７は、袋詰電極１１を一時的に載置して保管する。

制御部１７０は、図５に示し、電極搬送部１１０と第１セパレータ搬送部１２０と第２セパレータ搬送部１３０とセパレータ接合部１５０および袋詰電極搬送部１６０の作動をそれぞれ制御する。

制御部１７０のコントローラ１７１は、ＲＯＭ、ＣＰＵ、およびＲＡＭを含んでいる。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）は、セパレータ接合装置１００に係る制御プログラムを格納している。制御プログラムは、電極搬送部１１０の回転部材１１４と切断部材１１５および１１６、第１セパレータ搬送部１２０の第１搬送ドラム１２４と第１切断部材１２５、および第２セパレータ搬送部１３０の第２搬送ドラム１３４と第２切断部材１３５の制御に関するものを含んでいる。さらに、制御プログラムは、セパレータ接合部１５０の加熱部材１５１と付勢部材１５２、および袋詰電極搬送部１６０の回転部材１６２と伸縮部材１６４等の制御に関するものを含んでいる。

制御部１７０のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）は、制御プログラムに基づいてセパレータ接合装置１００の各構成部材の作動を制御する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）は、制御中のセパレータ接合装置１００の各構成部材に係る様々なデータを一時的に記憶する。データは、例えば、加熱部材１５１の温度に関するものである。

次に、セパレータ接合装置１００の作用について説明する。

電極搬送部１１０は、図５に示すように、切断部材１１５および１１６によって、正極２０を所定の形状に１枚ずつ切断して成形する。電極搬送部１１０は、成形した正極２０を第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０の間に搬出する。

次いで、第１セパレータ搬送部１２０は、図５〜図７に示すように、正極２０の一面に積層するセラミックセパレータ４１を切り出して搬送する。ここで、セパレータ端部折畳部１４０は、図５〜図７に示すように、搬送中のセラミックセパレータ４１の一端部４１ｐおよび他端部４１ｑに対して回転ローラ１４１を付勢させて、一端部４１ｐおよび他端部４１ｑを段階的に屈折させて折り畳む。第１切断部材１２５は、一端部４１ｐおよび他端部４１ｑが折り畳まれたセラミックセパレータ４１を長方形状に切断する。第１セパレータ搬送部１２０は、セラミックセパレータ４１を電極搬送部１１０から搬出された正極２０の一面の側に積層する。

同様に、第２セパレータ搬送部１３０は、図５および図７に示すように、第１セパレータ搬送部１２０の作動と並行して、正極２０の一面に対向した他面に積層するためのセラミックセパレータ４２を切り出して搬送する。第２切断部材１３５は、セラミックセパレータ４１を長方形状に切断する。第２セパレータ搬送部１３０は、セラミックセパレータ４２を電極搬送部１１０から搬出された正極２０の他面の側に積層する。

次いで、セパレータ接合部１５０は、図５および図７に示すように、加熱部材１５１および付勢部材１５２によって、セラミックセパレータ４１の端部のポリプロピレン層４１ｍと、セラミックセパレータ４２の端部のセラミックス層４２ｎを一体に挟持する。加熱部材１５１および付勢部材１５２は、ポリプロピレン層４１ｍとセラミックス層４２ｎを溶融して接合する。

その後、袋詰電極搬送部１６０は、図５に示すように、セパレータ端部折畳部１４０およびセパレータ接合部１５０等によって形成された袋詰電極１１を搬送する。袋詰電極搬送部１６０は、袋詰電極１１を載置台１６７に載置して一時的に保管する。

上述した第１実施形態によれば、以下の構成によって作用効果を奏する。

電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合方法は、シート状の溶融材（ポリプロピレン層）と、溶融材（ポリプロピレン層）に積層し溶融材（ポリプロピレン層）よりも溶融温度が高い耐熱材（セラミックス層）と、を含むセパレータ（セラミックセパレータ）を用い、電極（正極２０または負極３０）を挟持するセパレータ（セラミックセパレータ）を接合する方法である。セパレータ接合方法は、加工工程および接合工程を有する。加工工程は、電極（正極２０または負極３０）を介して対面するセパレータ（セラミックセパレータ）の端部（一端部および他端部の少なくとも一方）のうち片方を折り畳む。接合工程は、互いに対面した端部（一端部および他端部の少なくとも一方）の溶融材（ポリプロピレン層）と耐熱材（セラミックス層）とを接合する。

電気デバイス（袋詰電極）のセパレータ接合装置１００は、シート状の溶融材（ポリプロピレン層）と、溶融材（ポリプロピレン層）に積層し溶融材（ポリプロピレン層）よりも溶融温度が高い耐熱材（セラミックス層）と、を含むセパレータ（セラミックセパレータ）を用い、電極（正極２０または負極３０）を挟持するセパレータ（セラミックセパレータ）を接合する装置である。セパレータ接合装置１００は、加工部（セパレータ端部折畳部１４０）および接合部（セパレータ接合部１５０）を有している。加工部（セパレータ端部折畳部１４０）は、電極（正極２０または負極３０）を介して対面するセパレータ（セラミックセパレータ）の端部（一端部および他端部の少なくとも一方）のうち片方に案内部材（回転ローラ１４１）を付勢しつつ、端部を案内部材（回転ローラ１４１）に沿って段階的に屈折させて折り畳む。接合部（セパレータ接合部１５０）は、互いに対面した端部（一端部および他端部の少なくとも一方）の溶融材（ポリプロピレン層）と耐熱材（セラミックス層）とを溶融させつつ接合する。

このような構成では、対面するセパレータ（セラミックセパレータ）の端部のうち片方を折り畳んだ上で、対面させた端部の溶融材（ポリプロピレン層）と耐熱材（セラミックス層）を接合する。すなわち、耐熱材（セラミックス層）よりも溶融させることが容易な溶融材（ポリプロピレン層）に耐熱材（セラミックス層）を対面させて接合する。したがって、接合が難しい耐熱材（セラミックス層）を備えたセパレータ（セラミックセパレータ）を用いる場合であっても、電極（正極２０または負極３０）を挟持するセパレータ（セラミックセパレータ）を十分に接合することができる。

電気デバイス（袋詰電極）は、セパレータ（セラミックセパレータ）および電極（正極２０または負極３０）を有している。セパレータ（セラミックセパレータ）は、シート状の溶融材（ポリプロピレン層）と、溶融材（ポリプロピレン層）に積層し溶融材（ポリプロピレン層）よりも溶融温度が高い耐熱材（セラミックス層）と、を含んでいる。電極（正極２０または負極３０）は、セパレータ（セラミックセパレータ）によって挟持する。ここで、セパレータ（セラミックセパレータ）は、電極（正極２０または負極３０）を介して対面する端部（一端部および他端部の少なくとも一方）のうち片方を折り畳み、対面した端部（一端部および他端部の少なくとも一方）の溶融材（ポリプロピレン層）と耐熱材（セラミックス層）とを接合している。

このような構成では、対面するセパレータ（セラミックセパレータ）の端部のうち片方を折り畳んだ上で、その対面した端部の溶融材（ポリプロピレン層）と耐熱材（セラミックス層）を接合している。すなわち、耐熱材（セラミックス層）よりも溶融させることが容易な溶融材（ポリプロピレン層）に耐熱材（セラミックス層）を対面させて接合している。したがって、接合が難しい耐熱材（セラミックス層）を備えたセパレータ（セラミックセパレータ）を用いた場合であっても、電極（正極２０または負極３０）を挟持するセパレータ（セラミックセパレータ）を十分に接合していることから、所期の電気特性を発揮させることができる。

具体的には、例えば、電気デバイス（袋詰電極１１）は、リチウムイオン二次電池１０が振動したり衝撃を受けたりしても、セパレータ（セラミックセパレータ）の端部を十分に接合していることから、正極２０の移動を抑制することができる。すなわち、セパレータ（セラミックセパレータ）を介して隣り合う正極２０と負極３０の短絡を防止できる。したがって、リチウムイオン二次電池１０は、所期の電気的特性を維持することができる。

また、電気デバイス（袋詰電極１１）は、電極（正極２０または負極３０）が配設されていないセパレータ（セラミックセパレータ）の端部を折り畳んで厚みを増加させている。すなわち、電気デバイス（袋詰電極１１）は、中央と端部の層厚の差異を減少させることができる。

さらに、特にセパレータ接合方法において、一対のセパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）を用いる構成とすることができる。この接合方法において、加工工程は、一対のセパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）のうち、一のセパレータ（セラミックセパレータ４１）の端部（一端部４１ｐまたは他端部４１ｑの少なくとも一方）のみを折り畳む。このセパレータ接合方法は、さらに配置工程を有している。配置工程は、接合工程の前に設けている。配置工程は、一対のセパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）の耐熱材（セラミックス層４１ｎおよび４２ｎ）の中央部４１ｎｃおよび４２ｎｃ同士が、電極（正極２０または負極３０）を隔てて対向するように一対のセパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）を配置する。

このような構成に示すように、このセパレータ接合方法は、枚葉式からなる非常に汎用性の高い方式に適用することができる。すなわち、このセパレータ接合方法は、セラミックセパレータ４１、電極（正極２０または負極３０）、およびセラミックセパレータ４２の順で、各部材を重ね合わせて積層する方式に用いることができる。

さらに、特にセパレータ接合装置１００において、案内部材は、円柱形状に形成し回転自在な回転ローラ１４１から構成することができる。回転ローラ１４１は、折り畳むセパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）の搬送方向の端部に沿って、セパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）に対する角度を段階的に異ならせて複数配設している。

このような構成によれば、非常に簡便な構成からなる回転ローラ１４１によって、セパレータ（セラミックセパレータ４１）の端部を容易に折り畳むことができる。さらに、回転ローラ１４１は、その間隔や角度を設定することによって、セパレータ（セラミックセパレータ４１）の様々な硬さや折り畳む幅に対応することができる。さらに、このような構成によれば、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０の動作を継続させたままの状態で、セパレータ（セラミックセパレータ４１）の端部を折り畳むことができる。すなわち、セパレータ（セラミックセパレータ４１および４２）の接合に係る生産性を維持することができる。さらに、このような構成によれば、既存の装置に対して回転ローラ１４１を取り付けることができる。すなわち、既存の装置を改造することによって、装置の製造コストを大幅に削減することができる。さらに、このような構成によれば、回転ローラ１４１は、搬送されるセパレータ（セラミックセパレータ４１）に従動して回転することから、駆動のための電力を必要としない。

さらに、特にセパレータ接合装置１００において、接合部（セパレータ接合部１５０）は、それぞれ円盤状に形成し、対面した端部同士を一体に挟持しつつ回転自在な一対の接合部材（加熱部材１５３および付勢部材１５４）を備える構成とすることができる。一対の接合部材（加熱部材１５３および付勢部材１５４）は、端部同士を部分的に接合する。

このような構成によれば、一対の接合部材（加熱部材１５３および付勢部材１５４）は、一対のセラミックセパレータ４１および４２の端部に対して間欠的に当接しつつ、その端部を接合する。したがって、一対の接合部材（加熱部材１５３および付勢部材１５４）は、溶融材（ポリプロピレン層）から離間し易く、セラミックセパレータ４１の溶融材（ポリプロピレン層）に付着してしまうことを防止できる。すなわち、一対の接合部材（加熱部材１５３および付勢部材１５４）は、一対のセラミックセパレータ４１および４２の端部に付着して損傷させることなく接合することができる。

また、このような構成によれば、一対の接合部材（加熱部材１５３および付勢部材１５４）を回転させつつ、一対のセラミックセパレータ４１および４２の端部同士を部分的に接合する。したがって、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０の動作を継続させたままの状態で、一対のセラミックセパレータ４１および４２を接合することができる。すなわち、セパレータの接合に係る生産性を維持することができる。

さらに、特にセパレータ接合装置１００において、接合部（セパレータ接合部１５０）は、熱源からの熱伝導、通電により発生させたジュール熱、間欠的に電流を印加して発生させた熱、または超音波の振動に伴って発生させた熱によって、溶融材（ポリプロピレン層）同士を溶融させて接合する構成とすることができる。

このような構成に示すように、セパレータ接合装置１００において、接合部材によって溶融材（ポリプロピレン層）同士を接合する構成は非常に汎用性が高く、仕様や要望に応じて任意の構成を適宜選択することができる。

（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例に係る電気デバイス（袋詰電極１３）のセパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置２００について、図８（Ｃ）を参照しながら説明する。

第１実施形態の変形例は、セラミックセパレータ４１および４２の端部同士を連続的に接合する構成が、前述した第１実施形態に係る構成と異なる。前述した第１実施形態では、端部同士を部分的に接合していた。第１実施形態の変形例においては、前述した第１実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

セパレータ接合装置２００のセパレータ接合部２５０について、図８（Ｃ）を参照しながら説明する。

図８（Ｃ）は、第１実施形態の変形例に係る電気デバイス（袋詰電極１３）のセパレータ接合方法を具現化したセパレータ接合装置２００のセパレータ接合部２５０を示す斜視図である。

セパレータ接合部２５０は、回転自在な加熱部材２５１および付勢部材２５２によって、セラミックセパレータ４１および４２の端部を一体に挟持しつつ接合する。加熱部材２５１は、円盤形状に形成している。加熱部材２５１は、加熱用の熱電対またはペルチェ素子等の熱源を内蔵している。付勢部材２５２は、円盤形状に形成している。付勢部材２５２は、積層方向Ｚに沿って加熱部材２５１と対向している。加熱部材２５１と付勢部材２５２が回転しつつセラミックセパレータ４１および４２を連続的に接合する。セパレータ接合部２５０は、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０等の動作を継続させた状態で、セラミックセパレータ４１および４２を接合する。

上述した第１実施形態の変形例によれば、以下の構成によって作用効果を奏する。

セパレータ接合方法およびその方法を具現化したセパレータ接合装置２００において、特にセパレータ接合装置２００の接合部（セパレータ接合部２５０）は、それぞれ円盤状に形成し、対面した端部同士を一体に挟持しつつ回転自在な一対の接合部材（加熱部材２５１および付勢部材２５２）を備える構成としている。一対の接合部材（加熱部材２５１および付勢部材２５２）は、端部同士を連続的に接合する。

このような構成によれば、一対の接合部材（加熱部材２５１および付勢部材２５２）は、一対のセラミックセパレータ４１および４２の端部に対して連続的に当接させつつ溶着させる。したがって、一対の接合部材（加熱部材２５１および付勢部材２５２）は、溶融材（ポリプロピレン層）と耐熱材（セラミックス層）を線状に接合することができる。すなわち、一対の接合部材（加熱部材２５１および付勢部材２５２）は、一対のセラミックセパレータ４１および４２の端部を、より強固に接合することができる。さらに、このような構成によれば、一対の接合部材（加熱部材２５１および付勢部材２５２）を回転させつつ、一対のセラミックセパレータ４１および４２の端部同士を接合する。したがって、第１セパレータ搬送部１２０および第２セパレータ搬送部１３０の動作を継続させたままの状態で、一対のセラミックセパレータ４１および４２を接合することができる。すなわち、セラミックセパレータ４１および４２の接合に係る生産性を維持することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る電気デバイス（袋詰電極１４）のセパレータ接合方法について、図９および図１０を参照しながら説明する。

第２実施形態は、長尺のセラミックセパレータ４４を正極２０に対して巻き付けつつ、一端部４４ｒと他端部４４ｓとを対面させる構成が、前述した第１実施形態に係る構成と異なる。前述した第１実施形態では、一対のセラミックセパレータ４１および４２によって正極２０を挟持しつつ、端部同士を対面させていた。第２実施形態においては、前述した第１実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

セパレータ接合方法について、図９および図１０を参照しながら説明する。

図９は、電気デバイス（袋詰電極１４）のセパレータ接合方法を模式的に示す斜視図である。図１０は、図９（Ｄ）のセパレータ接合方法の要部を模式的に側面から示す部分断面図である。

セラミックセパレータ４４は、正極２０の短手方向（図９中の交差方向Ｙ）に沿った幅を、正極２０の短手方向の幅よりも２倍以上長く形成している。最初に、図９（Ａ）に示すように、正極２０を、その正極電極端子２１ａがセラミックセパレータ４４から突出するように、セラミックセパレータ４４の片側に載置する。正極２０は、その一端部２０ｒがセラミックセパレータ４４の中央に位置し、かつ、他端部２０ｓがセラミックセパレータ４４の他端部４４ｓから少し内側に位置している。次に、図９（Ｂ）に示すように、加工工程によって、セラミックセパレータ４４の他端部４４ｓを、正極２０の長手方向の他端部２０ｓを挟み込むように一定の幅で折り返して畳む。

さらに、図９（Ｃ）に示すように、巻付工程によって、セラミックセパレータ４４を、正極２０の他端部２０ｓを境にして折り返しつつ、セラミックセパレータ４４を正極２０の両面に巻き付ける。この状態で、セラミックセパレータ４４の一端部４４ｒと他端部４４ｓが対面する。最後に、図９（Ｄ）および図１０に示すように、接合工程によって、加熱部材１５１と付勢部材１５２を用い、セラミックセパレータ４４の一端部４４ｒのポリプロピレン層４４ｍと他端部４４ｓのセラミックス層４４ｎを溶融して接合する。

上述した第２実施形態によれば、以下の構成によって作用効果を奏する。

セパレータ接合方法において、電極（正極２０または負極３０）と比して長尺に形成したセパレータ（セラミックセパレータ４４）を用いる。この接合方法において、加工工程は、セパレータ（セラミックセパレータ４４）の第１の端部（一端部４４ｒ）のみを折り畳む。このセパレータ接合方法は、さらに巻付工程を有している。巻付工程は、接合工程の前に設けている。巻付工程は、セパレータ（セラミックセパレータ４４）を電極（正極２０または負極３０）に対して巻き付けつつ、第１の端部（一端部４４ｒ）と第２の端部（他端部４４ｓ）とを対面させる。

このような構成に示すように、電気デバイス（袋詰電極１４）のセパレータ接合方法は、巻付式からなる非常に汎用性の高い方式にも適用することができる。すなわち、このセパレータ接合方法は、長尺のセパレータ（セラミックセパレータ４４）を電極（正極２０または負極３０）に巻き付けることによって、各部材を重ね合わせて積層する方式に用いることができる。

さらに、このような構成によれば、長尺のセパレータ（セラミックセパレータ４４）は、電極（正極２０または負極３０）に巻き付けつつ折り返した部分を接合する必要がないことから、接合に要する設備や時間を削減することができる。さらに、このような構成によれば、長尺のセパレータ（セラミックセパレータ４４）は、電極（正極２０または負極３０）の縁に沿って折り返すことによって、折り返す部分にのり代が生じることがないことから、材料に係るコストを削減することができる。さらに、このような構成によれば、一枚のセパレータ（セラミックセパレータ４４）を用いることから、そのセパレータ（セラミックセパレータ４４）を切り出すときの切断箇所を最小限にすることができ、製造コストおよび製造に要する時間を削減することができる。

（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例に係る電気デバイス（袋詰電極１５）のセパレータ接合方法について、図１１を参照しながら説明する。

第２実施形態の変形例は、セラミックセパレータ４５の一端部４５ｒと他端部４５ｓの両方を正極２０に巻き付けつつ折り返す構成が、前述した第２実施形態に係る構成と異なる。前述した第２実施形態では、他端部４４ｓのみを正極２０に巻き付けつつ折り返していた。第２実施形態の変形例においては、前述した第２実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

セパレータ接合方法について、図１１を参照しながら説明する。

図１１は、電気デバイス（袋詰電極１５）のセパレータ接合方法の要部を模式的に側面から示す部分断面図である。

セラミックセパレータ４５を正極２０に巻き付ける巻付工程において、前述した第２実施形態の図９（Ｃ）に係る部分が一部異なる。すなわち、加工工程によって一端部４５ｒが折り畳まれた後、巻付工程は、その一端部４５ｒを、正極２０を隔てた反対側の面まで折り返す。その状態で、図１１に示すように、接合工程によって、加熱部材１５１と付勢部材１５２を用い、セラミックセパレータ４５の一端部４５ｒのポリプロピレン層４５ｍと他端部４５ｓのセラミックス層４５ｎを接合する。

上述した第２実施形態の変形例によれば、以下の構成によって作用効果を奏する。

セパレータ接合方法において、加工工程は、第１の端部（一端部４５ｒ）と第２の端部（他端部４５ｓ）の両方を電極（正極２０または負極３０）に巻き付けつつ折り返している。

このような構成によれば、セパレータ（セラミックセパレータ４５）の第１の端部（一端部４５ｒ）と第２の端部（他端部４５ｓ）の接触面積を増加させることができる。したがって、第１の端部（一端部４５ｒ）と第２の端部（他端部４５ｓ）の間の摩擦力が増加することから、互いに強固に接合させることができる。さらに、このような構成によれば、接合箇所を２倍に増加させることができることから、セパレータ（セラミックセパレータ４５）の端部をより強固に接合することができる。

そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。

例えば、第１および第２実施形態では、リチウムイオン二次電池１０に用いる袋詰電極において、電極を挟持するセパレータを互いに接合する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。リチウムイオン二次電池１０に用いる袋詰電極以外の部材の接合にも適用することができる。

また、第１および第２実施形態では、二次電池をリチウムイオン二次電池１０の構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。二次電池は、例えば、ポリマーリチウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池として構成することができる。

また、第１および第２実施形態では、セパレータの耐熱材をセラミックス層の構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。耐熱材は、セラミックスに限定されることはなく、溶融材よりも溶融温度が高い部材であればよい。

また、第１および第２実施形態では、セパレータの溶融材をポリプロピレンの構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。溶融材は、ポリプロピレンに限定されることはなく、耐熱材よりも溶融温度が低い部材であればよい。

また、第１および第２実施形態では、正極２０をセパレータによって袋詰めして袋詰電極を形成する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。負極３０をセパレータによって袋詰めして袋詰電極を形成する構成としてもよい。

また、第１および第２実施形態では、電極を挟持しつつセパレータの端部同士を接合する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。セパレータの端部同士を接合した後に、電極を挿入して袋詰電極を形成する構成としてもよい。

また、第１および第２実施形態では、電極、セラミックセパレータ、および袋詰電極を自動で搬送する構成として説明したが、このような構成に限定されることはない。人手によって、電極、セラミックセパレータ、および袋詰電極を搬送する構成としてもよい。

また、第１実施形態では、セパレータの端部を折り畳んだ後に所定の長さに切断する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。セパレータを所定の長さに切断した後に端部を折り畳む構成としてもよい。

また、例えば第１実施形態では、セラミックセパレータ４１の一端部４１ｐおよび他端部４１ｑを折り畳み、一端部４１ｐと一端部４２ｐを接合しつつ他端部４１ｑと他端部４２ｑを接合する構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。セラミックセパレータ４１の一端部４１ｐのみを折り畳み、一端部４１ｐと一端部４２ｐのみを接合してもよい。同様に、セラミックセパレータ４１の他端部４１ｑのみを折り畳み、他端部４１ｑと他端部４２ｑのみを接合してもよい。

また、例えば第１実施形態では、セラミックセパレータ４１の端部に回転ローラ１４１を付勢しつつ、端部を回転ローラ１４１に沿って段階的に屈折させて折り畳む構成で説明したが、このような構成に限定されることはない。セラミックセパレータ４１の端部に板状の固定部材を付勢しつつ、端部を固定部材に沿って段階的に屈折させて折り畳む構成としてもよい。

また、例えば第１実施形態では、突起部を備えた加熱部材１５１と付勢部材１５２を用いて、セラミックセパレータ４１および４２の両端をスポット溶着する構成として説明したが、このような構成に限定されることはない。突起部を備えた加熱部材１５１と付勢部材１５２を、接合部４０ｈが搬送方向Ｘに沿って連なるように作動させて、セラミックセパレータ４１および４２の両端をシーム溶着する構成としてもよい。

また、第１実施形態の変形例では、円盤状の加熱部材２５１と付勢部材２５２を用いて、セラミックセパレータ４１および４２の両端をシーム溶着する構成として説明したが、このような構成に限定されることはない。円盤状の加熱部材２５１と付勢部材２５２をセパレータから一定の周期で離間させることによって、セラミックセパレータ４１および４２の両端をスポット溶着する構成としてもよい。

また、第３実施形態では、セラミックセパレータ４６を正極２０の短手方向に沿って折り返す構成として説明したが、このような構成に限定されることはない。セラミックセパレータ４６を正極２０の長手方向に沿って折り返す構成としてもよい。

１０ リチウムイオン二次電池、
１１，１３，１４，１５ 袋詰電極（電気デバイス）、
１７ 発電要素、
２０ 正極（電極）、
２０ｒ 一端部、
２０ｓ 他端部、
２０ｔ 縁、
２１ 正極集電体、
２１ａ 正極電極端子、
２２ 正極活物質、
３０ 負極（電極）、
３１ 負極集電体、
３１ａ 負極電極端子、
３２ 負極活物質、
４１，４２，４４，４５，４６ セラミックセパレータ（セパレータ）、
４１ｍ，４２ｍ，４４ｍ，４５ｍ，４６ｍ ポリプロピレン層（溶融材）、
４１ｎ，４２ｎ，４４ｎ，４５ｎ セラミックス層（耐熱材）、
４１ｎｃ， 中央部、
４１ｐ，４２ｐ，４６ｐ 一端部、
４１ｑ，４２ｑ，４６ｑ 他端部、
４４ｒ，４５ｒ 一端部（第１の端部）、
４４ｓ，４５ｓ 他端部（第２の端部）、
４０ｈ 接合部、
５０ 外装材、
５１，５２ ラミネートシート、
１００，２００ セパレータ接合装置、
１１０ 電極搬送部、
１１１ 電極供給ローラ、
１１２ 搬送ローラ、
１１３ 搬送ベルト、
１１４ 回転部材、
１１５，１１６ 切断部材、
１１７ 受け台、
１２０ 第１セパレータ搬送部（配置工程に対応）、
１２１ 第１セパレータ供給ローラ、
１２２ 第１加圧ローラ、
１２３ 第１ニップローラ、
１２４ 第１搬送ドラム、
１２５ 第１切断部材、
１３０ 第２セパレータ搬送部
１３１ 第２セパレータ供給ローラ、
１３２ 第２加圧ローラ、
１３３ 第２ニップローラ、
１３４ 第２搬送ドラム、
１３５ 第２切断部材、
１４０ セパレータ端部折畳部（加工部，加工工程に対応）、
１４１ 回転ローラ（案内部材）、
１５０，２５０ セパレータ接合部（接合部，接合工程に対応）、
１５１，１５３，２５１ 加熱部材、
１５１ａ，１５３ａ 本体部、
１５１ｂ，１５３ｂ 当接部、
１５２，１５４，２５２ 付勢部材、
１５２ａ，１５４ａ 本体部、
１５２ｂ，１５４ｂ 当接部、
１６０ 袋詰電極搬送部、
１６１ 搬送ベルト、
１６２ 回転部材、
１６３ 吸着パッド、
１６４ 伸縮部材、
１６５ Ｘ軸ステージ、
１６６ Ｘ軸補助レール、
１６７ 載置台、
１７０ 制御部、
１７１ コントローラ、
Ｘ （袋詰電極等の）搬送方向、
Ｙ （搬送方向Ｘと交差する）交差方向、
Ｚ （セラミックセパレータと正極の）積層方向。

Claims (8)

1. シート状の溶融材と、前記溶融材に積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持する前記セパレータを接合する電気デバイスのセパレータ接合方法であって、
   前記電極を介して対面する前記セパレータの端部のうち片方を折り畳む加工工程と、
   互いに対面した前記端部の前記溶融材と前記耐熱材とを接合する接合工程と、を有する電気デバイスのセパレータ接合方法。
2. 一対の前記セパレータを用い、
   前記加工工程は、一対の前記セパレータのうち一の前記セパレータの前記端部のみを折り畳み、
   前記接合工程の前に、一対の前記セパレータの前記耐熱材の中央部同士が、前記電極を隔てて対向するように一対の前記セパレータを配置する配置工程を、さらに有する請求項１に記載の電気デバイスのセパレータ接合方法。
3. 前記電極と比して長尺に形成した前記セパレータを用い、
   前記加工工程は、前記セパレータの第１の前記端部のみを折り畳み、
   前記接合工程の前に、前記セパレータを前記電極に対して巻き付けつつ、第１の前記端部と第１の前記端部の反対側の第２の端部とを対面させる巻付工程を、さらに有する請求項１に記載の電気デバイスのセパレータ接合方法。
4. シート状の溶融材と、前記溶融材に積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータを用い、電極を挟持する前記セパレータを接合する電気デバイスのセパレータ接合装置であって、
   前記電極を介して対面する前記セパレータの端部のうち片方に案内部材を付勢しつつ、前記端部を前記案内部材に沿って段階的に屈折させて折り畳む加工部と、
   互いに対面した前記端部の前記溶融材と前記耐熱材とを溶融させつつ接合する接合部と、を有する電気デバイスのセパレータ接合装置。
5. 前記案内部材は、円柱形状に形成し回転自在な回転ローラからなり、
   前記回転ローラは、折り畳む前記セパレータの搬送方向の端部に沿って、前記セパレータに対する角度を段階的に異ならせて複数配設している請求項４に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
6. 前記接合部は、それぞれ円盤状に形成し、対面した前記端部同士を一体に挟持しつつ回転自在な一対の接合部材を備え、
   一対の前記接合部材は、前記端部同士を部分的にまたは連続的に接合する請求項４または５に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
7. 前記接合部は、熱源からの熱伝導、通電により発生させたジュール熱、間欠的に電流を印加して発生させた熱、または超音波の振動に伴って発生させた熱によって、前記溶融材同士を溶融させて接合する請求項４〜６のいずれか１項に記載の電気デバイスのセパレータ接合装置。
8. シート状の溶融材と、前記溶融材に積層し前記溶融材よりも溶融温度が高い耐熱材と、を含むセパレータと、
   前記セパレータによって挟持する電極と、を有し、
   前記セパレータは、前記電極を介して対面する端部のうち片方を折り畳み、対面した前記端部の前記溶融材と前記耐熱材とを接合した電気デバイス。