JP2016197565A - 電極積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】突出部を有するシート状体を落下させて積層する場合に、突出部の変形及び損傷を抑制する電極積層装置を提供する。【解決手段】一態様に係る電極積層装置２０は、シート状の電極５０を複数積層する装置であって、電極５０を下方に滑走させるように、水平方向に対して傾斜した底板部３１を有する滑走部３０と、底板部３１の下端部の下方に配置されて、上記下端部から落下する電極５０を所定の位置に案内して積層する積層部４０と、を備え、底板部３１の下端部には、底板部３１の板厚方向に貫通する切欠きＳ１，Ｓ２が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、電極積層装置に関する。

特許文献１に記載されるように、シート状の電極を積層させてなる積層型二次電池を作製する装置が知られている。この装置は、シート状の電極を供給する供給機構と、供給機構の下方に配置されて、供給機構から供給された電極を所定の位置に落下移動させる落下移動手段と、落下移動手段の排出部の下方に配置されて、排出部から排出された電極を所定の位置に案内して積層させる案内積層手段と、を備える。落下移動手段は、電極を滑走させるための滑走部を有しており、滑走部の下方端部が排出部を形成している。

特開２０１２−９１３７２号公報

ここで、積層された電極のバラツキを抑えるには、排出部と案内積層手段との間の距離を縮めることが好ましい。一方で、特許文献１に記載された電極は、シンプルな矩形であるが、一般的なシート状の電極には、その一辺にタブ等の突出部が設けられるものが多い。このような電極を、特許文献１に記載されたような積層装置に適用すると、突出部の保護が問題となる。例えば、突出部を下側にして電極を落下移動させると、電極が案内積層手段に衝突して停止するときに、突出部が折れ曲がる。したがって、落下移動時、突出部を落下方向とは反対側となるように配置する。しかし、この場合も、上記装置では、排出部と案内積層手段との距離を縮めると、電極が排出部から排出される際に、電極の突出部が排出部に引っ掛かるおそれがある。

図１０は、比較例に係る電極積層装置の側面図である。図１０に示すように、比較例に係る電極積層装置１００は、排出部１１０及び案内積層手段１２０を備える。具体的には、図１０は、突出部２００ａが設けられた電極２００が、電極２００の落下方向とは反対側に突出部２００ａが位置するようにして排出部１１０から排出され、案内積層手段１２０に落下する際の様子を示す。図１０に示すように、排出部１１０と案内積層手段１２０との距離を縮めると、排出部１１０から落下する電極２００全体が排出部１１０上から離れる前に、電極２００の下端（突出部２００ａが設けられていない側の端部）が案内積層手段１２０上、又は案内積層手段１２０上に形成済みの電極２００の積層体Ｘ上）に接触する状態が生じうる。この場合、電極２００が減速するとともに、電極２００の上端が揺動し、突出部２００ａが排出部１１０の下端１１０ａに引っ掛かる。突出部２００ａが排出部１１０に引っ掛かると、突出部２００ａが折れ曲がったり、損傷したりするおそれがある。特に、この例のように、突出部２００ａが電極のタブである場合、突出部２００ａは、活物質層が形成されず、剛性が低いことにより、容易に折れ曲がる。

本発明は、突出部を有するシート状の電極を落下させて積層する場合に、突出部の変形又は損傷を抑制することができる電極積層装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る電極積層装置は、シート状の電極を複数積層する電極積層装置であって、電極を下方に滑走させるように、水平方向に対して傾斜した底板部を有する滑走部と、底板部の下端部の下方に配置されて、上記下端部から落下する電極を所定の位置に案内して積層する積層部と、を備え、底板部の下端部には、底板部の板厚方向に貫通する切欠きが設けられている。

この電極積層装置では、底板部上を滑走するシート状の電極が、底板部の下端部から落下し、積層部において積層されることにより、電極が複数積層される。ここで、電極には、例えば集電のためのタブ等の突出部が設けられる場合がある。上記電極積層装置によれば、底板部の下端部に底板部の板厚方向に貫通する切欠きが設けられているため、電極が底板部の下端部から落下する際に、電極の突出部が切欠きを通ることが可能となる。これにより、電極の落下時に突出部が底板部の下端部に引っ掛かることを抑制することができる。よって、突出部を有するシート状の電極を落下させて積層する場合に、突出部の変形又は損傷を抑制することができる。

上記電極積層装置では、底板部の下端部には、互いに離間する２つの切欠きが設けられ、２つの切欠きの間に、前記底板部の滑走面に連続する支持部が設けられていてもよい。

この電極積層装置によれば、互いに離間する２つの切欠きの間に設けられた支持部により、電極が底板部の下端部から落下する直前まで電極を適切に支持することができる。これにより、電極の変形（撓み等）を抑えるとともに、積層時のバラツキを抑制することができる。

上記電極積層装置では、電極の一方の端部には突出部が設けられており、切欠きは、底板部の傾斜方向に直交する幅方向において、突出部に対応する位置に設けられていてもよい。

この電極積層装置によれば、一方の端部が上方に位置する状態で底板部を滑走する電極が底板部の下端部から落下する際には、電極の突出部は、切欠きを通ることになる。これにより、電極が底板部の下端部から落下する際に、電極の突出部が底板部の下端部に引っ掛かることを防止することができる。

上記電極積層装置では、積層部は、底板部の下端部の下方に配置されて水平方向に対して傾斜し、電極が載置される底壁部と、底壁部に立設されて底壁部の傾斜方向に直交する方向に延在し、底壁部に載置された電極の他方の端部に接触して電極を停止させるストッパと、を有し、電極の他方の端部に接触するストッパの接触面から底板部の下端部のうち切欠きが設けられていない下端縁までの距離は、電極の他方の端部から電極の突出部の先端までの距離よりも小さくてもよい。

この電極積層装置では、電極が底板部の下端部から落下する際に突出部が切欠きを通ることを利用して、滑走部と積層部とが配置されている。すなわち、電極の他方の端部と接触するストッパの接触面から底板部の下端部のうち切欠きが設けられていない下端縁までの距離が、電極の全長（他方の端部から突出部の先端までの距離）よりも短くなるように、滑走部と積層部とが配置されている。これにより、底板部の下端部から落下する電極の他方の端部が積層部の底壁部（又は底壁部上に載置済みの電極）の上面に接触する位置を、なるべくストッパの接触面に近づけることができる。すなわち、電極の他方の端部が積層部の底壁部（又は底壁部上に載置済みの電極）の上面に接触してから、ストッパの接触面まで滑り落ちる距離を短くすることができる。これにより、電極を積層部に積層する際に電極が受ける衝撃を軽減することができ、積層時におけるずれの発生や電極の損傷を抑制することができる。

上記電極積層装置では、積層部は、底板部の下端部の下方に配置されて水平方向に対して傾斜し、電極が載置される底壁部と、底壁部に立設されて底壁部の傾斜方向に延在すると共に、傾斜方向に直交する方向に離間する一対の側壁部と、を有し、一対の側壁部の間隔は電極の幅以上であり、一対の側壁部の上端部には、傾斜方向の下方に向かうにつれて電極の幅に近づくように間隔が狭くなったテーパ部が設けられていてもよい。

この電極積層装置では、一対の側壁部の上端部にはテーパ部が設けられているため、底板部の下端部から落下する電極は、まずテーパ部の幅広の部分に受け入れられる。そして、電極は、滑走して下方に向かうにつれて、テーパ部によって案内される。これにより、電極の幅方向（底壁部の傾斜方向に直交する方向）の位置を揃えることが可能となる。

上記電極積層装置では、電極は、突出部が幅方向における第１の位置に設けられた第１の電極と、突出部が幅方向における第１の位置とは異なる第２の位置に設けられた第２の電極と、を有しており、切欠きは、第１の位置及び第２の位置に対応する位置に設けられていてもよい。

この電極積層装置では、一方の端部が上方に位置する状態で底板部を滑走する第１の電極が底板部の下端部から落下する際には、第１の電極の第１の突出部は、切欠きを通ることになる。また、切欠きは、第２の突出部にも対応する形状に設けられているため、一方の端部が上方に位置する状態で底板部を滑走する第２の電極が底板部の下端部から落下する際には、第２の電極の第２の突出部は、切欠きを通ることになる。これにより、突出部の位置が異なる複数の電極を１つの滑走部で下方に滑走させる場合において、各電極の突出部が滑走部の底板部の下端部に引っ掛かることを防止することができる。

上記電極積層装置では、電極は、第１の突出部が幅方向における第１の位置に設けられた第１の電極と、第２の突出部が幅方向における第１の位置とは異なる第２の位置に設けられた第２の電極と、を有しており、滑走部は、第１の電極を下方に滑走させるように水平方向に対して傾斜した第１の底板部を有する第１の滑走部と、第１の滑走部よりも下方に設けられ、第２の電極を下方に滑走させるように水平方向に対して傾斜した第２の底板部を有する第２の滑走部と、を有し、第１の底板部の下端部には、幅方向において第１の突出部に対応する位置に、第１の底板部の板厚方向に貫通する第１の切欠きが設けられており、第２の底板部の下端部には、幅方向において第１の突出部及び第２の突出部に対応する位置に、第２の底板部の板厚方向に貫通する第２の切欠きが設けられていてもよい。

この電極積層装置では、一方の端部が上方に位置する状態で第１の底板部を滑走する第１の電極が第１の底板部の下端部から落下する際には、第１の電極の第１の突出部は、第１の切欠きを通ることになる。また、一方の端部が上方に位置する状態で第２の底板部を滑走する第２の電極が第２の底板部の下端部から落下する際には、第２の電極の第２の突出部は、第２の切欠きを通ることになる。また、第２の切欠きは、第１の突出部にも対応して設けられているため、第２の底板部よりも上方に設けられた第１の底板部の下端部から落下した第１の電極の第１の突出部は、第２の切欠きを通ることができる。これにより、突出部の位置が異なる複数の電極のそれぞれを、上下複数段の滑走部で下方に滑走させる場合において、各電極の突出部が各滑走部の底板部の下端部に引っ掛かることを防止することができる。

本発明によれば、突出部を有するシート状の電極を落下させて積層する場合に、突出部の変形又は損傷を抑制することができる。

本発明の一実施形態の電極積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部構成の一例を示す断面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。 第１実施形態の電極積層装置の全体構成を模式的に示す図である。 第１実施形態の電極積層装置の斜視図である。 第１実施形態の電極積層装置の側面図である。 第１実施形態の電極積層装置を電極の積層方向から見た図である。 第１実施形態の電極積層装置を前方から見た図である。 第２実施形態の電極積層装置の全体構成を模式的に示す図である。 切欠き及び突出壁部の変形例を示す図である。 比較例に係る電極積層装置の側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態の電極積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部構成の一例を示す断面図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１及び図２に示すように、蓄電装置１は、例えばリチウムイオン二次電池といった車載用の非水電解質二次電池として構成されている。

蓄電装置１は、例えば略直方体形状をなす中空のケース２と、ケース２内に収容された電極組立体３とを備えている。ケース２は、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。ケース２の内壁面上には、絶縁フィルム（図示せず）が設けられる。ケース２の内部には、例えば非水系有機溶媒系の電解液が注液されている。電極組立体３では、後述する正極１１の正極活物質層１５、負極１２の負極活物質層１８、及びセパレータ１３が多孔質をなしており、その空孔内に、電解液が含浸されている。ケース２の上面部には、正極端子５と負極端子６とが互いに離間して配置されている。正極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定され、負極端子６は、絶縁リング８を介してケース２に固定されている。

電極組立体３は、正極１１と、負極１２と、正極１１と負極１２との間に配置された袋状のセパレータ１３とによって構成されている。セパレータ１３内には、例えば正極１１が収容される。セパレータ１３内に正極１１が収容された状態で、正極１１と負極１２とがセパレータ１３を介して交互に積層されている。つまり、電極組立体３は、袋状のセパレータ１３に正極１１を収容することにより構成されるセパレータ付き正極１０を有している。

なお、スペース効率を向上してケース２内の空間に占める電極組立体３の体積の増加を図る観点から、一例として、電極組立体３を、セパレータ付き正極１０及び負極１２の下端（正極端子５及び負極端子６と反対側の端部）がケース２の底面に接触するように、ケース２内に収容することができる。ケース２の内面上には、絶縁部材（不図示）が配置されている。したがって、この場合には、セパレータ付き正極１０及び負極１２の下端は、絶縁部材を介してケース２の底面に当接する。ただし、セパレータ付き正極１０及び負極１２の下端とケース２の底面との間には、絶縁部材が占める空間以外に微小な隙間が形成されていてもよい。

正極１１は、例えばアルミニウム箔からなる金属箔１４と、金属箔１４の両面に形成された正極活物質層１５とを有している。正極活物質層１５は、正極活物質とバインダとを含んで形成されている多孔質の層である。言い換えれば、略矩形の金属箔本体部１４ａの両面に、正極活物質が担持されている。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムとが含まれる。本体部１４ａの上縁部（一方の端部）には、正極端子５の位置に対応してタブ（第１の突出部）１４ｂが形成されている。タブ１４ｂには、正極活物質が担持されていない。タブ１４ｂは、本体部１４ａの上縁部から上方に延び、導電部材１６を介して正極端子５に接続されている。

負極１２は、例えば銅箔からなる金属箔１７と、金属箔１７の両面に形成された負極活物質層１８とを有している。負極活物質層１８は、負極活物質とバインダとを含んで形成されている多孔質の層である。言い換えれば、略矩形の金属箔本体部１７ａの両面に、負極活物質が担持されている。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等が挙げられる。本体部１７ａの上縁部（一方の端部）には、負極端子６の位置に対応してタブ（第２の突出部）１７ｂが形成されている。タブ１７ｂには、負極活物質が担持されていない。タブ１７ｂは、本体部１７ａの上縁部から上方に延び、導電部材１９を介して負極端子６に接続されている。

セパレータ１３は、例えば袋状に形成され、内部に正極１１のみを収容している。セパレータ１３の形成材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。正極１１のタブ１４ｂ及び負極１２のタブ１７ｂは、略矩形のセパレータ１３から上方に突出している。なお、セパレータ１３は、袋状に限られず、シート状のものを用いてもよい。

続いて、蓄電装置１の製造方法について説明する。なお、本発明は、製造工程中、正極、負極とセパレータを組み合わせ、積層型の電極組立体とする積層工程に関り、他の工程については、公知の技術と代わるところは無い。従って、積層工程以外の工程については、その一例につき、概略を述べるに留める。

まず、混練工程が実施される。混練工程においては、活物質層の主成分である活物質粒子と、バインダ及び導電助剤などの粒子を、混練機内の溶媒中で混練し、各粒子の分散性がよい電極合剤を製造する。バインダは、例えばポリアミドイミド、ポリイミド等の熱可塑性樹脂であってもよく、主鎖にイミド結合を有するポリマー樹脂であってもよい。溶媒は、例えばＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）、メタノール、メチルイソブチルケトン等の有機溶媒であってもよく、水であってもよい。導電助剤は例えば、アセチレンブラックやカーボンブラック、グラファイトなどの炭素系材料である。次に、塗工工程が実施される。塗工工程では、ロール状に巻かれた帯状の金属箔を繰り出し、その金属箔の表面に、電極合剤を間欠的または連続的に塗布する。電極合剤が塗布された金属箔は、電極合剤の塗布の直後に乾燥炉内を通過する。これにより、電極合剤に含まれる溶媒が乾燥・除去されると共に、樹脂よりなるバインダが活物質粒子同士を結合する。これにより、活物質粒子の間に微細な間隙（空孔）を有する活物質層が形成される。

次いで、プレス工程が実施される。プレス工程では、帯状の金属箔の表面に形成された活物質層をロールにより所定の圧力でプレスする。これにより、活物質層が圧縮され、活物質の密度が適切な値に高められる。次いで、外観検査工程が実施される。外観検査工程では、活物質層の表面状態をカメラ等で確認し、良品及び不良品の判定を行う。

次いで、減圧乾燥工程が実施される。減圧乾燥工程では、活物質層が形成された帯状の金属箔を、真空乾燥炉内に収容して減圧高温化にて乾燥する。これにより、活物質層に残留するわずかな溶媒を除去する。次いで、打ち抜き工程が実施される。打ち抜き工程では、打ち抜き機を用いて、活物質層が形成された金属箔を所定の形状に打ち抜くことで、上記の正極１１及び負極１２を形成する。

なお、以降の第１実施形態では、正極１１は、袋状のセパレータ１３に収容された後、負極１２と積層されるものとする。正極１１をセパレータ１３内に収容するセパレータ包み工程は、正極１１と、ロール状に巻かれた帯状セパレータの対を用いる。まず、一方の帯状セパレータを繰り出し、その上に、等間隔で隙間を空けながら、正極１１を載置する。このとき、正極１１のタブ１４ｂがセパレータの幅方向に突出するように正極１１を配置する。次に、他方の帯状セパレータを繰り出し、正極１１を挟むように、他方の帯状セパレータを一方の帯状セパレータと重ねる。その後、各正極１１を囲む位置にて、一方の帯状セパレータと他方の帯状セパレータとを溶着する。溶着部は、例えば、正極１１の３辺を囲み、位置決めするものであればよいが、好ましくは、４辺を囲むように溶着部を設ける。溶着後、一方及び他方の帯状セパレータを、正極１１及び溶着部毎に裁断し、袋状のセパレータ１３に収容されたセパレータ付き正極１０を作成する。

次いで、積層工程が実施される。積層工程では、セパレータ包み工程及び打ち抜き工程で得られたセパレータ付き正極１０及び負極１２を順次積層する。次いで、組み立て工程が実施される。組み立て工程では、正極１１と負極１２とが、セパレータ１３を介して積層された積層体を一体化し、正極１１のタブ１４ｂ及び負極１２のタブ１７ｂをそれぞれ溶接する。これにより、電極組立体３を得る。そして、正極１１のタブ１４ｂ及び負極１２のタブ１７ｂに、導電部材１６及び導電部材１９をそれぞれ溶接する。

上記の打ち抜き工程で作製される負極１２及びセパレータ付き正極１０は、略等しい形状及び大きさを有している。すなわち、負極１２の幅及び高さと、セパレータ付き正極１０の幅及び高さは、略等しい。言い換えれば、正極活物質層１５が形成された正極１１の金属箔本体部１４ａの幅及び高さは、負極活物質層１８が形成された負極１２の金属箔本体部１７ａの幅及び高さより若干小さくなっている。

続いて、図３〜図７を用いて、第１実施形態の電極積層装置２０について説明する。図３は、電極積層装置２０の全体構成を模式的に示す図である。図４及び図５は、電極積層装置２０の斜視図及び側面図である。図６は、電極積層装置２０を電極の積層方向から見た図である。図７は、電極積層装置２０を前方から見た図である。電極積層装置２０は、上記の積層工程において使用され、シート状の電極を複数積層するための装置である。図３〜図６に示すように、電極積層装置２０は、主要な構成要素として、電極５０を下方に滑走させる滑走部３０と、滑走部３０から落下する電極５０を積層する積層部４０と、を備えている。電極５０（セパレータ付き正極１０又は負極１２）は、滑走部３０及び積層部４０によって、以下のように積層されることで、積層体Ｘを形成する。すなわち、滑走部３０は、滑走部３０の上端部側において、例えばベルトコンベア等の搬送部６０により搬送される電極５０を受け取り、電極５０を下方に滑走させる。滑走部３０の下端部から落下した電極５０は、滑走部３０の下方に配置された積層部４０に落下し、積層部４０において順次積層される。これにより、積層部４０において積層体Ｘが形成される。なお、本実施形態では、セパレータ付き正極１０及び負極１２が交互に積層された積層体Ｘを形成するために、搬送部６０は、セパレータ付き正極１０と負極１２とを交互に搬送する。また、搬送部６０は、セパレータ付き正極１０及び負極１２のそれぞれのタブ１４ｂ，１７ｂが電極５０の搬送方向における上流側に位置するようにして、セパレータ付き正極１０及び負極１２を搬送する。

図４に示すように、滑走部３０及び積層部４０は、例えばフレーム７０によって支持される。フレーム７０は、平行に延びる一対のレール部材７４と、一対のレール部材７４を連結する連結部材７３とを有する。これらのレール部材７４及び連結部材７３は、水平面上に配置されて、フレーム７０の土台を構成している。レール部材７４及び連結部材７３の交差部には、上下方向に延びる一対の支柱７２が接合されている。一対の支柱７２の上部には、平行に延びる一対の支持部材７１が接合されている。上部に配置された一対の支持部材７１と、下部に配置された一対のレール部材７４とは平行であり、いずれも前後方向（すなわち搬送方向）に延びている。

一対の支持部材７１上には、搬送部６０が設置されている。一対の支持部材７１の先端部には、滑走部３０の上端部が取り付けられている。一対のレール部材７４の間には、柱状又は棒状の可動部材７５が搬送方向に直交する幅方向に設けられている。可動部材７５の両端は、レール部材７４に支持されており、搬送方向に移動自在になっている。可動部材７５の幅方向の中央部には、積層部４０が取り付けられている。可動部材７５は、上記のレール構造によって搬送方向に移動可能であり、搬送方向における位置が調節可能になっている。

滑走部３０は、電極５０を下方に滑走させる底板部３１と、底板部３１の傾斜方向（すなわち電極５０の滑走方向）に直交する水平な幅方向における両端縁部に立設され、滑走方向に延在する一対の側板部３２と、を有している。底板部３１は、電極５０を下方に滑走させる滑走面３１ａを有している。底板部３１は、搬送部６０により搬送され、底板部３１の滑走面３１ａに落下した電極５０を下方に滑走させるように、水平方向に対して傾斜している。側板部３２は、底板部３１の滑走面３１ａを滑走する電極５０に当接して、電極５０を幅方向における所定の位置に案内する。

図４〜図６に示すように、一対の側板部３２の上端部と一対の支持部材７１の先端部とが連結されることにより、滑走部３０は、一対の支持部材７１に支持される。なお、図５に示すように、滑走部３０は、側板部３２と支持部材７１との連結部を通って幅方向に延びる軸線Ｌ１を中心に回動可能であってもよい。この構成によれば、水平方向に対する底板部３１の傾斜角度θ１を調節することが可能となる。

また、一対の側板部３２は、一対の側板部３２同士の幅が電極５０の滑走方向に向かって幅狭となるように設けられている。この構成によれば、電極５０が底板部３１の下端部から離れて落下する際の電極５０の幅方向における位置を適切に決定することが可能となる。

図４及び図６に示すように、底板部３１の下端部には、底板部３１の板厚方向に貫通する２つの矩形状の切欠きＳ１，Ｓ２が設けられている。切欠きＳ１，Ｓ２は、底板部３１の下端部のうち切欠きＳ１，Ｓ２が設けられていない下端縁３１ｂよりも上方に形成されている。切欠きＳ１，Ｓ２は、略同じ形状及び大きさをなしており、幅方向に離間して設けられている。切欠きＳ１，Ｓ２は、底板部３１の傾斜方向に延びる中心線に対して、線対称をなしている。ここで、底板部３１の下端部のうち切欠きＳ１，Ｓ２が設けられていない３つの平坦な部分は、底板部３１の下端部から電極５０が落下する直前まで電極５０（具体的には、金属箔本体部１４ａ，１７ａの上端部に相当する部分）を支持し得る部分になっている。幅方向に互いに離間する２つの切欠きＳ１，Ｓ２の間に、中央支持部３１ｄが設けられている。中央支持部３１ｄは、底板部３１の滑走面３１ａに滑らかに連続している。中央支持部３１ｄは、水平面に対して傾斜しており、滑走面３１ａと同じ傾斜方向および傾斜角度を有する。

切欠きＳ１は、幅方向において、セパレータ付き正極（第１の電極）１０の矩形のタブ１４ｂの幅方向における位置（第１の位置）に対応する位置に設けられている。これにより、タブ１４ｂが上流側に位置する状態で底板部３１の滑走面３１ａを滑走するセパレータ付き正極１０が底板部３１の下端部から落下する際には、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂは、切欠きＳ１を通ることになる。従って、セパレータ付き正極１０が底板部３１の下端部から落下する際に、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂが底板部３１の下端部に引っ掛かることを防止することができる。

ここで、切欠きＳ１の幅（幅方向の大きさ）が、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂの幅よりも大きく、切欠きＳ１の高さ（底板部３１の傾斜方向の大きさ）が、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂの高さよりも高い場合には、セパレータ付き正極１０が底板部３１の下端部から落下する際に、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂが底板部３１の下端部に引っ掛かることを確実に防止することができる。ただし、切欠きＳ１の高さは、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂの高さより低くてもよい。このような構成でも、セパレータ付き正極１０が底板部３１の下端部から落下する際において、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂが底板部３１の下端部に引っ掛かった状態が継続する時間を短くすることができる。これにより、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂの変形又は損傷を抑制することができる。

切欠きＳ２は、幅方向において、負極（第２の電極）１２の矩形のタブ１７ｂの幅方向における位置（第２の位置）に対応する位置に設けられている。これにより、タブ１７ｂが上流側に位置する状態で底板部３１の滑走面３１ａを滑走する負極１２が底板部３１の下端部から落下する際には、負極１２のタブ１７ｂは、切欠きＳ２を通ることになる。従って、負極１２が底板部３１の下端部から落下する際に、負極１２のタブ１７ｂが底板部３１の下端部に引っ掛かることを防止することができる。

ここで、切欠きＳ２の幅が、負極１２のタブ１７ｂの幅よりも大きく、切欠きＳ２の高さが、負極１２のタブ１７ｂの高さよりも高い場合には、負極１２が底板部３１の下端部から落下する際に、負極１２のタブ１７ｂが底板部３１の下端部に引っ掛かることを確実に防止することができる。ただし、切欠きＳ２の高さは、負極１２のタブ１７ｂの高さより低くてもよい。このような構成でも、負極１２が底板部３１の下端部から落下する際において、負極１２のタブ１７ｂが底板部３１の下端部に引っ掛かった状態が継続する時間を短くすることができる。これにより、負極１２のタブ１７ｂの変形又は損傷を抑制することができる。

セパレータ付き正極１０及び負極１２のタブ１４ｂ，１７ｂがそれぞれ通過する２つの切欠きＳ１，Ｓ２の間には、底板部３１において切欠きＳ１，Ｓ２が設けられている部分の下端縁３１ｅよりも積層部４０に近接する下端縁３１ｆを有する中央支持部３１ｄが設けられている。底板部３１は、切欠きＳ１，Ｓ２が設けられていない３つの平坦な部分を有することにより、電極５０が底板部３１の下端部から落下する直前まで電極５０を適切に支持することができる。特に、電極５０の幅方向における中央部分を支持する中央支持部３１ｄにより、電極５０の湾曲を抑えるとともに、積層時のバラツキを抑制することができる。

上記構成により、タブの位置が異なる複数の電極５０（セパレータ付き正極１０及び負極１２）を１つの滑走部３０で下方に滑走させる場合において、各電極５０のタブが滑走部３０の底板部３１の下端部に引っ掛かることを防止することができる。すなわち、切欠きＳ１，Ｓ２は、電極５０のタブの逃しとして機能する。なお、底板部３１の下端部において切欠きＳ１，Ｓ２が形成される縁部３１ｃは、面取りされた形状（例えばＲ形状）とされてもよい。これにより、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂが切欠きＳ１の縁部３１ｃに接触した際のタブ１４ｂの変形又は損傷を軽減することができる。同様に、負極１２のタブ１７ｂが切欠きＳ２の縁部３１ｃに接触した際のタブ１７ｂの変形又は損傷を軽減することができる。

積層部４０は、底板部３１の下方に配置されて、底板部３１の下端部から落下する電極５０を所定の位置に案内して積層する。積層部４０は、底壁部４１と、ストッパ４２と、一対の側壁部４３と、突出壁部４４，４５と、を有している。

底壁部４１は、底板部３１の下端部の下方に配置されて水平方向に対して傾斜している。底壁部４１には、電極５０が載置される。具体的には、底壁部４１には、搬送部６０により交互に搬送されるセパレータ付き正極１０と負極１２とが、滑走部３０を経由して順次落下する。これにより、底壁部４１上には、セパレータ付き正極１０と負極１２とが交互に積層された積層体Ｘが形成される。底壁部４１には、ストッパ４２が底壁部４１の傾斜方向に移動可能となるようにストッパ４２を取り付けるための、底壁部４１の傾斜方向に延在するスリット４１ａが２つ設けられている。

ストッパ４２は、底壁部４１に立設されて底壁部４１の傾斜方向に直交する幅方向に延在し、底壁部４１に載置された電極５０のタブ（タブ１４ｂ又はタブ１７ｂ）が設けられていない側の端部（他方の端部）に接触して電極５０を停止させる。ストッパ４２は、底壁部４１上に積層される電極５０の下端部の位置を揃えるためのガイドとして機能する。本実施形態では、ストッパ４２の幅方向において底壁部４１のスリット４１ａと重なる位置に固定ネジ４２ｂが挿通され、固定ネジ４２ｂが締め付けられることで、ストッパ４２は、底壁部４１に対して固定される。固定ネジ４２ｂの先端は、スリット４１ａを貫通しており、固定ネジ４２ｂの締め付けを緩めることで、固定ネジ４２ｂをスリット４１ａ内において底壁部４１の傾斜方向にスライド移動させることが可能となっている。このような構成により、底壁部４１の傾斜方向におけるストッパ４２の位置は、調節可能となっている。

一対の側壁部４３は、底壁部４１の幅方向における両端縁部のそれぞれに立設され、底壁部４１の傾斜方向に延在すると共に、傾斜方向に直交する方向に離間する板状部材である。図６に示すように、一対の側壁部４３の間隔は、電極５０の幅以上であり、一対の側壁部４３の上端部には、傾斜方向の下方に向かうにつれて電極５０の幅に近づくように間隔が狭くなったテーパ部４３ａが設けられている。各側壁部４３におけるテーパ部４３ａの下端側には、一定の間隔を有する平行部４３ｂが連続して設けられている。このように、一対の側壁部４３の上端部にはテーパ部４３ａが設けられているため、底板部３１の下端部から落下する電極５０は、まずテーパ部４３ａの幅広の部分に受け入れられる。そして、電極５０は、滑走して下方に向かうにつれて、テーパ部４３ａによって案内される。これにより、電極５０の幅方向（底壁部４１の幅方向）の位置を揃えることが可能となる。

上述の通り、積層部４０は、可動部材７５の幅方向における中央部と底壁部４１の下端部とがネジ等の固定具を介して接続されることにより、可動部材７５に支持される。また、可動部材７５の両端は、一対のレール部材７４に接続されることで、前後方向（搬送方向）に移動自在になっている。従って、積層部４０は、可動部材７５を前後方向に移動させることにより、前後方向にスライド移動することができる。なお、図５に示すように、積層部４０は、底壁部４１と可動部材７５との連結部を通って幅方向に延びる軸線Ｌ２を中心に回動可能であってもよい。この構成によれば、水平方向に対する底壁部４１の傾斜角度θ２を調節することが可能となる。

図５に示すように、電極５０の他方の端部に接触するストッパ４２の接触面４２ａから底板部３１の下端部のうち切欠きＳ１，Ｓ２が設けられていない下端縁３１ｂまでの底壁部４１の傾斜方向の距離ｄ１は、電極５０の他方の端部から電極５０のタブ（タブ１４ｂ又はタブ１７ｂ）の先端までの距離ｄ２よりも小さい。この構成では、電極５０が底板部３１の下端部から落下する際にタブ１４ｂ及びタブ１７ｂがそれぞれ切欠きＳ１，Ｓ２を通ることを利用して、滑走部３０と積層部４０とが配置されている。すなわち、ストッパ４２の接触面４２ａから底板部３１の下端部のうち切欠きＳ１，Ｓ２が設けられていない下端縁３１ｂまでの底壁部４１の傾斜方向の距離ｄ１が、電極５０の全長（他方の端部からタブの先端までの距離ｄ２）よりも短くなるように、滑走部３０と積層部４０とが配置されている。これにより、底板部３１の下端部から落下する電極５０の他方の端部が積層部４０の底壁部４１（又は底壁部４１上に載置済みの電極５０）の上面に接触する位置を、なるべくストッパ４２の接触面４２ａに近づけることができる。すなわち、電極５０の他方の端部が積層部４０の底壁部４１（又は底壁部４１上に載置済みの電極５０）の上面に接触してから、ストッパ４２の接触面４２ａまで滑り落ちる距離を短くすることができる。これにより、電極５０を積層部４０に積層する際に電極５０が受ける衝撃を軽減することができ、積層時におけるずれの発生や電極５０の損傷を抑制することができる。また、電極５０が空中に浮く時間が短くなることも、積層時におけるずれの発生の抑制、及び電極５０の安定供給に寄与する。

また、滑走部３０と積層部４０とは、底板部３１の滑走面３１ａを滑走する電極５０が底板部３１の下端部から落下して底壁部４１に着地するまでの間において、電極５０が滑走部３０の側板部３２及び積層部４０の側壁部４３の少なくとも一方に接触するように配置されていてもよい。より具体的には、電極５０が底板部３１の下端部から落下する際に、電極５０が側板部３２に接触している状態から底壁部４１に接触している状態に連続的に移行可能なように、滑走部３０と積層部４０とを近づけて配置してもよい。この場合、電極５０が底板部３１の下端部から落下する際、電極５０の上方側の一部が側板部３２に接触している状態で、底板部３１の下端部から下方に飛び出した電極５０の下方側の一部が側壁部４３（例えば上記したテーパ部４３ａ）に接触することになる。すなわち、電極５０が滑走部３０及び積層部４０のいずれにも接触せずに宙に浮いてしまう状態が発生することを抑制することができる。これにより、電極５０が底板部３１の下端部から落下する際に、電極５０の幅方向の位置がずれてしまうことを適切に防止することができる。その結果、電極５０を積層体Ｘが形成すべき位置に適切に案内することが可能となる。

図４及び図７に示すように、底壁部４１の上端部には、底壁部４１の傾斜方向の上方に突出する２つの突出壁部４４，４５が設けられている。また、上述した切欠きＳ１，Ｓ２はそれぞれ、突出壁部４４，４５に対応する位置に設けられている。言い換えれば、底板部３１の下端部には、突出壁部４４，４５に対応する位置に、底板部３１の板厚方向に貫通する切欠きＳ１，Ｓ２が設けられている。これにより、例えば底壁部４１上に積層された電極５０の積層体Ｘを取り出すために積層部４０をスライド移動させる場合において、底壁部４１に設けられた突出壁部４４，４５は、底板部３１の下端部に設けられた切欠きＳ１，Ｓ２を通ることが可能となる。これにより、底壁部４１に積層される電極５０の位置ずれや損傷等を抑制するために滑走部３０と積層部４０とをなるべく近づけつつ、滑走部３０に干渉することなく、積層部４０をスライド移動させることができる。

一方の突出壁部４４は、底壁部４１の傾斜方向に直交する幅方向において、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂに対応する位置に設けられている。他方の突出壁部４５は、幅方向において、負極１２のタブ１７ｂに対応する位置に設けられている。従って、滑走部３０から落下して底壁部４１に積層される電極５０のタブ（タブ１４ｂ及びタブ１７ｂ）に対応する位置に設けられた突出壁部４４，４５により、電極５０のタブを支持することができる。これにより、電極５０のタブが底壁部４１の上端部から外にはみ出し、重力によって折れ曲がることを防止することができる。

切欠きＳ１，Ｓ２と突出壁部４４，４５との位置関係について説明すると、突出壁部４４，４５は、電極５０の積層方向から見て、切欠きＳ１，Ｓ２に重なるように配置されている。これにより、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂが底板部３１の下端部に設けられた切欠きＳ１を通って底壁部４１に落下する際に、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂは、突出壁部４４が設けられた位置に着地することとなる。また、負極１２のタブ１７ｂが底板部３１の下端部に設けられた切欠きＳ２を通って底壁部４１に落下する際に、負極１２のタブ１７ｂは、突出壁部４５に着地することとなる。これにより、底板部３１の下端部から落下したセパレータ付き正極１０のタブ１４ｂ又は負極１２のタブ１７ｂを、突出壁部４４，４５によって適切に支持することができる。

また、図８に示すように、突出壁部４４，４５は、前方から見て、切欠きＳ１，Ｓ２内に収まるように配置されている。これにより、積層部４０を滑走部３０に対して前後方向にスライド移動させた場合に、底壁部４１の上端部に設けられた突出壁部４４，４５は、底板部３１の下端部に設けられた切欠きＳ１，Ｓ２を通ることができる。従って、例えば、積層部４０に電極５０を積層するための積層位置と積層部４０に積層された電極５０の積層体Ｘを取り出すための取出位置との間での積層部４０の移動を、前後方向の一軸の移動操作により簡易に行うことが可能となる。

以上述べたように、第１実施形態の電極積層装置２０によれば、底板部３１の下端部に底板部３１の板厚方向に貫通する切欠きＳ１，Ｓ２が設けられているため、電極５０が底板部３１の下端部から落下する際に、電極５０のタブ（タブ１４ｂ又はタブ１７ｂ）が切欠きＳ１，Ｓ２を通ることが可能となる。これにより、電極５０の落下時にタブが底板部３１の下端部に引っ掛かることを抑制することができる。よって、タブを有するシート状の電極５０を落下させて積層する場合に、タブの変形又は損傷を抑制することができる。

図８を用いて、第２実施形態の電極積層装置について説明する。図８は、第２実施形態の電極積層装置の全体構成を模式的に示す図である。図８に示すように、第２実施形態の電極積層装置８０は、滑走部３０が、滑走部（第１の滑走部）３０Ａと滑走部（第２の滑走部）３０Ａよりも下方に設けられた滑走部３０Ｂとを有している点で、第１実施形態の電極積層装置２０と主に相違する。

図８に示すように、第２実施形態の電極積層装置８０を含むシステムでは、搬送部６０は、セパレータ付き正極１０を搬送する搬送部６０Ａと負極１２を搬送する搬送部６０Ｂとに分かれている。滑走部３０Ａは、搬送部６０Ａにより搬送されたセパレータ付き正極１０を下方に滑走させるように水平方向に対して傾斜した底板部（第１の底板部）３１Ａを有する。滑走部３０Ｂは、搬送部６０Ｂにより搬送された負極１２を下方に滑走させるように水平方向に対して傾斜した底板部（第２の底板部）３１Ｂを有する。

滑走部３０Ａの底板部３１Ａの下端部には、幅方向においてセパレータ付き正極１０のタブ１４ｂに対応する位置に、底板部３１Ａの板厚方向に貫通する切欠き（第１の切欠き）Ｓ１が設けられている。滑走部３０Ｂの底板部３１Ｂの下端部には、幅方向においてセパレータ付き正極１０のタブ１４ｂ及び負極１２のタブ１７ｂに対応する位置に、底板部３１Ｂの板厚方向に貫通する切欠き（第２の切欠き）Ｓ１，Ｓ２が設けられている。

第２実施形態の電極積層装置８０では、一方の端部が上方に位置する状態で底板部３１Ａを滑走するセパレータ付き正極１０が底板部３１Ａの下端部から落下する際には、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂは、底板部３１Ａの下端部に設けられた切欠きＳ１を通ることになる。また、一方の端部が上方に位置する状態で底板部３１Ｂを滑走する負極１２が底板部３１Ｂの下端部から落下する際には、負極１２のタブ１７ｂは、底板部３１Ｂに設けられた切欠きＳ２を通ることになる。また、底板部３１Ｂには、セパレータ付き正極１０のタブ１４ｂに対応する切欠きＳ１も設けられているため、底板部３１Ｂよりも上方に設けられた底板部３１Ａの下端部から落下したセパレータ付き正極１０のタブ１４ｂは、底板部３１Ｂに設けられた切欠きＳ１を通ることができる。これにより、タブの位置が異なる複数の電極５０のそれぞれを、上下複数段の滑走部３０Ａ，３０Ｂで下方に滑走させる場合において、各電極５０のタブが各滑走部３０Ａ，３０Ｂの底板部３１Ａ，３１Ｂの下端部に引っ掛かることを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、積層部４０の底壁部４１の先端には、必ずしも突出壁部４４，４５を設ける必要はない。また、滑走部の底板部に設けられる切欠きの位置及び形状は、上記実施形態において示した切欠きＳ１，Ｓ２の位置及び形状に限られない。同様に、積層部の突出壁部の位置及び形状は、上記実施形態において示した突出壁部４４，４５の位置及び形状に限られない。

図９に切欠き及び突出壁部の変形例を示す。図９の（ａ）の例では、切欠きＳ３は、底板部３１の下端部の幅方向における中央部が大きくくり抜かれることで形成される凹形状となっている。１つの切欠きＳ３に対応して、底壁部４１の上端部の幅方向における中央部において、１つの突出壁部４６が形成されている。このような構成によれば、切欠きＳ３及び突出壁部４６をそれぞれ１つだけ設ければよいため、底板部３１に切欠きＳ３を設ける加工及び底壁部４１に突出壁部４６を設ける加工を容易に行うことが可能となる。

図９の（ｂ）の例では、切欠きＳ４，Ｓ５は、底板部３１の下端部の幅方向における両端縁部のそれぞれに形成されている。これにより、底板部３１の下端部の形状は、凸形状となっている。切欠きＳ４，Ｓ５に対応して、底壁部４１の上端部の幅方向における両端部のそれぞれにおいて、突出壁部４７，４８が形成されている。このような切欠きＳ４，Ｓ５及び突出壁部４７，４８を設けることにより、積層部４０に積層する電極５０のタブの位置が幅方向における両端のそれぞれに位置する場合にも適切に対応することができる。

また、上記実施形態では、積層対象の電極５０として、セパレータ付き正極１０と負極１２との２種類が存在する場合を例示したが、積層対象の電極５０の種類はこれに限られない。例えば、積層工程において正極１１と負極１２との間にセパレータを挟み込むようにしてもよい。この場合、正極１１、セパレータ１３、負極１２、セパレータ１３、正極、・・・といった順序で正極１１、負極１２及びセパレータ１３を積層すればよい。

また、積層部４０が幅方向に延びる軸線Ｌ２を中心にして回動する構成を採用する場合、回動の際に、底壁部４１に設けられた突出壁部が底板部３１の切欠きを通る位置関係となるように、滑走部３０と積層部４０とを設けてもよい。これにより、積層部４０が前後方向にスライド移動する構成を採用する場合と同様に、底壁部４１に積層される電極５０の位置ずれや損傷等を抑制するために滑走部３０と積層部４０とをなるべく近づけつつ、滑走部３０に干渉することなく、積層部４０を移動（回動）させることができる。

１…蓄電装置、３…電極組立体、１０…セパレータ付き正極（第１の電極）、１１…正極、１２…負極（第２の電極）、１３…セパレータ、１４…金属箔、１４ｂ…タブ、１７…金属箔、１７ｂ…タブ、２０，８０…電極積層装置、３０，３０Ａ，３０Ｂ…滑走部、３１，３１Ａ，３１Ｂ…底板部、３１ａ…滑走面、３１ｂ，３１ｅ…下端縁、３１ｄ…中央支持部、３２…側板部、４０…積層部、４１…底壁部、４１ａ…スリット、４２…ストッパ、４２ａ…接触面、４３…側壁部、４３ａ…テーパ部、４３ｂ…平行部、４４，４５，４６，４７，４８…突出壁部、５０…電極、６０…搬送部、Ｓ１〜Ｓ５…切欠き。

Claims (7)

1. シート状の電極を複数積層する電極積層装置であって、
   前記電極を下方に滑走させるように、水平方向に対して傾斜した底板部を有する滑走部と、
   前記底板部の下端部の下方に配置されて、前記下端部から落下する前記電極を所定の位置に案内して積層する積層部と、を備え、
   前記底板部の下端部には、前記底板部の板厚方向に貫通する切欠きが設けられている、
   電極積層装置。
2. 前記底板部の下端部には、互いに離間する２つの切欠きが設けられ、前記２つの切欠きの間に、前記底板部の滑走面に連続する支持部が設けられている、
   請求項１に記載の電極積層装置。
3. 前記電極の一方の端部には突出部が設けられており、
   前記切欠きは、前記底板部の傾斜方向に直交する幅方向において、前記突出部に対応する位置に設けられている、
   請求項１又は２に記載の電極積層装置。
4. 前記積層部は、
   前記底板部の下端部の下方に配置されて水平方向に対して傾斜し、前記電極が載置される底壁部と、
   前記底壁部に立設されて前記底壁部の傾斜方向に直交する方向に延在し、前記底壁部に載置された前記電極の他方の端部に接触して前記電極を停止させるストッパと、を有し、
   前記電極の他方の端部に接触する前記ストッパの接触面から前記底板部の下端部のうち前記切欠きが設けられていない下端縁までの距離は、前記電極の他方の端部から前記電極の突出部の先端までの距離よりも小さい、
   請求項３に記載の電極積層装置。
5. 前記積層部は、
   前記底板部の下端部の下方に配置されて水平方向に対して傾斜し、前記電極が載置される底壁部と、
   前記底壁部に立設されて前記底壁部の傾斜方向に延在すると共に、前記傾斜方向に直交する方向に離間する一対の側壁部と、を有し、
   前記一対の側壁部の間隔は前記電極の幅以上であり、
   前記一対の側壁部の上端部には、前記傾斜方向の下方に向かうにつれて前記電極の幅に近づくように間隔が狭くなったテーパ部が設けられている、
   請求項３に記載の電極積層装置。
6. 前記電極は、
   前記突出部が前記幅方向における第１の位置に設けられた第１の電極と、
   前記突出部が前記幅方向における前記第１の位置とは異なる第２の位置に設けられた第２の電極と、を有しており、
   前記切欠きは、前記第１の位置及び前記第２の位置に対応する位置に設けられている、
   請求項３〜５のいずれか一項に記載の電極積層装置。
7. 前記電極は、
   第１の突出部が前記幅方向における第１の位置に設けられた第１の電極と、
   第２の突出部が前記幅方向における前記第１の位置とは異なる第２の位置に設けられた第２の電極と、を有しており、
   前記滑走部は、前記第１の電極を下方に滑走させるように水平方向に対して傾斜した第１の底板部を有する第１の滑走部と、
   前記第１の滑走部よりも下方に設けられ、前記第２の電極を下方に滑走させるように水平方向に対して傾斜した第２の底板部を有する第２の滑走部と、を有し、
   前記第１の底板部の下端部には、前記幅方向において前記第１の突出部に対応する位置に、前記第１の底板部の板厚方向に貫通する第１の切欠きが設けられており、
   前記第２の底板部の下端部には、前記幅方向において前記第１の突出部及び前記第２の突出部に対応する位置に、前記第２の底板部の板厚方向に貫通する第２の切欠きが設けられている、
   請求項３に記載の電極積層装置。

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