JP2017162546A - 組電池の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な生産性を有しかつ設備コストを抑制し得る組電池の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】第１の扁平型電池に積層される第２の扁平型電池を、積層の前に、正極タブおよび負極タブの突出方向の軸を中心に反転させる反転工程と、第１の扁平型電池の正極タブおよび負極タブと、第２の扁平型電池の正極タブおよび負極タブと、をトリムするトリム工程と、を有する組電池の製造方法である。そして、前記トリム工程において、第１の扁平型電池の正極タブおよび負極タブと、第２の扁平型電池の正極タブおよび負極タブとは、同一形状かつ、反転された第２の扁平型電池を第１の扁平型電池に積層した状態で、積層方向から見てオフセットするようにトリムされる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、組電池の製造方法および製造装置に関する。

積層された扁平型電池を直列あるいは並列に接続して組電池を製造する際、扁平型電池の正極タブおよび負極タブは、例えば、超音波接合装置等の接合装置によって接合される（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−２７７６７３号公報

しかし、接合装置の治具を挿入する作業スペースを確保するため、積層方向に隣接する扁平型電池の正極タブおよび負極タブは、オフセットするように構成されている。そのため、正極タブおよび負極タブの形状が異なる複数種類の扁平型電池を製造する必要があり、正極タブおよび負極タブをトリムするトリム工程に係る設備およびタクトタイムが大きくなり、設備コストの抑制および生産性の向上が困難である問題を有している。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好な生産性を有しかつ設備コストを抑制し得る組電池の製造方法および製造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の本発明の一様相は、同一の辺から突出する正極タブおよび負極タブを有する複数の扁平型電池が積層され、かつ前記複数の扁平型電池が電気的に接続されて構成される組電池の製造方法である。前記組電池の製造方法は、第１の扁平型電池に積層される第２の扁平型電池を、前記積層の前に、前記正極タブおよび前記負極タブの突出方向の軸を中心に反転させる反転工程と、前記第１の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、前記第２の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、をトリムするトリム工程と、を有する。そして、前記トリム工程において、前記第１の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、前記第２の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブとは、同一形状かつ、反転された前記第２の扁平型電池を前記第１の扁平型電池に積層した状態で、積層方向から見てオフセットするようにトリムされる。

上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、同一の辺から突出する正極タブおよび負極タブを有する複数の扁平型電池が積層され、かつ前記複数の扁平型電池が電気的に接続されて構成される組電池の製造装置である。前記組電池の製造装置は、第１の扁平型電池に積層される第２の扁平型電池を、前記積層の前に、前記正極タブおよび前記負極タブの突出方向の軸を中心に反転させる反転手段と、前記第１の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、前記第２の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、をトリムするトリム手段と、を有する。そして、前記トリム手段は、前記第１の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、前記第２の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブとを、同一形状かつ、反転された前記第２の扁平型電池を前記第１の扁平型電池に積層した状態で、積層方向から見てオフセットするようにトリムする。

本発明によれば、正極タブおよび負極タブの形状が同一であっても、異なる種類の扁平型電池として利用することが可能であるため、正極タブおよび負極タブをトリムするトリム工程（トリム手段）に係る設備およびタクトタイムが削減される。したがって、設備コストが削減され、生産性の向上が図られる。つまり、良好な生産性を有しかつ設備コストを抑制し得る組電池の製造方法および製造装置を提供することが可能である。

本発明の実施の形態に係る組電池を説明するための分解斜視図である。 図１に示される第１〜第４電池の電気的な接続構成を説明するための回路図である。 第１〜第４電池が有する発電要素を説明するための分解斜視図である。 第１電池を説明するための平面図である。 第２電池を説明するための平面図である。 第３電池を説明するための平面図である。 第４電池を説明するための平面図である。 第１電池の正極タブおよび負極タブに係るトリムを説明するための概略図である。 第２電池の正極タブおよび負極タブに係るトリムを説明するための概略図である。 本発明の実施の形態に係る組電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図１０に示されるトリム工程および反転工程を説明するための概念図である。 トリム工程に適用される、本発明の実施の形態に係る組電池の製造装置が有するトリム装置を説明するための断面図である。 反転工程に適用される、本発明の実施の形態に係る組電池の製造装置が有する反転装置を説明するための平面図である。 反転装置の側面図である。 反転工程における電池の載置を説明するための側面図である。 図１５に続く、電池の把持を説明するための側面図である。 図１６に続く、把持部の回転を説明するための側面図である。 図１７に続く、電池の搬出を説明するための側面図である。 図１８に続く、次の電池の載置を説明するための側面図である。 変形例を説明するための概念図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の実施の形態に係る組電池を説明するための分解斜視図、図２は、図１に示される第１〜第４電池の電気的な接続構成を説明するための回路図である。

本発明の実施の形態に係る組電池１０は、図１に示されるように、積層された第１〜第４電池２０，３０，４０，５０を有する。第１〜第４電池２０，３０，４０，５０は、例えば、扁平型のリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は、小型かつ高性能（高出力および長寿命）であり、組電池を小型化してスペース効率を向上させたり、高性能化したりすることができるため、好ましい。

第１〜第４電池２０，３０，４０，５０は、正極タブ２２，３２，４２，５２、負極タブ２３，３３，４３，５３および外装体２８，３８，４８，５８を有する。

正極タブ２２，３２，４２，５２および負極タブ２３，３３，４３，５３は、第１〜第４電池２０，３０，４０，５０の内部で発電した電気を外部に取り出すために使用される。第１〜第４電池２０，３０，４０，５０は、例えば、図２に示されるように、２並列２直列に接続されており、正極タブ２２，３２，４２，５２および負極タブ２３，３３，４３，５３は、バスバー等を介して、外部出力正極端子１２および外部出力負極端子１４に、それぞれ電気的に接続されている。

電気的な接続は、例えば、超音波接合によって実施される。なお、符号１６は、電圧検出用端子を示している。また、正極タブ２２，３２，４２，５２は、便宜上、図中黒色で塗り潰している。

正極タブ２２，３２，４２，５２および負極タブ２３，３３，４３，５３を構成する材料は、例えば、鉄、ステンレス鋼、クロム、ニッケル、マンガン、チタン、モリブデン、バナジウム、ニオブ、アルミニウム、銅、銀、金、白金およびカーボンである。電子伝導性、電池作動電位という観点からは、アルミニウムや銅が好ましい。

外装体６０は、例えば、高分子−金属複合ラミネートフィルムからなり、発電要素を挟み込むように被覆し、その周囲をシールすることで密閉している。ラミネートフィルムを構成する高分子は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの熱可塑性樹脂である。ラミネートフィルムを構成する金属は、例えば、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）である。

第１〜第４電池２０，３０，４０，５０は、２並列２直列に接続される形態に限定されない。また、第１〜第４電池２０，３０，４０，５０は、リチウムイオン二次電池に限定されない。さらに、組電池１０は、４種類の電池（第１〜第４電池２０，３０，４０，５０）を利用する形態に限定されない。

次に、外装体２８，３８，４８，５８の内部に密閉されている発電要素を説明する。

図３は、第１〜第４電池が有する発電要素を説明するための分解斜視図である。なお、図中、正極タブおよび負極タブは、第１電池２０の場合を例に挙げている。

発電要素７０は、実際に充放電反応が進行する部位であり、図３に示されるように、負極７２、セパレータ７４、正極７６が積層されて形成される。積層数は、必要な容量等を考慮し、適宜設定される。

負極７２は、薄いシート状の負極集電体の両面に活物質層が形成されてなる。負極集電体は、高導電性部材（集電箔）からなり、タブ部分７３を有する。タブ部分７３は、負極タブ２３と電気的に接触する。活物質層（負極活物質層）は、リチウムを挿入および脱離可能な負極活物質が配置されている領域（含有している領域）であり、タブ部分７３を除いた負極集電体の両面に配置され、負極集電体に電気的に接触している。

正極７６は、薄いシート状の正極集電体の両面に活物質層が形成されてなる。正極集電体は、高導電性部材（集電箔）からなり、タブ部分７７を有する。タブ部分７７は、正極タブ２２と電気的に接触する。活物質層（正極活物質層）は、リチウムを挿入および脱離可能な正極活物質が配置されている領域（含有している領域）であり、タブ部分７７を除いた正極集電体の両面に配置され、正極集電体に電気的に接触している。なお、正極活物質層の配置サイズは、負極７２の負極活物質層の配置サイズよりも一回り小さく設定されている。

負極７２の活物質層に係る負極活物質としては、容量および出力特性の観点から、炭材料料および合金系負極材料を適用することが好ましい。炭材料料は、例えば、グラファイト、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバ、コークス、ソフトカーボン、ハードカーボンである。合金系負極材料は、例えば、ケイ素、酸化ケイ素、二酸化錫、炭化ケイ素、錫であり、リチウムと合金化し得る元素を含むことが好ましい。

正極７６の活物質層に係る正極活物質としては、容量および出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物を適用することが好ましい。リチウム−遷移金属複合酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ_２などのＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ_２などのＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ_２Ｏ_４などのＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ_２である。

活物質層は、バインダや導電助剤等の添加剤をさらに含有する。バインダは、例えば、ポリアミック酸、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、またはこれらの混合物である。導電助剤は、活物質層の導電性を向上さ電池ために配合される添加物であり、例えば、アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、気相成長炭素繊維などの炭材料料である。

負極集電体および正極集電体の材料は、例えば、鉄、ステンレス鋼、クロム、ニッケル、マンガン、チタン、モリブデン、バナジウム、ニオブ、アルミニウム、銅、銀、金、白金およびカーボンである。電子伝導性、電池作動電位という観点からは、アルミニウムや銅が好ましい。

セパレータ７４は、電解液を含有する微多孔性シート（膜）からなる電解質層を構成する。セパレータ７４のサイズは、正極７６の活物質層の配置サイズより大きく設定されている。

セパレータの材料として、ＰＰなどの他のポリオレフィン、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、不織布を、利用することが可能である。不織布は、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルである。

セパレータ７４は、電解質が浸透することによって、イオンの透過性および電気伝導性を呈することとなる。セパレータ７４が含有する電解液は、例えば、液体電解質、ポリマー電解質である。

液体電解質は、可塑剤である有機溶媒に支持塩であるリチウム塩が溶解した形態を有する。可塑剤として適用される有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの鎖状カーボネート類である。支持塩は、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＴａＦ_６、ＬｉＡｌＣｌ_４、Ｌｉ_２Ｂ_１０Ｃｌ_１０等の無機酸陰イオン塩や、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ等の有機酸陰イオン塩である。

ポリマー電解質は、電解液を含むゲル電解質と電解液を含まない真性ポリマー電解質に分類される。ゲル電解質は、イオン伝導性ポリマーからなるマトリックスポリマーに、液体電解質が注入されてなる構成を有する。イオン伝導性ポリマーは、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、およびこれらの共重合体である。真性ポリマー電解質は、上記のマトリックスポリマーに支持塩（リチウム塩）が溶解してなる構成を有し、可塑剤である有機溶媒を含まない。

次に、第１〜第４電池を詳述する。

図４、図５、図６および図７は、第１電池、第２電池、第３電池および第４電池を説明するための平面図、図８は、第１電池の正極タブおよび負極タブに係るトリムを説明するための概略図、図９は、第２電池の正極タブおよび負極タブに係るトリムを説明するための概略図である。

第１〜第４電池２０，３０，４０，５０は、図４〜７に示されるように、正極タブ２２，３２，４２，５２および負極タブ２３，３３，４３，５３の形状を除き、同一である。正極タブ２２，３２，４２，５２および負極タブ２３，３３，４３，５３は、同一の辺から突出しており、また、積層した状態で、積層方向Ｓ（図１参照）から見てオフセットしている。オフセットは、作業スペースを確保するために、設定されている。作業スペースは、例えば、超音波接合装置の治具を挿入し、正極タブ２２，３２，４２，５２および負極タブ２３，３３，４３，５３をバスバー等に電気的に接続するために利用される。

正極タブ２２，３２および負極タブ２３，３３の形状は、図８および図９に示されるように、トリムすることによって形成されており、トリム前の第１電池２０および第２電池３０は、同一形状である。なお、トリム前の第１電池２０および第２電池３０は、以下において、素材電池８０で参照し、素材電池８０の正極タブおよび負極タブは、符号８２，８３で示す。

第３電池４０は、正極タブ２２および負極タブ２３の突出方向の軸Ａ（図４参照）を中心に反転させた状態の第１電池２０と同一形状である。第４電池５０は、正極タブ２２および負極タブ２３の突出方向の軸Ａ（図５参照）を中心に反転させた状態の第２電池３０と同一形状である。つまり、第３電池４０および第４電池５０は、反転した第１電池２０および第２電池３０から構成されている。

次に、本発明の実施の形態に係る組電池の製造方法および製造装置を、順次説明する。

図１０は、本発明の実施の形態に係る組電池の製造方法を説明するためのフローチャート、図１１は、図１０に示されるトリム工程および反転工程を説明するための概念図である。

本実施の形態に係る組電池の製造方法は、図１０に示されるように、トリム工程、反転工程、積層工程および接合工程を有し、第１〜第４電池２０，３０，４０，５０を有する組電池１０を製造するために適用される。

トリム工程においては、素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３がトリムされる（図８および図９参照）。例えば、図１１に示されるように、４個の素材電池８０が授受され、第１電池２０および第２電池３０がそれぞれ２個製造される。トリム工程に適用されるトリム装置は、後述する。

反転工程においては、第１電池２０の一方が、正極タブ２２および負極タブ２３の突出方向の軸Ａ（図４参照）を中心に反転させられ、また、第２電池３０の一方が、正極タブ３２および負極タブ３３の突出方向の軸Ａ（図５参照）を中心に反転させられる。

これにより、第１電池２０の一方は、第３電池４０となり、第２電池３０の一方は、第４電池５０となる。つまり、反転工程において、第１の扁平型電池である第１電池２０および第２電池３０を反転させることにより、第２の扁平型電池（異なる種類の扁平型電池）である第３電池４０および第４電池５０が製造される。したがって、トリム形態は２種類であるけれど、反転工程の存在により、４種類の扁平型電池が得られる。反転工程に適用される反転装置は、後述する。なお、第１電池２０の他方および第２電池３０の他方は、反転工程をスキップする（経由しない）。

積層工程においては、第１〜第４電池２０，３０，４０，５０が順次積層される（図１参照）。つまり、第１の扁平型電池である第１電池２０および第２電池３０に、第２の扁平型電池である第３電池４０および第４電池５０が積層される。

接合工程においては、正極タブ２２，３２，４２，５２および負極タブ２３，３３，４３，５３は、例えば、超音波接合装置によって、バスバー等を介して外部出力正極端子１２および外部出力負極端子１４にそれぞれ電気的に接続される（図２参照）。

なお、トリム工程における素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３のトリムは、第１〜第４電池２０，３０，４０，５０を積層した状態で、正極タブ２２，３２，４２，５２および負極タブ２３，３３，４３，５３が、積層方向Ｓ（図１参照）から見てオフセットするように、設定されている。したがって、接合工程においては、オフセットに基づいた作業スペースが確保されているため、超音波接合装置の治具を挿入することが可能である。

本製造方法においては、上記のように、正極タブおよび負極タブの形状が同一であっても、異なる種類の扁平型電池として利用することが可能であるため、正極タブおよび負極タブをトリムするトリム工程に係る設備およびタクトタイムが削減される。したがって、設備コストが削減され、生産性の向上が図られる。つまり、良好な生産性を有しかつ設備コストを抑制し得る組電池の製造方法を提供することが可能である。

また、反転工程は、トリム工程の後に実行されるため、トリム工程における段取り替え（段取り作業）を最小限とすることが可能である。

次に、本発明の実施の形態に係る組電池の製造装置を説明する。

図１２は、トリム工程に適用される、本発明の実施の形態に係る組電池の製造装置が有するトリム装置を説明するための断面図、図１３および図１４は、反転工程に適用される、本発明の実施の形態に係る組電池の製造装置が有する反転装置を説明するための平面図および側面図である。

本実施の形態に係る組電池の製造装置は、図１２に示されるトリム装置１００および図１３および図１４に示される反転装置１３０を有する。

トリム装置１００は、電池の正極タブおよび負極タブをトリムするトリム手段であり、トリム工程に適用される。反転装置１３０は、積層の前に、正極タブおよび負極タブの突出方向の軸を中心に、電池を反転させる反転手段であり、反転工程に適用される。なお、トリム装置１００は、反転されていない電池と反転された電池を積層した状態で、積層方向から見てオフセットするようにトリムする。

したがって、正極タブおよび負極タブの形状が同一であっても、異なる種類の電池として利用することが可能であるため、トリム装置１００に係る設備およびタクトタイムが削減され、これにより、設備コストが削減され、生産性の向上が図られる。つまり、良好な生産性を有しかつ設備コストを抑制し得る組電池の製造装置を提供することが可能である。

次に、トリム装置１００を詳述する。なお、第１電池２０用のトリム装置および第２電池３０用のトリム装置は、略一致する構成を有し、重複を避けるため、以下において、第１電池２０をトリムする場合を例に挙げる。

トリム装置１００は、下部押え型１１０、固定盤１１２、上部押え型１２０、切断刃１２２および駆動手段１２４，１２６を有する（図１２参照）。

下部押え型１１０は、素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３が載置される載置面１１１を有する。固定盤１１２は、下部押え型１１０の下方に配置され、下部押え型１１０を支持している。

上部押え型１２０は、素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３を、下部押え型１１０の載置面１１１に対して押圧するための押圧面１２１を有する。下部押え型１１０の載置面１１１および上部押え型１２０の押圧面１２１は、同一形状であり、製造される第１電池２０の正極タブ２２および負極タブ２３の形状に対応している。なお、下部押え型１１０の載置面１１１および上部押え型１２０の押圧面１２１が，第２電池３０の正極タブ３２および負極タブ３３の形状に対応している場合、第２電池３０が製造される。

切断刃１２２は、上部押え型１２０の押圧面１２１の外縁を取り囲むように配置されており、上部押え型１２０の押圧面１２１および下部押え型１１０の載置面１１１から食み出ている素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３の部分を切断自在に構成されている。

駆動手段１２４は、上部押え型１２０を駆動するために設けられており、上部押え型１２０を下部押え型１１０に対して近接および下部押え型１１０から離間させることが可能である。駆動手段１２６は、切断刃１２２を駆動するために設けられており、切断刃１２２を、下部押え型１１０に対して近接および下部押え型１１０から離間させることが可能である。

次に、トリム装置１００が適用されるトリム工程を詳述する。

まず、素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３が、下部押え型１１０の載置面１１１に配置される。

そして、駆動手段１２４が稼働されることにより、上部押え型１２０が下部押え型１１０に対して近接し、上部押え型１２０の押圧面１２１が、下部押え型１１０の載置面１１１に配置される素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３に当接する。これにより、素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３は、上部押え型１２０の押圧面１２１と下部押え型１１０の載置面１１１との間に挟まれて固定される。

その後、駆動手段１２６が稼働されることにより、切断刃１２２が下部押え型１１０に対して近接し、上部押え型１２０の押圧面１２１および下部押え型１１０の載置面１１１から食み出ている素材電池８０の正極タブ８２および負極タブ８３の部分を切断する。

これにより、下部押え型１１０の載置面１１１および上部押え型１２０の押圧面１２１の形状に対応している正極タブおよび負極タブを有する電池が製造される。つまり、下部押え型１１０の載置面１１１および上部押え型１２０の押圧面１２１の形状が、正極タブ２２および負極タブ２３の形状と一致している場合、第１電池２０が製造され、正極タブ３２および負極タブ３３の形状と一致している場合、第２電池３０が製造される。

トリム装置１００は、上記構成に限定されない。例えば、上部押え型１２０を固定式とし、下部押え型１１０を可動式としたり、上部押え型１２０および下部押え型１１０の両方を可動式としたり、することも可能である。また、切断刃１２２を下部押え型１１０側に配置することも可能である。さらに、駆動手段１２４，１２６を一体化することも可能である。

次に、反転装置１３０を詳述する。なお、第１電池２０用の反転装置および第２電池３０用の反転装置は、略一致する構成を有し、重複を避けるため、以下において、第１電池２０を反転させる場合を例に挙げる。

反転装置１３０は、回転駆動部１３２および把持部１４０を有する（図１３および図１４参照）。回転駆動部１３２は、回転軸１３４を有する。回転軸１３４は、把持部１４０に連結されており、把持部１４０を回転自在である。

把持部１４０は、把持部本体１４２および一対の把持手段１４６を有する。把持部本体１４２は、回転軸１３４が連結されている。一対の把持手段１４６は、把持部本体１４２に取付けられている。

把持手段１４６の各々は、受け部１５０、第１把持爪１５６および第２把持爪１５８を有する。受け部１５０は、第１電池２０が載置される第１載置面１５２と、次の第１電池２０が載置される第２載置面１５４を有する。第２載置面１５４は、第１載置面１５２の逆側に位置する。

第１把持爪１５６は、第１載置面１５２側に配置され、かつ、基端部１５７が把持部本体１４２に軸支されており、旋回自在である。したがって、第１把持爪１５６は、第１載置面１５２に向かって近接可能かつ第１載置面１５２から離間可能であり、第１載置面１５２に載置される第１電池２０を、第１載置面１５２に対して押圧することで、第１電池２０を固定することが可能である。つまり、第１把持爪１５６は、第１載置面１５２に載置される第１電池２０を固定自在の第１固定部材である。

第２把持爪１５８は、第２載置面１５４側に配置され、かつ、基端部１５９が把持部本体１４２に軸支されており、旋回自在である。したがって、第２把持爪１５８は、第２載置面１５４に向かって近接可能かつ第２載置面１５４から離間可能である。そのため、把持部１４０を回転させ、受け部１５０を反転させた場合、第２載置面１５４に第１電池２０を載置し、第２把持爪１５８によって第２載置面１５４に対して押圧することで、第１電池２０を固定することが可能である。つまり、第２把持爪１５８は、第２載置面１５４に載置される次の第１電池２０を固定自在の第２固定部材である。

反転装置１３０は、上記のように、次の扁平型電池を授受するため、反転させた受け部１５０（把持部１４０）を、元の状態（反転する前の状態）に復帰させる必要がないため、サイクルタイムを短縮することが可能である。

なお、把持部１４０は、必要に応じ、単一の把持手段１４６のみを有したり、３基以上の把持手段１４６を有したりすることも可能である。また、第１電池２０の固定は、上記構成を利用する形態に限定されない。

次に、反転装置１３０が適用される反転工程を詳述する。

図１５、図１６、図１７、図１８および図１９は、電池の載置、電池の把持、把持部の回転、電池の搬出、および次の電池の載置を説明するための側面図である。

まず、トリム工程において製造された第１電池２０が、図１５に示されるように、搬送装置１６０のアーム１６２によって下方から支持されながら搬入され、反転装置１３０に受け渡されて、受け部１５０の第１載置面１５２に載置される。この際、第１載置面１５２側に配置される第１把持爪１５６は、基端部１５７を中心として第１載置面１５２から離間する方向に旋回しており、第１電池２０の第１載置面１５２への載置に干渉しない。なお、第２載置面１５４側に配置される第２把持爪１５８は、基端部１５９を中心として第２載置面１５４に近接する方向に旋回している。

そして、図１６に示されるように、第１把持爪１５６は、基端部１５７を中心として第１載置面１５２に近接する方向に旋回し、第１電池２０を第１載置面１５２に対して押圧する。これにより、第１電池２０は、第１把持爪１５６と第１載置面１５２との間に挟まれて固定される。

その後、図１７に示されるように、回転駆動部１３２によって、把持部１４０に連結される回転軸１３４が回転させられ、第１電池２０が載置される第１載置面１５２を有する受け部１５０が反転する。これにより、第１電池２０は、正極タブ２２および負極タブ２３の突出方向の軸Ａを中心に反転し、第３電池４０となる。この際、第１電池２０は、第１把持爪１５６によって固定されているため、位置ズレを生じたり、落下したりすることが抑制される。

次に、図１８に示されるように、搬送装置１６０のアーム１６２が第３電池４０（反転した第１電池２０）の下方に配置され、第３電池４０（反転した第１電池２０）がアーム１６２によって支持されると、第１把持爪１５６は、基端部１５７を中心として第１載置面１５２から離間する方向に旋回する。これにより、第１把持爪１５６による第３電池４０（反転した第１電池２０）の固定が解消され、第３電池４０（反転した第１電池２０）は、搬送装置１６０のアーム１６２によって下方から支持されながら、積層工程に向かって搬出される。

その後、受け部１５０の反転を維持した状態で、第２把持爪１５８が、次の第１電池２０の第２載置面１５４への載置に干渉しないように、基端部１５９を中心として第２載置面１５４から離間する方向に旋回すると、図１９に示されるように、次の第１電池２０が、搬送装置１６０のアーム１６２によって下方から支持されながら搬入され、反転装置１３０に受け渡されて、受け部１５０の第２載置面１５４に載置される。なお、第１把持爪１５６は、基端部１５７を中心として第１載置面１５２に近接する方向に旋回する。

反転工程においては、上記のように、次の第１電池２０を授受するため、反転させた受け部１５０（把持部１４０）を、元の状態（反転する前の状態）に復帰させる必要がないため、サイクルタイムを短縮することが可能である。

なお、搬送装置１６０は、第１電池２０を下方から支持するアーム１６２を有する形態に限定されず、例えば、第１電池２０を上方から吸着して保持する吸引手段を有することも可能である。また、搬送装置１６０を２基用意することにより、第３電池４０（反転した第１電池２０）の搬出および次の第１電池２０の搬入を平行に実施することも可能である。この場合、製造時間が短縮化される。

図２０は、変形例を説明するための概念図である。

反転工程は、図２０に示されるように、必要に応じ、トリム工程の前に実行することも可能である。この場合、４種類の扁平型電池を得るために、トリム形態も４種類となる。

以上のように本実施の形態に係る組電池の製造方法および製造装置によれば、正極タブおよび負極タブの形状が同一であっても、異なる種類の扁平型電池として利用することが可能であるため、正極タブおよび負極タブをトリムするトリム工程（トリム手段）に係る設備およびタクトタイムが削減される。したがって、設備コストが削減され、生産性の向上が図られる。つまり、良好な生産性を有しかつ設備コストを抑制し得る組電池の製造方法および製造装置を提供することが可能である。

反転工程を、トリム工程との後に実行する場合、トリム工程における段取り替え（段取り作業）を最小限とすることが可能である。

反転工程（反転手段）においては、次の扁平型電池を授受するため、反転させた受け部を、元の状態（反転する前の状態）に復帰させる必要がないため、サイクルタイムを短縮することが可能である。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、組電池１０が有する第１〜第４電池２０，３０，４０，５０は、リチウムイオン二次電池から構成される形態に限定されない。

１０ 組電池、
１２ 外部出力正極端子、
１４ 外部出力負極端子、
１６ 電圧検出用端子、
２０，３０，４０，５０ 第１電池、第２電池、第３電池、第４電池
２２，３２，４２，５２ 正極タブ、
２３，３３，４３，５３ 負極タブ、
２８，３８，４８，５８ 外装体、
７０ 発電要素、
７２ 負極、
７３ タブ部分、
７４ セパレータ、
７６ 正極、
７７ タブ部分、
８０ 素材電池、
８２ 正極タブ、
８３ 負極タブ、
１００ トリム装置、
１１０ 下部押え型、
１１１ 載置面、
１１２ 固定盤、
１２０ 上部押え型、
１２１ 押圧面、
１２２ 切断刃、
１２４，１２６ 駆動手段、
１３０ 反転装置、
１３２ 回転駆動部、
１３４ 回転軸、
１４０ 把持部、
１４２ 把持部本体、
１４６ 把持手段、
１５０ 受け部、
１５２ 第１載置面、
１５４ 第２載置面、
１５６ 第１把持爪（第１固定部材）、
１５７ 基端部、
１５８ 第２把持爪（第２固定部材）、
１５９ 基端部、
１６０ 搬送装置、
１６２ アーム、
Ａ 正極タブおよび負極の突出方向の軸、
Ｓ 積層方向。

Claims (5)

1. 同一の辺から突出する正極タブおよび負極タブを有する複数の扁平型電池が積層され、かつ前記複数の扁平型電池が電気的に接続されて構成される組電池の製造方法であって、
   第１の扁平型電池に積層される第２の扁平型電池を、前記積層の前に、前記正極タブおよび前記負極タブの突出方向の軸を中心に反転させる反転工程と、
   前記第１の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、前記第２の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、をトリムするトリム工程と、を有し、
   前記トリム工程において、
   前記第１の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、前記第２の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブとは、同一形状かつ、反転された前記第２の扁平型電池を前記第１の扁平型電池に積層した状態で、積層方向から見てオフセットするようにトリムされることを特徴とする組電池の製造方法。
2. 前記反転工程は、前記トリム工程の後に実行されることを特徴とする請求項１に記載の組電池の製造方法。
3. 前記反転工程においては、
   前記第２の扁平型電池が、組電池の製造装置の第１固定部材によって、前記製造装置の受け部の第１載置面に固定されると、前記製造装置の回転駆動部によって前記受け部が反転し、
   その後、前記受け部の反転を維持した状態で、前記第１固定部材による前記第２の扁平型電池の固定が解除され、かつ、次の第２の扁平型電池が、前記製造装置の第２固定部材によって、前記受け部における前記第１載置面の逆側に位置する第２載置面に固定される
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の組電池の製造方法。
4. 同一の辺から突出する正極タブおよび負極タブを有する複数の扁平型電池が積層され、かつ前記複数の扁平型電池が電気的に接続されて構成される組電池の製造装置であって、
   第１の扁平型電池に積層される第２の扁平型電池を、前記積層の前に、前記正極タブおよび前記負極タブの突出方向の軸を中心に反転させる反転手段と、
   前記第１の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、前記第２の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、をトリムするトリム手段と、を有し、
   前記トリム手段は、
   前記第１の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブと、前記第２の扁平型電池の前記正極タブおよび前記負極タブとを、同一形状かつ、反転された前記第２の扁平型電池を前記第１の扁平型電池に積層した状態で、積層方向から見てオフセットするようにトリムすることを特徴とする組電池の製造装置。
5. 前記反転手段は、
   第１載置面および前記第１載置面の逆側に位置する第２載置面を有する受け部、
   前記受け部を反転させる回転駆動部、
   前記受け部の前記第１載置面に載置される前記第２の扁平型電池を固定自在の第１固定部材、および、
   前記回転駆動部によって反転した前記受け部の前記第２載置面に載置される次の記第２の扁平型電池を固定自在の第２固定部材、
   を有することを特徴とする請求項４に記載の組電池の製造装置。