JP2018006216A - 積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電気の作用によって、積層状態が形成できなくなる不具合を抑制できる積層装置を提供する。
【解決手段】積層装置２０は、自重によって供給されるシート状のセパレータ付き正極１１及び負極９を積層する積層装置であって、セパレータ付き正極及び負極における一方の主面１１ｆ，９ｆを支持した状態でセパレータ付き正極及び負極を搬送する第一搬送部２２及び第二搬送部２３と、第一搬送部及び第二搬送部から供給されるセパレータ付き正極及び負極を積層する積層部２１と、第一搬送部及び第二搬送部と積層部との間に配置され、第一搬送部及び第二搬送部の主面側にイオン含有エアを吹き付けるイオナイザ４０，５０と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、シート状の電極板を積層する積層装置に関する。

従来の積層装置として、シート状の電極を自重を利用して順次落下させる落下移動手段と、当該落下移動手段によって落下させられた電極を順次積層する案内積層手段と、を備える積層装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような積層装置では、当該落下移動手段によって落下させられた電極は、案内積層手段又は案内積層手段に先に投入された電極上を滑走し、案内積層手段の底部にまで滑走することにより積層されていく。

特開２０１２−９１３７２号公報

このような電極板は、例えば、搬送中の摩擦により帯電することがある。帯電された電極板は、静電気の作用により電極板同士が吸着し易くなる。このため、自重を利用して電極板を積層しようとしても、静電気の作用により、先に投入された電極板上を滑走することができず、所望の位置まで落下又は滑走させることできず、所望の積層状態を形成できない場合がある。なお、落下移動手段に代え、コンベヤで搬送した場合にも、コンベヤの乗移り時の摩擦などに起因し、同様に電極板が帯電することがある。電極板をコンベヤで搬送後、案内積層手段（積層部）に供給する場合には、コンベヤによる搬送速度を上げることで、滑走途中の停止は避けられる。しかし、積層時の速度が大きくなることにより、停止時に衝突により作用する衝撃が大きくなり、電極の品質上好ましくない。

そこで、本発明の目的は、静電気の作用によって、所望の積層状態が形成できなくなる不具合を抑制できる積層装置を提供することにある。

本発明の積層装置は、自重によって供給されるシート状の電極を積層する積層装置であって、電極板における一方の主面を支持した状態で電極板を搬送する搬送部と、搬送部から供給される電極板を積層する積層部と、搬送部と積層部との間に配置され、電極板の主面側にイオン含有エアを吹き付ける帯電除去部と、を備える。

この構成の積層装置では、自重によって積層される前の段階で、電極板の主面にイオン含有エアが吹き付けられる。これにより、電極板の除電に必要なイオンが、帯電した電極板に引き寄せられ、電極板上の電荷が中和（除電）される。除電された電極板は、既に積層された電極板に吸着されることなく、当該電極板上を所定の位置にまで滑走する。この結果、静電気の作用によって、所望の積層状態が形成できなくなる不具合を抑制できる。

上記積層装置は、積層部と搬送部との間に配置され、搬送部から搬送されてくる電極板が滑走可能な滑走部を更に備え、帯電除去部は、搬送部と滑走部との間に配置されていてもよい。この構成の積層装置では、上記不具合を抑制できるだけでなく、滑走部を滑走する電極板が帯電されることを抑制できる。

滑走部は、樹脂材料により形成されていてもよい。この構成の積層装置では、滑走する電極板を帯電し易くする樹脂材料により形成された滑走部を滑走する場合であっても、当該滑走部を滑走する電極板が帯電することが抑制される。

搬送部は、電極板のタブの突出方向を搬送方向と直交する幅方向に向けた状態で、電極板を搬送してもよい。この構成の積層装置では、電極板のタブの突出方向を搬送方向と直交する幅方向に向けた状態で搬送されてくる電極板を、所望の状態に積層することができる。

帯電除去部は、搬送部から搬送されてくる電極板のタブに吹付可能に配置されていてもよい。この構成の積層装置では、電極板が積層される際に、タブを上側に反らし、タブが積層装置や既に積層された電極に干渉することが抑制される。

帯電除去部は、タブにイオン含有エアを吹き付けるとき、当該タブの姿勢が吹き付け方向に変化する程度の風量でイオン含有エアを噴き付けてもよい。この構成の積層装置では、新たに投入される電極板のタブと、積層済みの電極板のタブとが互いに干渉し合うことを抑制できる。これにより、より良好な積層状態を形成することができる。

帯電除去部は、電極板の主面にイオン含有エアを吹き付けるとき、当該電極板の姿勢が吹き付け方向に変化しない程度の風量でイオン含有エアを吹き付けてもよい。この構成の積層装置では、新たに投入される電極板の姿勢を乱すことがないので、より良好な積層状態を形成することができる。

上記積層装置は、帯電除去部から吹き付けられるイオン含有エアによる雰囲気を形成可能な空間を形成する隔壁部を更に備え、隔壁部は、積層部において電極板が積層される領域を含んで形成されていてもよい。この構成の積層装置では、電極板が積層される領域に供給されたイオン含有エアの外部への拡散を抑制することができるので、より効果的に電極板を除電することが可能になる。

本発明によれば、静電気の作用によって、所望の積層状態が形成できなくなる不具合を抑制できる。

第一実施形態に係る積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部構成を示す断面図である。 図１のII−II線断面図である。 （ａ）は図２に示されたセパレータ付き正極の平面図であり、（ｂ）は図２に示された負極の平面図である。 第一実施形態に係る積層装置を示す側面図である。 第一実施形態に係る積層装置を示す平面図である。 図４に示される積層装置の側断面図（図５のVI−VI線概略断面図）である。 第二実施形態に係る積層装置を示す側面図である。 図７に示される積層装置を示す平面図である。 変形例１に係る積層装置を示す側面図である。 図９に示される積層装置を示す側断面図（図９のX−X線概略断面図）である。

（第一実施形態）
以下、図面を参照して第一実施形態に係る積層装置２０について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

積層装置２０は、リチウムイオン二次電池などの蓄電装置の生産ラインにて用いられる装置である。蓄電装置の生産ラインは、概略として、正極製造ライン、負極製造ライン、及び、各電極製造ラインにて製造された電極（正極及び負極）を用いてケース等と共に蓄電装置を組立てる組立ラインにより構成される。積層装置２０は、このような組立ライン上に配置され、正極及び負極を積層して、電極組立体の前駆体である積層体を得るための装置である。積層装置２０は、蓄電装置のセパレータ付き正極（電極板）１１及び負極（電極板）９を積層する。

最初に、第一実施形態の積層装置２０を用いて製造される蓄電装置１について説明する。蓄電装置１は、例えば略直方体形状のケース２と、このケース２内に収容された積層型の電極組立体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り形成されている。ケース２の内部には、図示はしないが、例えば非水系（有機溶媒系）の電解液が注液されている。ケース２上には、正極端子４及び負極端子５が互いに離間して配置されている。正極端子４は、絶縁リング６を介してケース２に固定され、負極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定されている。また、図示はしないが、ケース２の内側の側面及び底面と電極組立体３との間には絶縁フィルムが配置されており、絶縁フィルムによってケース２と電極組立体３との間が絶縁されている。図１では便宜上、電極組立体３の下端とケース２の内側の底面との間には僅かな隙間が設けられているが、実際には電極組立体３の下端が絶縁フィルムを介してケース２の内側の底面に接触している。なお、電極組立体３とケース２との間にスペーサを配置することにより、電極組立体３とケース２との間に隙間を形成してもよい。

電極組立体３は、複数の正極８と複数の負極（電極板）９とが袋状のセパレータ１０を介して交互に積層された構造を有している。正極８は、袋状のセパレータ１０に包まれている。袋状のセパレータ１０に包まれた状態の正極８は、セパレータ付き正極（電極板）１１である。従って、電極組立体３は、複数のセパレータ付き正極１１と複数の負極９とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体３の両端に位置する電極は、負極９である。セパレータ付き正極１１及び負極９は、シート状に形成されている。

正極８は、図３（ａ）に示されるように、平面視矩形状の本体部８ａと、この本体部８ａと一体化されたタブ８ｂと、を有している。タブ８ｂは、後述する金属箔１４よりなり、本体部８ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ８ｂは、平面視矩形状のセパレータ１０を突き抜けている。タブ８ｂは、図１に示されるように、導電部材１２を介して正極端子４に接続されている。

正極８は、図２に示されるように、例えばアルミニウム箔からなる金属箔１４と、この金属箔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、本体部８ａに設けられている。なお、図２では、便宜上タブ８ｂを省略している。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た多孔質の層である。正極活物質には、例えば複合酸化物、金属リチウム又は硫黄等が含まれる。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一つとリチウムとが含まれる。

負極９は、図３（ｂ）に示されるように、平面視矩形状の本体部９ａと、この本体部９ａと一体化されたタブ９ｂと、を有している。タブ９ｂは、後述する金属箔１６よりなり、本体部９ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ９ｂは、図１に示されるように、導電部材１３を介して負極端子５に接続されている。

負極９は、図２に示されるように、例えば銅箔からなる金属箔１６と、この金属箔１６の両面に形成された負極活物質層１７と、を有している。負極活物質層１７は、本体部９ａに設けられている。なお、図２では、便宜上タブ９ｂを省略している。負極活物質層１７は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質には、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）等の金属酸化物又はホウ素添加炭素等が含まれる。

セパレータ１０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、或いはポリプロピレン、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により形成されている。

セパレータ付き正極１１は、図３（ａ）に示されるように、底縁１１ｃと、この底縁１１ｃの両端からタブ８ｂ側に向けて平行に延びる２つの側縁１１ｄと、を有している。底縁１１ｃは、セパレータ付き正極１１におけるタブ８ｂとは反対側の縁である。負極９は、図３（ｂ）に示されるように、底縁９ｃと、この底縁９ｃの両端からタブ９ｂ側に向けて平行に延びる２つの側縁９ｄと、を有している。底縁９ｃは、負極９におけるタブ９ｂとは反対側の縁である。

以上のように構成された蓄電装置１を製造する際には、まずセパレータ付き正極１１及び負極９を作製した後、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層し、セパレータ付き正極１１及び負極９を固定することで電極組立体３を得る。そして、正極８のタブ８ｂを導電部材１２を介して正極端子４に接続すると共に、負極９のタブ９ｂを導電部材１３を介して負極端子５に接続した後、電極組立体３をケース２内に収容する。

次に、第一実施形態の積層装置２０について図４〜図６を用いて詳細に説明する。図４〜図６に示されるように、積層装置２０は、セパレータ付き正極１１と負極９とを高速で交互に積層する装置である。積層装置２０は、セパレータ付き正極１１及び負極９を積層する積層部２１と、この積層部２１を挟んで互いに対向するように配置された第一搬送部２２及び第二搬送部２３と、イオナイザ（帯電除去部）４０，５０と、を備えている。

第一搬送部２２は、セパレータ付き正極１１を積層部２１に向けて水平方向に搬送する。第一搬送部２２は、セパレータ付き正極１１が載置される搬送面２２ａを有している。第二搬送部２３は、積層部２１を挟んで第一搬送部２２と対向するように配置され、負極９を積層部２１に向けて水平方向に搬送する。第二搬送部２３は、負極９が載置される搬送面２３ａを有している。搬送面２２ａ，２３ａは、互いに面一となっている。なお、ここでいう水平方向は、完全な水平方向のみならず、水平方向に対して僅かに傾斜した方向も含んでいる。第一搬送部２２及び第二搬送部２３は、ベルトコンベアである。第一搬送部２２及び第二搬送部２３は、駆動プーリ３０及び従動プーリ３１に掛け渡されたベルト３２を有している。駆動プーリ３０は、モータ（図示せず）によって回転駆動される。なお、第一搬送部２２及び第二搬送部２３としては、ベルトコンベアに限られず、ローラコンベア等であってもよい。

積層部２１は、セパレータ付き正極１１及び負極９が積層される積層台２６と、この積層台２６に立設され、セパレータ付き正極１１及び負極９を位置決めする位置決め壁２７と、積層台２６及び位置決め壁２７の上方において互いに対向するように配置された衝突壁部２４及び衝突壁部２５と、を有している。

位置決め壁２７は、セパレータ付き正極１１及び負極９の両側縁に接触してセパレータ付き正極１１及び負極９の両側縁の位置を揃える一対の側壁部２８と、セパレータ付き正極１１及び負極９の底縁に接触してセパレータ付き正極１１及び負極９の底縁の位置を揃える底壁部２９と、を有している。セパレータ付き正極１１の底縁は、セパレータ付き正極１１におけるタブ８ｂとは反対側の縁である。負極９の底縁は、負極９におけるタブ９ｂとは反対側の縁である。なお、側壁部２８及び底壁部２９は、図示の通り連続的に形成されていてもよいし、或いは間欠的に形成されていてもよい。

積層台２６は、底壁部２９が下側に位置するように水平方向に対して所定の角度で傾斜している。セパレータ付き正極１１及び負極９が積層部２１に積層された状態では、セパレータ付き正極１１及び負極９の全体が積層台２６の積層面に載置される。

衝突壁部２４，２５は、位置決め壁２７の各側壁部２８とそれぞれ一体化されている。衝突壁部２４，２５は、各側壁部２８上に配置されている。つまり、衝突壁部２４，２５は、積層台２６の上方に配置されている。衝突壁部２４，２５の上端面は、略水平となるように面取りされていると共に、互いに面一となっている。衝突壁部２４，２５の上端面の高さ位置は、第一搬送部２２の搬送面２２ａ及び第二搬送部２３の搬送面２３ａの搬出側端部の高さ位置よりも僅かに低い。

衝突壁部２４は、第一搬送部２２から積層部２１に向かって第一搬送部２２の延長線上に位置すると共に、積層台２６と第二搬送部２３の搬送面２３ａとの間に配置されている。なお、第一搬送部２２の延長線上とは、第一搬送部２２の搬送面２２ａにより形成される搬送経路を、水平面における平面視上で延長した線上を意味する。衝突壁部２４は、第一搬送部２２により搬送されたセパレータ付き正極１１の側縁を衝突させて、当該セパレータ付き正極１１を積層部２１に落下させる。衝突壁部２５は、衝突壁部２４と対向するように第二搬送部２３から積層部２１に向かって第二搬送部２３の延長線上に位置すると共に、積層台２６と第一搬送部２２の搬送面２２ａとの間に配置されている。なお、第二搬送部２３の延長線上とは、第二搬送部２３の搬送面２３ａにより形成される搬送経路を、水平面における平面視上で延長した線上を意味する。衝突壁部２５は、第二搬送部２３により搬送された負極９の側縁を衝突させて、当該負極９を積層部２１に落下させる。

衝突壁部２４の衝突面（セパレータ付き正極１１の側縁が衝突する内側面）２４ａ及び衝突壁部２５の衝突面（負極９の側縁が衝突する内側面）２５ａは、衝突壁部２４，２５の上端面に向かって衝突壁部２４，２５間の幅を広くするようなテーパ部３３，３４をそれぞれ有している。

積層部２１及び衝突壁部２４，２５は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料で形成されている。衝突壁部２４の衝突面２４ａのテーパ部３３及び衝突壁部２５の衝突面２５ａのテーパ部３４には、セパレータ付き正極１１及び負極９の側縁が衝突したときの衝撃を緩和するための緩衝材（図示せず）がそれぞれ装着されている。緩衝材としては、例えばゴムまたはスポンジ等が用いられる。なお、特に図示はしないが、積層部２１における位置決め壁２７の底壁部２９の内側底面にも、セパレータ付き正極１１及び負極９の底縁が衝突したときの衝撃を緩和するための緩衝材が装着されていてもよい。

イオナイザ４０，５０は、イオンを発生させ、帯電したセパレータ付き正極１１及び負極９をイオンで中和して静電気を除去する装置である。このような装置の例には、放電針に高電圧を印加しイオンを作り出すコロナ放電式イオナイザ、及び、Ｘ線によってイオンを作り出すＸ線式イオナイザ等が含まれる。

イオナイザ４０は、第一搬送部２２と積層部２１との間に配置されている。イオナイザ４０は、上方に向かってイオン含有エアを吹き付けるノズル４０Ａを備える。すなわち、イオナイザ４０は、セパレータ付き正極１１の主面１１ｆ側にイオン含有エアを吹き付け可能に配置されている。イオナイザ４０は、セパレータ付き正極１１の姿勢が吹き付け方向に変化しない程度の風量でイオン含有エアを吹き付ける。また、第一実施形態では、図５に示されるように、イオナイザ４０は、第一搬送部２２から搬送されてくるセパレータ付き正極１１のタブ８ｂにもイオン含有エアを吹き付けるノズル４０Ｂを備える。これらのノズル４０Ａ，４０Ｂは一体でもよい。

イオナイザ５０は、第二搬送部２３と積層部２１との間に配置されている。イオナイザ５０は、上方に向かってイオン含有エアを吹き付けるノズル５０Ａを備える。すなわち、イオナイザ５０は、負極９の主面９ｆ側にイオン含有エアを吹き付け可能に配置されている。イオナイザ５０は、負極９の姿勢が吹き付け方向に変化しない程度の風量でイオン含有エアを吹き付ける。また、第一実施形態では、イオナイザ５０は、第二搬送部２３から搬送されてくる負極９のタブ９ｂにもイオン含有エアを吹き付けるノズル５０Ｂを備える。これらのノズル５０Ａ，５０Ｂは一体でもよい。

以上のような積層装置２０を使用して、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層する場合の動作について説明する。第一実施形態の積層装置２０では、第一搬送部２２及び第二搬送部２３を駆動させた状態で、セパレータ付き正極１１を第一搬送部２２の搬送面２２ａに所定のインターバルで順次載置すると共に、負極９を第二搬送部２３の搬送面２３ａに所定のインターバルで順次載置する。

このとき、セパレータ１０の長手方向がセパレータ付き正極１１の搬送方向と一致すると共に、タブ８ｂが積層部２１に対して奥側に突出し且つ第一搬送部２２の上流側に位置するように、セパレータ付き正極１１を第一搬送部２２に載置する（図５参照）。また、本体部９ａの長手方向が負極９の搬送方向と一致すると共に、タブ９ｂが積層部２１に対して奥側に突出し且つ第二搬送部２３の上流側に位置するように、負極９を第二搬送部２３に載置する（図５参照）。

すると、第一搬送部２２によりセパレータ付き正極１１が積層部２１に向けて所定のインターバルで順次搬送されると共に、第二搬送部２３により負極９が積層部２１に向けて所定のインターバルで順次搬送される。

セパレータ付き正極１１が第一搬送部２２から搬出される際、セパレータ付き正極１１の本体部８ａは、イオナイザ４０からイオン含有エアが吹き付けられる。第一実施形態においては、セパレータ付き正極１１のタブ８ｂにもイオン含有エアが吹き付けられる。イオン含有エアには、セパレータ付き正極１１の除電に必要なイオンが含まれており、セパレータ付き正極１１上の電荷が中和（除電）される。また、薄い金属箔１４のみよりなるタブ８ｂは、イオン含有エアが吹付けられることにより、上方に反る。

同様に、負極９が第二搬送部２３から搬出される際、負極９の本体部９ａは、イオナイザ５０からイオン含有エアが吹き付けられる。第一実施形態においては、負極９のタブ９ｂにもイオン含有エアが吹き付けられる。イオン含有エアには、負極９の除電に必要なイオンが含まれており、負極９上の電荷が中和（除電）される。また、薄い金属箔１６のみよりなるタブ８ｂは、イオン含有エアが吹付けられることにより、上方に反る。

そして、第一搬送部２２によって搬送されたセパレータ付き正極１１は、積層部２１の真上を通過し、重力により若干落ちた状態で衝突壁部２４のテーパ部３３に衝突して積層部２１に向けて落下し、積層部２１に積層される。このとき、セパレータ付き正極１１の両側縁が位置決め壁２７の各側壁部２８に接触して位置決めされると共に、先に積層部２１に積層された負極９上を滑走する（積層部２１に最初に投入される場合には、積層台２６上を滑走する。）。そして、セパレータ付き正極１１の底縁が位置決め壁２７の底壁部２９に突き当たって位置決めされる。

また、第二搬送部２３によって搬送された負極９は、積層部２１の真上を通過し、重力により若干落ちた状態で衝突壁部２５のテーパ部３４に衝突して積層部２１に向けて落下し、積層部２１に積層される。このとき、負極９の両側縁が位置決め壁２７の各側壁部２８に接触して位置決めされると共に、先に積層部２１に積層されたセパレータ付き正極１１上を滑走する（積層部２１に最初に投入される場合には、積層台２６上を滑走する。）。そして、負極９の底縁が位置決め壁２７の底壁部２９に突き当たって位置決めされる。これにより、セパレータ付き正極１１と負極９とが交互に積層された積層体が得られる。

次に、第一実施形態の積層装置２０の作用効果を説明する。第一実施形態の積層装置２０では、自重によって積層される前の段階で、セパレータ付き正極１１の主面１１ｆ及び負極９の主面９ｆにイオン含有エアが吹き付けられる。これにより、セパレータ付き正極１１及び負極９の除電に必要なイオンが、帯電したセパレータ付き正極１１及び負極９に引き寄せられ、セパレータ付き正極１１及び負極９上の電荷が中和（除電）される。除電されたセパレータ付き正極１１は、既に積層された負極９に吸着されることなく、当該負極９上を滑走する。また、除電された負極９は、既に積層されたセパレータ付き正極１１に吸着されることなく、当該セパレータ付き正極１１上を滑走する。この結果、静電気の作用によって、所望の積層状態が形成できなくなる不具合を抑制できる。

上記実施形態の積層装置２０では、タブ８ｂ，９ｂの突出方向を搬送方向と直交する幅方向に向けた状態で搬送されてくるセパレータ付き正極１１及び負極９を、所望の状態に積層することができる。

イオナイザ４０，５０は、図５に示されるように、第一搬送部２２及び第二搬送部２３から搬送されてくるセパレータ付き正極１１及び負極９のタブ８ｂ，９ｂに吹付可能に配置されている。これにより、積層部２１にセパレータ付き正極１１及び負極９を積層する際に、タブ８ｂ，９ｂを上側に反らし、タブ８ｂ，９ｂが積層部２１や既に積層されたセパレータ付き正極１１又は負極９に干渉することが抑制される。

イオナイザ４０，５０は、セパレータ付き正極１１及び負極９の主面１１ｆ，９ｆにイオン含有エアを吹き付けるとき、当該セパレータ付き正極１１及び負極９の姿勢が吹き付け方向に変化しない程度の風量でイオン含有エアを吹き付ける。これにより、新たに投入されるセパレータ付き正極１１及び負極９の姿勢を乱すことがないので、より良好な積層状態を形成することができる。

（第二実施形態）
図７及び図８を参照して、第二実施形態の積層装置１０１について説明する。積層装置１０１は、第一実施形態の積層装置２０と同様に、リチウムイオン二次電池などの蓄電装置の生産ラインにて用いられる装置である。なお、セパレータ付き正極１１及び負極９は、第一実施形態と同様の構成のため、ここでは説明を省略する。

積層装置１０１は、搬送部１０２と、滑走部１２０と、積層部１０４と、イオナイザ（帯電除去部）１４０と、を備えている。

搬送部１０２は、異なる二種類の電極であるセパレータ付き正極１１及び負極９を交互に搬送する。搬送部１０２は、例えばベルト１０２ｄを有するベルトコンベアである。搬送部１０２は、ベルト１０２ｄの搬送面１０２ａ上にセパレータ付き正極１１及び負極９を交互に載せ、これらを搬送方向Ｄ１に搬送する。搬送部１０２における搬送方向Ｄ１は、例えば、水平方向である。なお、搬送方向Ｄ１は水平方向に限られず、水平方向に対して傾斜していてもよい。

搬送部１０２は、タブ８ｂ，９ｂが搬送方向Ｄ１の上流側に位置するように、セパレータ付き正極１１及び負極９を搬送する。言い換えれば、搬送部１０２は、タブ８ｂ，９ｂが形成されていない他方の長辺が前側となるように、セパレータ付き正極１１及び負極９を搬送する。なお、搬送部１０２の上流側には、図示しない正極供給部および負極供給部が配置される。正極供給部によって、搬送面１０２ａ上にセパレータ付き正極１１が供給され、載置される。負極供給部によって、搬送面１０２ａ上に負極９が供給され、載置される。なお、搬送部１０２は、セパレータ付き正極１１及び負極９を同様に搬送可能であれば、ローラコンベア等、他の搬送手段であってもよい。

搬送部１０２には、駆動部１０２ｃが設けられている。駆動部１０２ｃは、ローラを回転させることによりベルト１０２ｄを走行させる。駆動部１０２ｃは、制御部としての機能も有しており、ベルト１０２ｄの走行速度を変更・調整可能である。搬送面１０２ａの先端部は、搬送されたセパレータ付き正極１１及び負極９を交互に排出する出口部１０２ｂとされている。搬送部１０２では、搬送速度が高められており、セパレータ付き正極１１及び負極９の高速搬送が可能になっている。出口部１０２ｂから排出されたセパレータ付き正極１１及び負極９は、自重により滑走部１２０に向けて落下することで、滑走部１２０に供給される。

滑走部１２０は、搬送部１０２の出口部１０２ｂから排出されるセパレータ付き正極１１及び負極９を滑走させる。滑走部１２０は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料により形成されている。滑走部１２０は、搬送部１０２の出口部１０２ｂの斜め下方に配置されている。滑走部１２０は、平面視した場合に、滑走部１２０の延長線上に配置されている。言い換えれば、滑走部１２０は、出口部１０２ｂから搬送方向Ｄ１に延びる延長線の下方に配置されている。出口部１０２ｂと滑走部１２０との間には空間が設けられている。

当該空間には、イオナイザ１４０が配置されている。すなわち、イオナイザ１４０は、搬送部１０２と積層部１０４との間であって、搬送部１０２と滑走部１２０との間に配置され、イオナイザ１４０は、イオンを発生させ、帯電したセパレータ付き正極１１及び負極９をイオンで中和して静電気を除去する装置である。このような装置の例には、放電針に高電圧を印加しイオンを作り出すコロナ放電式イオナイザ、及び、Ｘ線によってイオンを作り出すＸ線式イオナイザ等が含まれる。

イオナイザ１４０は、上方に向かってイオン含有エアを吹き付ける。すなわち、イオナイザ１４０は、セパレータ付き正極１１及び負極９の主面１１ｆ，９ｆ側にイオン含有エアを吹き付け可能に配置されている。イオナイザ１４０は、セパレータ付き正極１１の姿勢が吹き付け方向に変化しない程度の風量でイオン含有エアを吹き付ける。第二実施形態では、図８に示されるように、イオナイザ１４０は、搬送部１０２から搬送されてくるセパレータ付き正極１１及び負極９のタブ９ｂ，８ｂにも吹付可能に配置されている。

滑走部１２０は、搬送部１０２と積層部１０４との間に配置されている。滑走部１２０の上端部は搬送部１０２の出口部１０２ｂと対向し、滑走部１２０の下端部は積層部１０４の上端部と対向する。図７に示されるように、滑走部１２０は、水平方向に対して傾斜して設けられた矩形状の底板部１２４を有している。底板部１２４の表面は、セパレータ付き正極１１及び負極９が滑走する滑走面１２４ａである。底板部１２４の傾斜角は、積層部１０４に対して１５°〜２５°である。

滑走部１２０は、底板部１２４の左右の側部に立設された互いに平行な一対の側板部（図示せず）を有している。平行な一対の側板部は、セパレータ付き正極１１及び負極９の幅よりも僅かに大きい間隔を有しており、セパレータ付き正極１１及び負極９を滑走方向に案内する。

積層部１０４は、滑走部１２０で滑走したセパレータ付き正極１１及び負極９を交互に受け取り、積層領域Ａにおいて電極の積層体Ｘを形成する。積層部１０４は、滑走部１２０の斜め下方に配置されている。積層部１０４は、平面視した場合に、滑走部１２０の延長線上に配置されている。滑走部１２０と積層部１０４との間には空間が設けられている。この空間の大きさは、滑走部１２０における搬送速度や積層体Ｘにおける電極の積層枚数等に基づいて設定されている。積層部１０４は、支持部１０９上に取り付けられている。支持部１０９は、積層部１０４を保持する保持枠１０９ａを有しており、この保持枠１０９ａ上に、積層部１０４が載置され、保持されている。

図７に示されるように、積層部１０４は、水平方向に対して傾斜して設けられた矩形状の底板部１０６と、底板部１０６の下端に立設された停止板部１０７と、底板部１０６の左右の側部に立設された互いに平行な一対の側板部１０８，１０８と、を有する。底板部１０６の表面は、積層体Ｘが載置される載置面１０６ａである。

滑走部１２０から排出されて積層部１０４に進入するセパレータ付き正極１１及び負極９の移動方向は、滑走部１２０と積層部１０４との位置関係又は滑走部１２０における移動速度によって変わるが、概ね、載置面１０６ａの傾斜方向よりも、水平面に対する角度が多少大きい方向である。なお、セパレータ付き正極１１及び負極９の移動方向が載置面１０６ａの傾斜方向に略等しくてもよい。

底板部１０６の下端に立設された停止板部１０７は、底板部１０６に直交するように設けられており、載置面１０６ａの傾斜方向又は移動方向に移動するセパレータ付き正極１１及び負極９を停止させる。一対の側板部１０８，１０８は、それぞれ、底板部１０６及び停止板部１０７に直交するように配置されている。これらの底板部１０６と停止板部１０７と側板部１０８，１０８との間には、積層体Ｘが形成される積層領域Ａが設けられている。セパレータ付き正極１１及び負極９は、側板部１０８，１０８に案内され、停止板部１０７に当接した状態で載置面１０６ａ上に積層される。したがって、積層領域Ａは、底板部１０６、停止板部１０７及び側板部１０８，１０８に接する直方体状の領域である。

以上のような積層装置１０１を使用して、セパレータ付き正極１１と負極９を交互に積層する場合の動作について説明する。第二実施形態の積層装置１０１では、搬送部１０２によって、セパレータ付き正極１１及び負極９を順次搬送する。出口部１０２ｂから排出されたセパレータ付き正極１１及び負極９は、出口部１０２ｂと滑走部１２０との間の空間を移動する。

セパレータ付き正極１１及び負極９は、上記空間を移動（搬送）する際、イオナイザ４０からイオン含有エアが吹き付けられる。イオン含有エアには、負極９の除電に必要なイオンが含まれており、セパレータ付き正極１１及び負極９上の電荷が中和（除電）される。第二実施形態においては、セパレータ付き正極１１及び負極９のタブ８ｂ，９ｂにもイオン含有エアが吹き付けられる。

続いて、滑走部１２０の滑走面１２４ａにセパレータ付き正極１１又は負極９が進入する。これにより、水平方向に対して傾斜した滑走面１２４ａに沿ってセパレータ付き正極１１及び負極９が滑走する。セパレータ付き正極１１及び負極９は、滑走面１２４ａに沿って落下するように移動する。

続いて、積層部１０４にてセパレータ付き正極１１及び負極９を積層する。滑走部１２０から積層部１０４へ供給されるセパレータ付き正極１１及び負極９は、すでに積層されたセパレータ付き正極１１及び負極９の積層体Ｘ（未完成状態の積層体）の最上面に重なる位置へ供給されると共に、停止板部１０７に当接し、停止させられる。これによって、セパレータ付き正極１１及び負極９が交互に積層される。これにより、セパレータ付き正極１１と負極９とが交互に積層された積層体が得られる。

次に、第二実施形態の積層装置１０１の作用効果を説明する。第二実施形態の積層装置１０１では、自重によって積層される前の段階で、セパレータ付き正極１１の主面１１ｆ及び負極９の主面９ｆにイオン含有エアが吹き付けられる。これにより、セパレータ付き正極１１及び負極９の除電に必要なイオンが、帯電したセパレータ付き正極１１及び負極９に引き寄せられ、セパレータ付き正極１１及び負極９上の電荷が中和（除電）される。除電されたセパレータ付き正極１１は、既に積層された負極９に吸着されることなく、当該負極９上を滑走する。また、除電された負極９は、既に積層されたセパレータ付き正極１１に吸着されることなく、当該セパレータ付き正極１１上を滑走する。この結果、静電気の作用によって、所望の積層状態が形成できなくなる不具合を抑制できる。

第二実施形態の積層装置１０１は、積層部１０４と搬送部１０２との間に配置され、搬送部１０２から搬送されてくるセパレータ付き正極１１及び負極９が滑走可能な滑走部１２０を更に備え、イオナイザ１４０は、搬送部１０２と滑走部１２０との間に配置されている。この構成の積層装置１０１では、上記不具合を抑制できるだけでなく、滑走部１２０を滑走するセパレータ付き正極１１及び負極９が帯電されることを抑制できる。

第二実施形態の滑走部１２０は、セパレータ付き正極１１及び負極９が滑走する際に帯電し易い樹脂材料により形成されているが、上記のとおりイオナイザ１４０が配置されているので、当該滑走部１２０を滑走するセパレータ付き正極１１及び負極９が帯電することが抑制される。

第二実施形態のイオナイザ１４０は、搬送部１０２から搬送されてくるセパレータ付き正極１１及び負極９のタブ８ｂ，９ｂに吹付可能に配置されている。これにより、積層部１０４にセパレータ付き正極１１及び負極９を積層する際にタブ８ｂ，９ｂが静電気の作用によって吸着されることが抑制される。

第二実施形態のイオナイザ１４０は、セパレータ付き正極１１及び負極９の主面１１ｆ，９ｆにイオン含有エアを吹き付けるとき、当該セパレータ付き正極１１及び負極９の姿勢が吹き付け方向に変化しない程度の風量でイオン含有エアを吹き付ける。これにより、新たに投入されるセパレータ付き正極１１及び負極９の姿勢を乱すことがないので、より良好な積層状態を形成することができる。

以上、第一及び第二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るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

＜変形例１＞
変形例１に係る積層装置２２０について、主に図９及び図１０を用いて説明する。図９及び図１０に示されるように、変形例１に係る積層装置２２０は、上記第一実施形態の構成に加え、イオナイザ４０，５０から吹き付けられるイオン含有エアによる雰囲気を形成可能な空間Ｓを形成する隔壁部７０を更に備えている。当該隔壁部７０は、第一隔壁部７１と、第二隔壁部７３と、を有している。

第一隔壁部７１は、積層部２１においてセパレータ付き正極１１と負極９とが積層される積層領域Ａを囲っている。すなわち、第一隔壁部７１は、積層部２１をボックス状に形成する。第二隔壁部７３は、第一搬送部２２及び第二搬送部２３から積層部２１に向かってセパレータ付き正極１１及び負極９がそれぞれ搬出される搬出領域Ａ１の大半を囲っている。第二隔壁部７３には、搬出領域Ａ１へセパレータ付き正極１１及び負極９を搬入させる開口部７１Ａ，７１Ａが形成されている。このように、隔壁部７０によって形成されるイオン含有エアによる雰囲気を形成可能な空間Ｓは、積層部２１においてセパレータ付き正極１１と負極９とが積層される積層領域Ａと、第一搬送部２２及び第二搬送部２３から積層部２１に向かって搬出される搬出領域Ａ１と、を含んで形成されている。

変形例１に係る積層装置２２０では、セパレータ付き正極１１及び負極９が積層される積層領域Ａに供給されたイオン含有エアの外部への拡散を抑制することができる。これにより、セパレータ付き正極１１及び負極９における一方の主面１１ｆ，９ｆだけでなく、他方の主面１１ｆ，９ｆ側も除電することが可能になる。この結果、セパレータ付き正極１１及び負極９を、より効果的に除電することが可能になる。

また、図示はしないが、第二実施形態においても、変形例１と同様の構成が可能である。すなわち、搬送部１０２から滑走部１２０に向かってセパレータ付き正極１１及び負極９がそれぞれ搬出される領域と、滑走部１２０においてセパレータ付き正極１１及び負極９が滑走する領域と、積層部２１においてセパレータ付き正極１１と負極９が積層される領域と、を含んで形成される隔壁部が形成されてもよい。

＜変形例２＞
上記第二実施形態では、イオナイザ１４０が、搬送部１０２と滑走部１２０との間に配置されている例を挙げて説明したが、この構成に加えて又は代えて、滑走部１２０と搬送部１０２との間に配置されてもよい。この場合であっても、自重によって積層される前の段階で、セパレータ付き正極１１の主面１１ｆ及び負極９の主面９ｆにイオン含有エアが吹き付けることができる。この結果、静電気の作用によって、所望の積層状態が形成できなくなる不具合を抑制できる。

また、イオナイザ１４０が、第二実施形態の構成に代えて、滑走部１２０と搬送部１０２との間に配置された場合、当該イオナイザ１４０から吹き出されるイオン含有エアによる雰囲気を形成可能な空間を形成する隔壁部を設け、当該隔壁部が、積層部１０４においてセパレータ付き正極１１及び負極９が積層される積層領域Ａを含むように形成してもよい。

＜変形例３＞
上記第一実施形態及び第二実施形態では、セパレータ付き正極１１及び負極９のタブ８ｂ，９ｂにイオン含有エアが吹き付けられるようにイオナイザ４０，５０，１４０が配置された例を挙げて説明したが、必ずしもタブ８ｂ，９ｂにイオン含有エアが吹き付けられる必要はない。しかしながら、セパレータ付き正極１１及び負極９の主面１１ｆ，９ｆの一部にイオン含有エアが吹き付けられれば、電極板が積層される際に、タブ８ｂ，９ｂを上側に反らし、タブ８ｂ，９ｂが積層部２１や既に積層されたセパレータ付き正極１１又は負極９に干渉するという不具合を抑制できる。したがって、タブ８ｂ，９ｂにイオン含有エアが吹き付けられると、より良好な積層状態を形成することができる。

イオナイザ４０，５０，１４０が、セパレータ付き正極１１及び負極９のタブ８ｂ，９ｂにイオン含有エアを吹き付ける場合には、当該タブ８ｂ，９ｂのみが吹き付け方向に姿勢が変化する程度の風量でイオン含有エアを吹き付けてもよい。この構成の積層装置では、新たに投入されるセパレータ付き正極１１のタブ８ｂと、積層済みのセパレータ付き正極１１のタブ８ｂとが互いに干渉し合うことと、新たに投入される負極９のタブ９ｂと、積層済みの負極９のタブ９ｂとが互いに干渉し合うことと、を抑制できる。これにより、より良好な積層状態を形成することができる。

また、イオナイザ４０，５０，１４０は、セパレータ付き正極１１及び負極９のタブ８ｂ，９ｂにのみ、イオン含有エアが吹き付けられる構成であってもよい。

＜その他の変形例＞
上記第一実施形態では、積層部２１において、正極８が袋状のセパレータ１０に包まれた状態であるセパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層しているが、これに限られず、積層部２１において、正極と、負極が袋状のセパレータに包まれた状態であるセパレータ付き負極と、を交互に積層してもよい。

さらに、上記実施形態又は変形例では、蓄電装置１がリチウムイオン二次電池である例を挙げて説明したが、本発明は、リチウムイオン二次電池には限られず、例えばニッケル水素電池等の他の二次電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等の蓄電装置における電極の積層にも適用可能である。また、本発明は、電極には限られず、シート状体を順次積層する積層装置であれば、適用可能である。

１…蓄電装置、９…負極（電極板）、９ｂ…タブ、９ｆ…主面、１１…セパレータ付き正極（電極板）、８ｂ…タブ、１１ｆ…主面、２０…積層装置、２１…積層部、２２…第一搬送部、２３…第二搬送部、４０…イオナイザ（帯電除去部）、５０…イオナイザ（帯電除去部）、１０１…積層装置、１０２…搬送部、１０４…積層部、１２０…滑走部、１４０…イオナイザ（帯電除去部）、２２０…積層装置。

Claims (8)

1. 自重によって供給されるシート状の電極板を積層する積層装置であって、
   前記電極板における一方の主面を支持した状態で前記電極板を搬送する搬送部と、
   前記搬送部から供給される前記電極板を積層する積層部と、
   前記搬送部と前記積層部との間に配置され、前記電極板の主面側にイオン含有エアを吹き付ける帯電除去部と、
   を備える、積層装置。
2. 前記積層部と前記搬送部との間に配置され、前記搬送部から搬送されてくる前記電極板が滑走可能な滑走部を更に備え、
   前記帯電除去部は、前記搬送部と前記滑走部との間に配置されている、請求項１記載の積層装置。
3. 前記滑走部は、樹脂材料により形成されている、請求項２記載の積層装置。
4. 前記搬送部は、前記電極板のタブの突出方向を搬送方向と直交する幅方向に向けた状態で、前記電極板を搬送する、請求項１〜３の何れか一項記載の積層装置。
5. 前記帯電除去部は、前記搬送部から搬送されてくる前記電極板のタブに吹付可能に配置されている、請求項１〜４の何れか一項記載の積層装置。
6. 前記帯電除去部は、前記タブに前記イオン含有エアを吹き付けるとき、当該タブの姿勢が吹き付け方向に変化する程度の風量で前記イオン含有エアを噴き付ける、請求項５記載の積層装置。
7. 前記帯電除去部は、前記電極板の主面に前記イオン含有エアを吹き付けるとき、当該電極板の姿勢が吹き付け方向に変化しない程度の風量で前記イオン含有エアを吹き付ける、請求項１〜６の何れか一項記載の積層装置。
8. 前記帯電除去部から吹き付けられる前記イオン含有エアによる雰囲気を形成可能な空間を形成する隔壁部を更に備え、
   前記隔壁部は、前記積層部において前記電極板が積層される領域を含んで形成されている、請求項１〜７の何れか一項記載の積層装置。

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