JP2018022591A - 電極積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の活物質の剥離を抑制することが可能な電極積層装置を提供すること。【解決手段】電極積層装置２０は、循環経路Ｌの第１領域Ｒ１において負極９及びセパレータ付き正極１１を供給する供給部２１及び供給部２２と、負極９及びセパレータ付き正極１１を搬送する搬送部２３と、循環経路Ｌの第２領域Ｒ２において搬送部２３から負極９及びセパレータ付き正極１１を排出する排出部２６と、負極９及びセパレータ付き正極１１が交互に積層される積層部２７と、第２領域Ｒ２に位置する搬送部２３の複数の保持部３３及び積層部２７の上下方向における相対的な位置を保持するように搬送部２３を制御すると共に、第２領域Ｒ２に位置する複数の保持部３３に保持されている負極９及びセパレータ付き正極１１を積層部２７に向けて排出するように排出部２６を制御する制御部２９と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、電極積層装置に関する。

積層型の電極組立体を有する蓄電装置、例えばリチウムイオン二次電池において、電極を積層する方法としては、吸着手段を備えたロボットを用いたＰ＆Ｐ（ピック・アンド・プレース）方式が多用されている。ところで、蓄電装置の製造ラインの生産性を向上させる方法の一つとしては、製造ラインを高速化することが考えられ、積層工程においては積層部における電極の積層速度（枚／分）を上げる必要がある。しかし、上記のロボットを用いて積層部に電極を積層する場合には、例えば吸着手段の負圧制御等を伴うため、電極の積層速度を上げることが難しく、製造ラインの高速化の障害となってしまう。これに対し、高速積層が可能な電極積層装置として、例えば特許文献１，２に記載されている装置が知られている。

特許文献１に記載の電極積層装置は、正極及び負極をそれぞれ供給する２つの供給機構と、これらの供給機構の下方に互いに直交するように配置されて、各供給機構からそれぞれ供給された正極及び負極を、重力を利用して所定の位置に落下移動させる２つの落下移動手段と、これらの落下移動手段の下方に配置されて、各落下移動手段の排出部からそれぞれ排出された正極及び負極を順次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ている。案内積層手段は、積層体が載置される底壁と、この底壁に対して垂直に突設され、落下移動手段の排出部から排出されてきた電極の移動を停止させて位置決めする２つの立壁とを有している。正極及び負極を積層するときは、一方の立壁に対向する向きに正極を供給すると共に、他方の立壁に対向する向きに負極を供給する。案内積層手段に供給された正極及び負極は、底壁または積層済みの正極及び負極の上に落下した後、立壁に衝突して停止する。

特許文献２に記載の装置積層装置は、架台上に配置され、正極、負極及びセパレータをそれぞれ供給する３つの供給部と、各供給部から供給された正極、負極及びセパレータをそれぞれ挟持して搬送する３つのローラ対と、ローラ対の搬送方向の下流側に配置され、各ローラ対から搬送された正極、負極及びセパレータを積層する積層部と、積層部の端部に配置され、各ローラ対から搬送された正極、負極及びセパレータの位置を規制する規制手段とを備えている。

特開２０１２−９１３７２号公報 特開２０１１−２５８４１８号公報

特許文献１，２に記載の電極積層装置では、電極の積層の高速化を達成することはできるが、以下の不具合が発生する。すなわち、金属箔の表面に活物質層が形成されてなる電極を積層する場合には、電極の積層の高速化のために積層部への電極の供給速度を上げると、電極が位置決め用の壁部に衝突したときに、活物質の剥離が生じやすくなる。活物質が剥離し、剥離した活物質が異物として電極組立体内部に混入すると、例えば、後工程又は蓄電装置内でセパレータを貫通して孔を開け、電極組立体内部において電極同士が短絡する可能性がある。なお、電極の衝突時における活物質の剥離を抑制するため、例えば特許文献１における電極が衝突する立壁にスポンジ等の緩衝材を配置することが考えられる。しかし、このような緩衝材を設けた場合は、活物質の剥離の抑制には有効であるが、衝突した電極の跳ね返りにより積層ずれが生じたり、緩衝材の撓みが生じるため、立壁の位置決めとしての機能が損なわれる。

本発明は、電極の活物質の剥離を抑制することが可能な電極積層装置を提供する。

本発明の一側面に係る電極積層装置は、シート状の第１電極を供給する第１供給部と、シート状の第２電極を供給する第２供給部と、第１電極及び第２電極を搬送する搬送部と、搬送部に対して第１供給部及び第２供給部と反対側に配置され、搬送部から第１電極及び第２電極を排出する排出部と、排出部によって排出された第１電極及び第２電極が交互に積層される積層部と、搬送部及び排出部を制御する制御部と、を備える。第１電極及び第２電極は、金属箔と、金属箔の表面に設けられた活物質層と、を備える。搬送部は、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面を有すると共に上下方向に移動可能な循環部材と、循環部材の外周面に設けられると共に、第１電極及び第２電極を保持する複数の保持部と、を備える。第１供給部は、循環経路のうちの外周面が上昇する第１領域において、第１電極を保持部に供給する。第２供給部は、第１領域において、保持部に保持されている第１電極の上に重なるように第２電極を保持部に供給する。制御部は、複数の保持部のうち、循環経路のうちの外周面が下降する第２領域に位置し、第１電極及び第２電極を保持している複数の第１保持部と積層部との上下方向における相対的な位置を保持するように搬送部を制御すると共に、複数の第１保持部に保持されている第１電極及び第２電極を積層部に向けて排出するように排出部を制御する。

この電極積層装置では、循環部材の外周面が上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環しており、複数の保持部は、外周面に設けられるので、循環経路に沿って循環する。この循環経路のうちの外周面が上昇する第１領域において、第１電極及び第２電極が保持部に供給され、循環経路のうちの外周面が下降する第２領域に位置する複数の第１保持部と積層部との上下方向における相対的な位置が保持される。そして、複数の第１保持部に保持されている第１電極及び第２電極が積層部に排出されて、積層される。このように、複数組の第１電極及び第２電極が積層部に積層されるので、積層部への第１電極及び第２電極の排出速度を下げても、第１電極及び第２電極の積層の高速化を確保することができる。積層部への第１電極及び第２電極の排出速度を下げることにより、第１電極及び第２電極を積層部に積層する際に、電極の活物質の剥離が生じにくくなる。

上記電極積層装置は、排出部よりも循環経路の上流側に設けられ、排出部の排出方向及び上下方向と交差する方向において、保持部に保持されている第２電極の位置を規定する第１位置決め部を更に備えてもよい。この場合、上述の方向において第２電極が位置決めされてから、第１電極及び第２電極を排出することが可能となる。

上記電極積層装置は、第１供給部と第２供給部との間に設けられ、上述の方向において、保持部に保持されている第１電極の位置を規定する第２位置決め部を更に備えてもよい。また、第１電極の上述の方向における長さは、第２電極の上述の方向における長さよりも短くてもよい。この場合、第１電極を位置決めした後で、第２電極が供給される。このため、第１電極の上述の方向における長さが第２電極の上述の方向における長さよりも短い場合であっても、第１電極の上述の方向における位置精度を向上することが可能となる。

制御部は、複数の第１保持部と積層部との上下方向における相対的な位置を保持するために、外周面の循環速度と同じ速度で循環部材を上昇させてもよい。この場合、第１保持部の上下方向の位置は変わらないので、第１保持部を見かけ上静止させることができる。このため、第１電極及び第２電極の排出を確実に行うことが可能となる。

第１電極は負極であってもよく、第２電極はセパレータ間に正極が収容されたセパレータ付き正極であってもよい。この場合、セパレータ付き正極と負極とを交互に積層することが可能となる。

本発明によれば、電極の活物質の剥離を抑制することができる。

一実施形態に係る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のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図２に示されたセパレータ付き正極及び負極の平面図である。 一実施形態に係る電極積層装置を示す側面図である。 供給部を示す図である。 循環経路を説明するための図である。 位置決め部を示す図である。 積層部及び積層体取出部の平面図である。 積層部の側面図である。 積層部及び積層体取出部の拡大断面図である。 図４に示された制御部が実行する制御フローを示すフローチャートである。 図４に示された制御部が実行する制御フローを示すフローチャートである。 図４に示された制御部が実行する制御フローを示すフローチャートである。 図４に示された電極積層装置における動作を説明するための図である。 図４に示された電極積層装置における動作を説明するための図である。 図４に示された電極積層装置における動作を説明するための図である。 搬送部の循環部材の支持構造及び駆動機構の構成例を示す図である。 搬送部の循環部材の支持構造及び駆動機構の構成例を示す図である。 循環部材の第１の動作例を示す図である。 循環部材の第２の動作例を示す図である。 循環部材の第３の動作例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

図１〜図３を参照して、一実施形態に係る電極積層装置を適用して製造される蓄電装置を説明する。図１は、一実施形態に係る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のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図２に示されたセパレータ付き正極及び負極の平面図であり、図３の（ａ）はセパレータ付き正極の平面図、図３の（ｂ）は負極の平面図である。図１及び図２に示される蓄電装置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。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、電極組立体３とケース２の内側の側面及び底面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との間に隙間が形成されてもよい。

電極組立体３は、複数の正極８と複数の負極９（第１電極）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１１（第２電極）として構成されている。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であってもよい。

セパレータ１０は、平面視矩形状を呈している。セパレータ１０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、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または不織布等が例示される。

正極８は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔１４と、この金属箔１４の両面（表面）に設けられた正極活物質層１５（活物質層）とを有している。金属箔１４は、平面視矩形状の本体部１４ａと、この本体部１４ａと一体化されたタブ１４ｂとを有している。タブ１４ｂは金属箔１４のみからなる。つまり、タブ１４ｂには、正極活物質層１５が形成されていない。タブ１４ｂは、本体部１４ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。そして、タブ１４ｂは、セパレータ１０の長手方向の側縁近傍において、セパレータ１０の上縁を突き抜けている。タブ１４ｂは、導電部材１２を介して正極端子４に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１４ｂを省略している。

正極活物質層１５は、本体部１４ａの表裏両面に形成されている。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。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは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。

図３の（ａ）に示されるように、セパレータ付き正極１１は、上縁１１ａと、底縁１１ｂと、側縁１１ｃと、側縁１１ｄと、面１１ｅと、面１１ｆと、を含む。上縁１１ａは、セパレータ付き正極１１におけるタブ１４ｂ側の縁であり、タブ１４ｂが突き抜けるセパレータ１０の縁である。底縁１１ｂは、セパレータ付き正極１１におけるタブ１４ｂとは反対側の縁である。側縁１１ｃ及び側縁１１ｄは、上縁１１ａと底縁１１ｂとを互いに接続する縁であり、上縁１１ａ及び底縁１１ｂと交差する。面１１ｅ及び面１１ｆは、上縁１１ａ、底縁１１ｂ、側縁１１ｃ、及び側縁１１ｄによって区画される面であり、互いに反対側に位置する。

負極９は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔１６と、この金属箔１６の両面（表面）に設けられた負極活物質層１７（活物質層）とを有している。金属箔１６は、平面視矩形状の本体部１６ａと、この本体部１６ａと一体化されたタブ１６ｂとを有している。タブ１６ｂは金属箔１６のみからなる。つまり、タブ１６ｂには、負極活物質層１７が形成されていない。タブ１６ｂは、本体部１６ａの長手方向の側縁近傍の上縁から突出している。タブ１６ｂは、導電部材１３を介して負極端子５に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１６ｂを省略している。

負極活物質層１７は、本体部１６ａの表裏両面に形成されている。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）等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。

図３の（ｂ）に示されるように、負極９は、上縁９ａと、底縁９ｂと、側縁９ｃと、側縁９ｄと、面９ｅと、面９ｆと、を含む。上縁９ａは、負極９（本体部１６ａ）におけるタブ１６ｂ側の縁である。底縁１１ｂは、負極９（本体部１６ａ）におけるタブ１６ｂとは反対側の縁である。側縁９ｃ及び側縁９ｄは、上縁９ａと底縁９ｂとを互いに接続する縁であり、上縁９ａ及び底縁９ｂと交差する。面９ｅ及び面９ｆは、上縁９ａ、底縁９ｂ、側縁９ｃ、及び側縁９ｄによって区画される面であり、互いに反対側に位置する。本実施形態において、負極９の上縁９ａから底縁９ｂの長さ（高さＨｎ）は、セパレータ付き正極１１の上縁１１ａから底縁１１ｂの長さ（高さＨｐ）よりも小さい。

以上のように構成された蓄電装置１を製造する場合は、まずセパレータ付き正極１１及び負極９を製作した後、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層し、その後、セパレータ付き正極１１及び負極９をテープ等で固定することで電極組立体３を得る。そして、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂ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１６ｂ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、図４〜図１０を参照して、一実施形態に係る電極積層装置を説明する。図４は、一実施形態に係る電極積層装置を示す側面図（一部断面を含む）である。図５は供給部を示す図であり、図５の（ａ）は負極を供給する供給部の平面図、図５の（ｂ）はセパレータ付き正極を供給する供給部の平面図である。図６は、循環経路を説明するための図である。図７は位置決め部を示す図であり、図７の（ａ）は図４のＶＩＩａ−ＶＩＩａ線に沿った断面図、図７の（ｂ）は図４のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線に沿った断面図である。図８は、積層部及び積層体取出部の平面図である。図９は、積層部の側面図である。図１０は積層部及び積層体取出部の拡大断面図であり、図１０の（ａ）はセパレータ付き正極及び負極が排出される際の拡大断面図、図１０の（ｂ）は積層体が取り出される際の拡大断面図である。各図において、直交座標系のＸ軸は、第１の水平方向を示し、Ｙ軸は第１の水平方向に交差する第２の水平方向を示している。また、直交座標系のＺ軸は、上下方向（鉛直方向）を示している。

図４に示される電極積層装置２０は、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層する装置である。電極積層装置２０は、供給部２１（第１供給部）と、供給部２２（第２供給部）と、搬送部２３と、位置決め部２４（第２位置決め部）と、位置決め部２５（第１位置決め部）と、排出部２６と、積層部２７と、積層体取出部２８と、制御部２９と、を備えている。

供給部２１は、シート状の負極９を供給する。本実施形態では、供給部２１は、ベルトコンベアである。供給部２１は、負極９を搬送部２３に向けて水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に搬送し、搬送部２３に負極９を供給する。図５の（ａ）に示されるように、供給部２１は、側縁９ｃが供給部２１の搬送方向の下流に位置し、面９ｆが上を向き、面９ｅが供給部２１の支持面２１ａと接触を成すように載置された状態で、負極９を搬送及び供給する。なお、不図示のマガジン等に複数の負極９が予め蓄えられており、供給部２１には所定の時間間隔で負極９が供給される。

供給部２２は、シート状のセパレータ付き正極１１を供給する。本実施形態では、供給部２２は、ベルトコンベアである。供給部２２は、搬送部２３に対して供給部２１と同じ側に配置されており、供給部２１よりも上方に位置する。供給部２２は、セパレータ付き正極１１を搬送部２３に向けて水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に搬送し、搬送部２３にセパレータ付き正極１１を供給する。供給部２２の搬送方向は、供給部２１の搬送方向と同じである。図５の（ｂ）に示されるように、供給部２２は、側縁１１ｄが供給部２２の搬送方向の下流に位置し、面１１ｆが上を向き、面１１ｅが供給部２２の支持面２２ａと接触を成すように載置された状態で、セパレータ付き正極１１を搬送及び供給する。なお、不図示のマガジン等に複数のセパレータ付き正極１１が予め蓄えられており、供給部２２には所定の時間間隔でセパレータ付き正極１１が供給される。

搬送部２３は、供給部２１及び供給部２２と積層部２７との間に配置され、負極９及びセパレータ付き正極１１を搬送する。搬送部２３は、一対のローラ３１と、循環部材３２と、複数の保持部３３と、駆動部３４と、を備えている。

一対のローラ３１は、上下方向（ここでは、Ｚ軸方向）に離間して配置されている。一対のローラ３１は、水平方向（ここでは、Ｙ軸方向）に沿った回転軸の周りに回転する。循環部材３２は、上下方向に延びるループ状の部材である。循環部材３２は、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材３２は、一対のローラ３１に架け渡され、各ローラ３１の回転に伴って連れ回る。つまり、循環部材３２は、上昇した後に下降する循環経路Ｌを形成するように循環する外周面３２ａを有する。また、循環部材３２は、一対のローラ３１と共に上下方向に移動可能である。

複数の保持部３３のそれぞれは、循環部材３２の外周面３２ａに設けられると共に、セパレータ付き正極１１及び負極９を保持する。複数の保持部３３は、外周面３２ａの循環方向Ａに沿って等間隔に配置されている。各保持部３３は、底壁３５と、一対の側壁３６とを有する断面Ｕ字状の部材である。底壁３５は、循環部材３２の外周面３２ａに取り付けられる矩形板状部材である。一対の側壁３６は、底壁３５の長手方向（ここでは、Ｙ軸方向であり、以下、「幅方向」という。）に直交する方向の両縁部に立設された矩形板状部材である。一対の側壁３６は、互いに対向しており、セパレータ付き正極１１及び負極９を重ね合わせた状態で無理無く供給及び排出が可能な程度に離間している。一対の側壁３６の内壁面の離間距離は、例えば、１０ｍｍ程度である。底壁３５の幅方向の長さは、セパレータ付き正極１１の高さＨｐ及び負極９の高さＨｎよりも小さい。側壁３６の延在方向の長さは、セパレータ付き正極１１の側縁１１ｃ及び側縁１１ｄ間の長さ（以下、「セパレータ付き正極１１の幅」という。）及び負極９の側縁９ｃ及び側縁９ｄ間の長さ（以下、「負極９の幅」という。）と同程度かそれよりも短い。底壁３５と一対の側壁３６とは、例えば、ステンレス鋼等の金属により一体的に形成されている。

保持部３３は、一対の側壁３６のそれぞれが外周面３２ａに対して直交する方向に延び、一対の側壁３６が外周面３２ａの循環方向Ａに沿って順に配置されるように底壁３５を介して外周面３２ａに取り付けられる。保持部３３は、底壁３５と、一対の側壁３６とにより規定される収容空間Ｖに、セパレータ付き正極１１及び負極９を収容する。また、収容空間Ｖ内には、例えば底壁３５を覆うスポンジなどの緩衝部材が配置されている。緩衝部材として、ゴムが用いられてもよい。セパレータ付き正極１１が保持部３３に収容されている状態で、セパレータ付き正極１１の上縁１１ａ及び底縁１１ｂは、収容空間Ｖからはみ出している。同様に、負極９が保持部３３に収容されている状態で、負極９の上縁９ａ及び底縁９ｂは、収容空間Ｖからはみ出している。

駆動部３４は、循環部材３２の外周面３２ａを循環させ、循環部材３２を上下方向に移動させる。以下、外周面３２ａの循環を、循環部材３２の循環と表現する場合がある。例えば、駆動部３４は、特に図示はしないが、一対のローラ３１を回転させることで循環部材３２の外周面３２ａを循環（周回）させる回転用モータと、昇降機構（図示せず）を介して循環部材３２を上下方向に移動させる昇降用モータとを有している。このとき、駆動部３４は、循環部材３２を電極積層装置２０の前側（図４の紙面表側）から見て時計回りに循環させる。

ここで、図６に示されるように、循環経路Ｌは、第１領域Ｒ１と、第２領域Ｒ２と、第３領域Ｒ３と、第４領域Ｒ４と、を含む。第１領域Ｒ１は、循環経路Ｌのうち、供給部２１及び供給部２２側に位置し、上下方向に延びる部分である。第２領域Ｒ２は、循環経路Ｌのうち、積層部２７側に位置し、上下方向に延びる部分である。第３領域Ｒ３は、第１領域Ｒ１の上端と第２領域Ｒ２の上端との間を接続し、上側のローラ３１の外周面に沿った部分である。第４領域Ｒ４は、第１領域Ｒ１の下端と第２領域Ｒ２の下端との間を接続し、下側のローラ３１の外周面に沿った部分である。つまり、循環経路Ｌのうちの第１領域Ｒ１において、外周面３２ａが上昇するので、保持部３３は循環部材３２に対して上昇する。循環経路Ｌのうちの第２領域Ｒ２において、外周面３２ａが下降するので、保持部３３は循環部材３２に対して下降する。

供給部２１は、第１領域Ｒ１において負極９を保持部３３に供給し、供給部２２は、第１領域Ｒ１のうち、負極９が供給される供給位置よりも循環経路Ｌの下流において、保持部３３に保持されている負極９の上に重なるように、セパレータ付き正極１１を保持部３３に供給する。つまり、負極９の面９ｆとセパレータ付き正極１１の面１１ｅとが接触を成すように重ね合される。第１領域Ｒ１に位置する保持部３３では、負極９の上にセパレータ付き正極１１が重ね合されて、面９ｅが一方の側壁３６の内壁面と接触を成すようにセパレータ付き正極１１及び負極９が一方の側壁３６に支持されているが、第３領域Ｒ３において負極９及びセパレータ付き正極１１の組が反転される。そして、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３では、セパレータ付き正極１１の上に負極９が重ね合された状態で、面１１ｆが他方の側壁３６の内壁面と接触を成すように負極９及びセパレータ付き正極１１が他方の側壁３６に支持される状態となる。

図７の（ａ）に示される位置決め部２４は、保持部３３の幅方向（ここでは、Ｙ軸方向）において、保持部３３に保持されている負極９の位置を規定する。本実施形態では、位置決め部２４は、負極９の底縁９ｂの位置を規定する。位置決め部２４は、循環部材３２に対して供給部２１及び供給部２２と同じ側に配置され、供給部２１及び供給部２２の間に位置している。位置決め部２４は、受け部４１と、押圧部４２と、を備えている。

受け部４１は、負極９の底縁９ｂと当接する板状部材である。受け部４１は、負極９の底縁９ｂが当接する面４１ａを有する。面４１ａは、保持部３３の幅方向と直交する平面であり、例えば、滑りやすい樹脂で形成されている。押圧部４２は、押し板４３と、駆動部４４と、を備えている。押し板４３は、負極９を受け部４１に向けて押圧する板状部材である。押し板４３には、負極９のタブ１６ｂを逃がすためのスリット４３ａが設けられている。スリット４３ａは、タブ１６ｂが挿通可能な大きさを有している。駆動部４４は、押し板４３を駆動する。具体的には、駆動部４４は、スリット４３ａにタブ１６ｂを挿通して、押し板４３を上縁９ａに押し当てながら、底縁９ｂが面４１ａに当接するまで押し板４３を受け部４１に向かって保持部３３の幅方向に移動させる。駆動部４４は、例えばシリンダを有しており、シリンダのピストンロッドの先端に押し板４３が固定されている。

図７の（ｂ）に示される位置決め部２５は、保持部３３の幅方向（ここでは、Ｙ軸方向）において、保持部３３に保持されているセパレータ付き正極１１の位置を規定する。本実施形態では、位置決め部２５は、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｂの位置を規定する。位置決め部２５は、循環部材３２に対して供給部２１及び供給部２２と反対側に配置され、排出部２６よりも上方に位置している。位置決め部２５は、受け部５１と、押圧部５２と、を備えている。

受け部５１は、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｂと当接する板状部材である。受け部５１は、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｂが当接する面５１ａを有する。面５１ａは、保持部３３の幅方向と直交する平面であり、例えば、滑りやすい樹脂で形成されている。押圧部５２は、押し板５３と、駆動部５４と、を備えている。押し板５３は、セパレータ付き正極１１を受け部５１に向けて押圧する板状部材である。押し板５３には、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂ及び負極９のタブ１６ｂを逃がすためのスリット５３ａが設けられている。スリット５３ａは、タブ１４ｂ及びタブ１６ｂが挿通可能な大きさを有している。駆動部５４は、押し板５３を駆動する。具体的には、駆動部５４は、スリット５３ａにタブ１４ｂ及びタブ１６ｂを挿通して、押し板５３を上縁１１ａに押し当てながら、底縁１１ｂが面５１ａに当接するまで押し板５３を受け部５１に向かって保持部３３の幅方向に移動させる。駆動部５４は、例えばシリンダを有しており、シリンダのピストンロッドの先端に押し板５３が固定されている。押し板５３は、上下方向にて保持部３３の４段分の長さを有する。

排出部２６は、搬送部２３から負極９及びセパレータ付き正極１１を排出する。具体的には、排出部２６は、循環経路Ｌの第２領域Ｒ２に位置する複数（ここでは、４つ）の保持部３３にそれぞれ保持されている負極９及びセパレータ付き正極１１の組を、保持部３３から積層部２７に向けて排出する。排出部２６は、循環部材３２（搬送部２３）に対して供給部２１及び供給部２２と反対側に配置され、位置決め部２５よりも下方に位置する。排出部２６は、押し部材６１と、駆動部６２と、を備えている。

押し部材６１は、複数組（ここでは、４組）の負極９及びセパレータ付き正極１１を一緒に押すための部材である。駆動部６２は、押し部材６１を水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に往復移動させる。駆動部６２は、モータ及びリンク機構から構成されている。駆動部６２は、シリンダを有していてもよい。駆動部６２は、押し部材６１を積層部２７に向かって移動させることによって、複数組の負極９及びセパレータ付き正極１１を一緒に押し出し、積層部２７において複数組の負極９及びセパレータ付き正極１１がそれぞれ積層される。

積層部２７は、排出部２６によって排出された負極９及びセパレータ付き正極１１が交互に積層されるユニットである。積層部２７は、循環部材３２に対して供給部２１及び供給部２２と反対側に配置されている。積層部２７は、一対のローラ７１と、循環部材７２と、複数の積層台７３と、駆動部７４と、壁部７５と、壁部７６と、備えている。

一対のローラ７１は、上下方向（ここでは、Ｚ軸方向）に離間して配置されている。一対のローラ７１は、水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に沿った回転軸の周りに回転する。循環部材７２は、上下方向に延びるループ状の部材である。循環部材７２は、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材７２は、一対のローラ７１に架け渡され、各ローラ７１の回転に伴って連れ回る。つまり、循環部材７２は、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面７２ａを有する。

複数の積層台７３のそれぞれは、負極９及びセパレータ付き正極１１を載置するための板状部材である。各積層台７３は、外周面７２ａに取り付けられ、外周面７２ａに対して直交するように延びている。複数の積層台７３は、外周面７２ａの循環方向Ｃに沿って等間隔に配置されており、各積層台７３には、負極９及びセパレータ付き正極１１が交互に積層され、積層体７０が形成される。積層台７３には、コンベア８１（後述）の一部が入り込む２つのスリット７３ａが設けられている。駆動部７４は、循環部材７２の外周面７２ａを循環させる。例えば、駆動部７４は、特に図示はしないが、一対のローラ７１を回転させることで循環部材７２の外周面７２ａを循環（周回）させる回転用モータを有している。駆動部７４は、循環部材７２の外周面７２ａを搬送部２３と反対側から見て時計回りに循環させる。

壁部７５は、搬送部２３と積層台７３との間に配置され、上下方向に延びる板状部材である。壁部７５には、複数（ここでは４つ）のスリット７５ａが設けられている。各スリット７５ａは、排出部２６によって押し出された負極９及びセパレータ付き正極１１の各組が排出方向（ここでは、Ｘ軸方向）に通過可能な位置に設けられ、負極９及びセパレータ付き正極１１の組が通過可能な程度の大きさを有している。図１０の（ａ）に示されるように、壁部７５の壁部７６と対向する内側面７５ｂには、複数のスリット７５ａに対応して複数（ここでは４つ）の傾斜面７５ｃが設けられている。各傾斜面７５ｃは、対応するスリット７５ａの下側部分から内側面７５ｂに向けて設けられ、壁部７５と壁部７６とが上方に向かうにつれ離れるように傾斜している。

壁部７６は、積層台７３を挟んで壁部７５と対向して配置されている。壁部７６は上下方向に延びる板状部材である。壁部７６は、排出部２６によって押し出された負極９及びセパレータ付き正極１１の組を停止させるための部材である。壁部７６は、壁部７５の内側面７５ｂと対向する内側面７６ａを有し、内側面７６ａが負極９の側縁９ｄ及びセパレータ付き正極１１の側縁１１ｃと接触を成すことにより、負極９の側縁９ｄ及びセパレータ付き正極１１の側縁１１ｃの位置を揃えて停止させる。排出部２６により複数組の負極９及びセパレータ付き正極１１が押し出されると、図１０の（ａ）に示されるように、壁部７５のスリット７５ａを通過した負極９及びセパレータ付き正極１１が落下して積層台７３に積層される。

図８及び図１０に示される積層体取出部２８は、積層部２７から積層体７０を取り出す。積層体取出部２８は、一対のコンベア８１と、支持体８２と、駆動部８３と、を備えている。一対のコンベア８１は、積層体７０を取り出すための積層体取り出し用コンベアである。一対のコンベア８１は、互いに平行に配置されており、積層部２７から製造ラインの後工程の設備まで延びている。例えばテープにより積層体７０を固定する場合には、一対のコンベア８１はテープ貼り装置まで延びている。支持体８２は、コンベア８１を上下動可能に支持する。駆動部８３は、支持体８２を昇降させることによって、一対のコンベア８１を上昇又は下降させる。

積層体取出部２８により積層体７０を取り出すときは、積層部２７を駆動し、図１０の（ｂ）に示されるように、積層台７３を下降させることにより、一対のコンベア８１を積層台７３のスリット７３ａを通して積層体７０の底面に接触させる。すると、各コンベア８１上に積層体７０が載置され、一対のコンベア８１により積層体７０が搬送される。このようにして４段の積層台７３に積層された積層体７０が、下段の積層台７３から順次取り出される。

制御部２９は、搬送部２３、位置決め部２４、位置決め部２５、排出部２６、積層部２７、及び積層体取出部２８を制御する。具体的には、制御部２９は、駆動部３４、駆動部４４、駆動部５４、駆動部６２、駆動部７４、及び駆動部８３を制御する。より具体的には、制御部２９は、第２領域Ｒ２に位置し、負極９及びセパレータ付き正極１１を保持している複数の保持部３３（複数の第１保持部）と積層部２７との上下方向における相対的な位置を保持するように搬送部２３（駆動部３４）を制御すると共に、複数の保持部３３に保持されている負極９及びセパレータ付き正極１１を積層部２７に向けて排出するように排出部２６（駆動部６２）を制御する。また、制御部２９は、第２領域Ｒ２に位置する複数の保持部３３と積層部２７との上下方向における相対的な位置を保持するために、外周面３２ａの循環速度と同じ速度で循環部材３２を上昇させる。

制御部２９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及び入出力インターフェース等から構成されているコントローラである。制御部２９は、ＲＯＭに格納されている所定のプログラムをＲＡＭに読み出し、ＣＰＵによってプログラムを実行することによって、各処理を行うように動作している。制御部２９が実行する処理の詳細について以下に説明する。

次に、図１１〜図１６を参照して、電極積層装置２０の動作を説明する。図１１〜図１３は、図４に示された制御部が実行する制御フローを示すフローチャートである。図１１に示される制御フローＣＦ１は、搬送部２３の制御に関するフローチャートである。図１２に示される制御フローＣＦ２及び図１３に示される制御フローＣＦ３は、位置決め部２５、排出部２６及び積層部２７の制御に関するフローチャートであって、制御フローＣＦ１中の一部のステップにて並行して実施される。図１４〜図１６は、図４に示された電極積層装置における動作を説明するための図である。

供給部２１及び供給部２２は、負極９及びセパレータ付き正極１１を所定の時間間隔（以下、「通常時間間隔」という。）で搬送部２３に供給する。つまり、供給部２１が負極９を供給する時間間隔と、供給部２２がセパレータ付き正極１１を供給する時間間隔とは、同じである。通常時間間隔は、例えば、負極９が供給部２１から保持部３３に乗り移りを開始してから、次の負極９が保持部３３に乗り移りを開始するまでの時間間隔でもある。この観点では、通常時間間隔は、負極９が供給部２１から保持部３３に乗り移りを開始し、負極９が供給部２１と保持部３３との両者に跨る移載期間と、乗り移りが完了した後に次の負極９が保持部３３に到達するまでの搬送期間と、に分けることができる。

供給部２１，２２に面する（第１領域Ｒ１に位置する）保持部３３は、移載期間及び搬送期間に対応して間欠駆動を行う。具体的には、第１領域Ｒ１に位置する保持部３３は、移載期間では停止し、搬送期間では循環方向Ａにおいて隣り合う下流の保持部３３の位置まで移動する間欠駆動を行う。保持部３３上に電極が存在しない状態で電極積層装置２０が始動した場合には、電極積層装置２０はまずは初期動作を行う。なお、初期動作時には、搬送部２３の循環部材３２（外周面３２ａ）は、間欠駆動により時計回りに循環しており、循環部材３２は上下方向には静止している。この初期動作時の循環部材３２の循環速度は、保持部３３が通常時間間隔中の搬送期間に循環部材３２の循環方向Ａにおいて隣り合う下流の保持部３３の位置まで移動する速度である。なお、電極組立体３の両端に位置する電極を負極９とする場合には、各積層台７３には、予め１枚の負極９が載置されている。

図１１に示されるように、製造ラインの稼働開始等のトリガ（例えばオペレータ等による入力）を受けて、電極積層装置２０が始動すると、まず、制御部２９は、搬送部２３を初期動作に設定する（ステップＳ１０）。初期動作は、いずれの保持部３３にも電極（負極９及びセパレータ付き正極１１）が保持されていない初期状態から、負極９の受取位置から積層位置（例えば、最下段のスリット７５ａの下端位置）までの間にある各保持部３３が負極９を保持し、セパレータ付き正極１１の受取位置から積層位置までの間にある各保持部３３がセパレータ付き正極１１を保持する状態にするための動作である。初期動作では、循環部材３２の回転（循環）のみによって、保持部３３を循環させる。

次に、制御部２９は、積層タイミングであるかどうかを判定する（ステップＳ１１）。積層タイミングとは、例えば、負極９及びセパレータ付き正極１１の組を保持している４つの保持部３３の下側の側壁３６の内壁面が、各スリット７５ａの下端と同じ高さとなる位置に至った時点である（図１４参照）。例えば、スリット７５ａの下端位置にセンサー（図示省略）を配置しておき、制御部２９は、当該センサーが電極を検知したことによって、積層タイミングであると判定する。制御部２９は、積層タイミングになるまで、初期動作を繰り返しつつ、ステップＳ１１の判定を繰り返す。制御部２９は、積層タイミングであると判定した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、搬送部２３を積層動作に設定する（ステップＳ１２）。積層動作では、制御部２９は、次の搬送期間において、循環部材３２の循環速度を初期動作時の半分に落とすと共に、循環部材３２の循環速度と同じ速度で循環部材３２を上昇させるように、駆動部３４を制御する。

ここで、初期動作時における保持部３３の通常時間間隔（搬送期間）での移動量を１とした場合、ステップＳ１２を実施した後の循環部材３２の循環による保持部３３の通常時間間隔での移動量は０．５であり、循環部材３２の上昇による保持部３３の通常時間間隔での移動量は０．５である。このため、第１領域Ｒ１に位置する保持部３３の通常時間間隔での移動量は１となり、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３の通常時間間隔での移動量は０となる。従って、第１領域Ｒ１に位置する保持部３３の上昇量は、初期動作時と同じである。また、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３の高さ位置は、変わらず一定となる。このとき、制御部２９は、負極９及びセパレータ付き正極１１を保持している上下４段の保持部３３の高さ位置をそれぞれスリット７５ａの高さ位置に合わせた状態で保持する。搬送期間の都度、ステップＳ１２の制御が繰り返されることにより、保持部３３の高さ位置をそれぞれスリット７５ａの高さ位置に合わせた状態で保持し続けることができ、この期間中に、４つの保持部３３から４組の負極９及びセパレータ付き正極１１を４段の積層台７３に排出することが可能となる。

制御部２９は、ステップＳ１２を開始すると共に、並行して図１２に示される制御フローＣＦ２を実施する。制御フローＣＦ２では、制御部２９は、位置決め部２５において、押し板５３によりセパレータ付き正極１１を受け部５１に対して押圧するように駆動部５４を制御する（ステップＳ１３）。これにより、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３の高さ位置が一定に保持されている間に、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｂが、保持部３３の幅方向において位置合わせされる。

そして、制御部２９は、排出部２６において、押し部材６１により４つの保持部３３に保持されている４組の負極９及びセパレータ付き正極１１を４段の積層台７３に向けて押し出すように、駆動部６２を制御する（ステップＳ１４）。これにより、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３の高さ位置が一定に保持されている間に、４組の負極９及びセパレータ付き正極１１がそれぞれ積層台７３に積層される（図１０の（ａ）及び図１５参照）。なお、ステップＳ１４は、実際にはステップＳ１３と並行して実行される。

続いて、制御部２９は、積層台７３への積層が完了し、押し板５３及び押し部材６１が元の位置まで戻ったかどうか確認する（ステップＳ１５）。制御部２９は、積層が完了し、押し板５３及び押し部材６１が元の位置まで戻るまで、ステップＳ１５を繰り返し実行する（ステップＳ１５；Ｎｏ）。一方、ステップＳ１５において、制御部２９は、積層が完了し、押し板５３及び押し部材６１が元の位置まで戻ったことを確認すると（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、積層を継続するかどうかを判定する（ステップＳ１６）。

制御部２９は、各積層台７３に所定枚数の電極（セパレータ付き正極１１及び負極９）が積層されているか否かを判定し、積層されている電極の枚数が所定枚数に達していなければ積層を継続する。所定枚数は、積層体７０が完成し得る枚数であって、例えば、３０枚〜１００枚程度である。例えば、制御部２９は、壁部７５又は壁部７６に設けられたセンサからの検知信号によって、所定枚数の電極が積層されているか否かを判定する。また、積層されている電極の枚数が所定枚数に達している場合も、製造された積層体７０が予め設定された設定数（目標数）に達していない場合には、積層は継続される。

上下４段の保持部３３からセパレータ付き正極１１及び負極９を同時に排出することにより、ステップＳ１３及びステップＳ１４の処理は、通常時間間隔の４倍の時間を掛けて行うことができる。この期間に、ステップＳ１３の押し板５３の進退、及びステップＳ１４の押し部材６１の進退が行われるが、押し板５３の移動距離は短く、また、押し板５３及び押し部材６１が電極に接触していない場合には、例えば元の位置に戻る動作では、速度を上げることができる。したがって、この期間の大半を積層のための押出しに利用することができる。これにより、積層部２７への負極９及びセパレータ付き正極１１の排出速度を下げることができる。同時に排出される組を増やすほど、排出処理に掛けることができる時間を長くすることができ、積層部２７への負極９及びセパレータ付き正極１１の排出速度をさらに低下することが可能となる。

ステップＳ１６において、制御部２９は、積層を継続すると判定した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、搬送部２３を復帰動作に設定する（ステップＳ１７）。復帰動作では、制御部２９は、次の搬送期間において、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３を４段分だけ下降させるために、直前の搬送期間と比較して、循環部材３２の循環速度を５倍速くすると共に循環部材３２を３倍の速度で下降させる。制御部２９は、この設定を行った後、ステップＳ１１の処理を実施する。つまり、センサーが電極を検知するまで、ステップＳ１７で設定された動作が継続される。この結果、循環部材３２の循環による保持部３３の移動量は２．５となり、循環部材３２の下降による保持部３３の移動量は−１．５（−は下降）となる。この状態では、第１領域Ｒ１に位置する保持部３３の移動量は１となり、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３の移動量は−４となる。これにより、第１領域Ｒ１に位置する保持部３３の上昇量が初期動作時と同じになると共に、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３が４段分だけ下降することとなる（図１６参照）。以降、制御部２９は、ステップＳ１１から処理を繰り返す。

制御部２９は、ステップＳ１７を開始すると共に、並行して図１３に示される制御フローＣＦ３を実施する。制御フローＣＦ３では、まず、ステップＳ１６における、各積層台７３に所定枚数の電極が積層されているか否かの判定結果に応じた処理が行われる。所定枚数の電極が積層されていないと判定された場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、制御部２９は、各積層台７３を負極９及びセパレータ付き正極１１の厚さ分だけ下降させるように、駆動部７４を制御する（ステップＳ１９）。つまり、制御部２９は、積層台７３に積層されている電極のうち、最も上に位置する負極９の面９ｅの高さがスリット７５ａの下端と同じ高さとなるように駆動部７４を制御する。

一方で、所定枚数の電極が積層されていると判定された場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、制御部２９は、各積層台７３を下降させて、一対のコンベア８１を積層台７３のスリット７１ａを通して積層体７０の底面に接触させるように、駆動部７４を制御する（ステップＳ２０）。これにより、各コンベア８１上に積層体７０が載置され、一対のコンベア８１により積層体７０が搬送されて取り出される。そして、制御部２９は、新しい積層台７３がスリット７５ａに対応する位置に配置されるように、循環部材７２を駆動する。

一方、ステップＳ１６において、制御部２９は、積層を継続しないと判定した場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、制御フローＣＦ１を終了する。

以上説明したように、電極積層装置２０では、循環部材３２の外周面３２ａが上昇した後に下降する循環経路Ｌを形成するように循環しており、複数の保持部３３は、外周面３２ａに設けられるので、循環経路Ｌに沿って循環する。この循環経路Ｌのうちの外周面３２ａが上昇する第１領域Ｒ１において、負極９及びセパレータ付き正極１１が保持部３３に供給され、循環経路Ｌのうちの外周面３２ａが下降する第２領域Ｒ２に位置する複数の保持部３３と積層部２７との上下方向における相対的な位置が保持される。そして、第２領域Ｒ２に位置する複数の保持部３３に保持されている負極９及びセパレータ付き正極１１が積層部２７に排出されて、積層される。このように、複数組の負極９及びセパレータ付き正極１１が同時に積層部２７に積層されるので、積層部２７への負極９及びセパレータ付き正極１１の排出速度を下げても、負極９及びセパレータ付き正極１１の積層の高速化を確保することができる。積層部２７への負極９及びセパレータ付き正極１１の排出速度を下げることにより、負極９及びセパレータ付き正極１１を積層部２７に積層する際に、正極活物質及び負極活物質の剥離が生じにくくなる。

制御部２９は、保持部３３から負極９及びセパレータ付き正極１１を排出する際に、外周面３２ａの循環速度と同じ速度で保持部３３を上昇させている。このとき、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３の上下方向の位置は変わらないので、第２領域Ｒ２に位置する保持部３３を見かけ上静止させることができる。このため、負極９及びセパレータ付き正極１１の排出を確実に行うことが可能となる。

負極９の高さＨｎはセパレータ付き正極１１の高さＨｐよりも短い。つまり、保持部３３の幅方向において、負極９（タブ１６ｂを除く）の長さは、セパレータ付き正極１１（タブ１４ｂを除く）の長さよりも短い。このため、位置決め部２４によって、保持部３３の幅方向において、保持部３３に保持されている負極９の位置が規定された後に、セパレータ付き正極１１が保持部３３に供給される。これにより、保持部３３の幅方向における負極９の位置精度を向上することが可能となる。さらに、位置決め部２５によって、保持部３３の幅方向において、保持部３３に保持されているセパレータ付き正極１１の位置が規定される。これにより、保持部３３の幅方向における負極９及びセパレータ付き正極１１の位置精度を向上することができる。そして、排出部２６によって、負極９及びセパレータ付き正極１１が積層部２７に排出されるので、積層体７０におけるセパレータ付き正極１１及び負極９の位置ずれを低減することが可能となる。

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、保持部３３は、保持部３３の幅方向に直交する断面がＵ字状の部材であるが、板状部材であってもよい。

また、負極９の高さＨｎ及びセパレータ付き正極１１の高さＨｐが同程度であれば、保持部３３に負極９及びセパレータ付き正極１１が保持されている状態で、位置決め部２５は、負極９及びセパレータ付き正極１１の位置決めを行うことができる。この場合、電極積層装置２０は、位置決め部２４を備えていなくてもよい。

また、供給部２１が保持部３３の幅方向における負極９の位置を所定の位置に合わせた状態で供給し、供給部２２が保持部３３の幅方向におけるセパレータ付き正極１１の位置を所定の位置に合わせた状態で供給し、保持部３３が循環する際に、保持部３３の幅方向における負極９及びセパレータ付き正極１１の位置がほとんど変更されないような場合には、電極積層装置２０は、位置決め部２４及び位置決め部２５を備えていなくてもよい。

位置決め部２５は、供給部２２よりも循環経路Ｌの下流側であり、排出部２６よりも循環経路Ｌの上流側に設けられているとよい。第１領域Ｒ１では、保持部３３に保持されているセパレータ付き正極１１及び負極９は、一方の側壁３６に支持されており、第３領域Ｒ３において、反転されて、他方の側壁３６に支持される。この反転動作によって、負極９及びセパレータ付き正極１１の位置がずれることがある。このため、上記実施形態のように、位置決め部２５が、循環部材３２に対して供給部２１及び供給部２２と反対側に配置される場合には、反転動作の後にセパレータ付き正極１１の位置決めが行われるので、保持部３３の幅方向におけるセパレータ付き正極１１の位置精度を向上することができる。なお、位置決め部２５は、排出部２６と重複するように設けられてもよい。この場合は、ステップＳ１３とステップＳ１４とは、順次実施する。位置決め部２５と排出部２６とを重複させると、電極積層装置２０を小型化することができる。また、位置決め部２５は、押圧部５２（アクチュエータ）を備えた構造ではなく、循環部材３２の循環経路Ｌに沿った案内部材、例えばガイド板、などであってもよい。

また、電極積層装置２０は、積層体取出部２８を備えていなくてもよい。この場合、積層台７３に積層された積層体７０は、例えば、ロボットアーム等の他の搬送機構によって取り出される。

さらに、上記実施形態では、蓄電装置１がリチウムイオン二次電池であるが、電極積層装置２０は、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、上記実施形態では、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、が交互に積層台７３に積層されるが、特にその形態には限られない。セパレータ付き正極１１は、セパレータ間に正極８が収容されていればよく、セパレータ１０は袋状でなくてもよい。例えば、セパレータ１０の構造として、シート状の２枚のセパレータの外周の数点のみが溶着されたセパレータであってもよい。また、正極８と、負極９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負極と、が交互に積層台７３に積層されてもよい。

また、供給部２１は、支持面２１ａに対向する面とは反対側の面にシート状のセパレータが貼り付けられた状態の負極を搬送部２３に供給し、供給部２２は、支持面２２ａと対向する面とは反対側の面にシート状のセパレータが貼り付けられた状態の正極を搬送部２３に供給してもよい。この場合、積層台７３には、正極と負極とがシート状のセパレータを介して積層される。

また、供給部２２は、セパレータ付き正極１１に代えて正極８を供給してもよい。この場合、電極積層装置２０は、シート状のセパレータを供給する第１セパレータ供給部及び第２セパレータ供給部を備えてもよい。第１セパレータ供給部は、例えば、供給部２１と供給部２２との間に配置され、第２セパレータ供給部は、例えば、供給部２２の上方に配置される。

また、供給部２１及び供給部２２に供給される負極９及びセパレータ付き正極１１は、マガジン等により予め蓄えられていることとしたが、これに限定されない。負極９及びセパレータ付き正極１１は、負極９及びセパレータ付き正極１１を製作する工程に直結されたコンベアなどによって、前工程の設備から供給部２１及び供給部２２に直接供給されてもよい。

また、正極８では、金属箔１４の両面に正極活物質層１５が設けられていなくてもよく、一方の面に正極活物質層１５が設けられていてもよい。同様に、負極９では、金属箔１６の両面に負極活物質層１７が設けられていなくてもよく、一方の面に負極活物質層１７が設けられていてもよい。

また、駆動部３４は、循環部材３２を循環させる回転用モータと、上下移動させる昇降用モータと、を備えるが、上下移動量と循環移動量とを適切に制御できればよく、駆動源及び駆動機構は限定されない。例えば、駆動部３４は、上下移動の駆動源として油圧ピストンを備え、上下移動量を制御してもよい。

また、駆動部３４は、図１７〜図２１に記載されるように、２台のモータとタイミングベルトを備え、供給部２１，２２側（図４参照）と積層部２７側（図４参照）とで、個別に保持部３３の移動を制御できるようにしてもよい。

図１７及び図１８は、搬送部２３の支持構造及び駆動機構の説明に必要な構成に着目した図であり、それ以外の構成については適宜図示を省略している。図１７に示されるように、搬送部２３は、床面に設置された支持フレーム１０１と、支持フレーム１０１に対して上下方向に移動可能に支持される循環用フレーム１０２と、を備えている。循環用フレーム１０２には、上下方向に所定間隔だけ離間して配置された一対のスプロケット１０３，１０４（図４のローラ３１に対応する部材）が、回転可能に支持されている。スプロケット１０３，１０４には、外周面３２ａに複数の保持部３３が配置された循環部材３２が巻き掛けられている。

また、図１８に示されるように、搬送部２３は、支持フレーム１０１又は床面に対して固定されたモータ１０５，１０６を備えている。モータ１０５，１０６の駆動軸には、駆動ギヤ１０５ａ，１０６ａが固定されている。スプロケット１０３，１０４は、その回転軸の一端に駆動ギヤ１０７，１０８を有する。駆動ギヤ１０５ａ，１０６ａ，１０７，１０８には、タイミングベルト１０９が巻き掛けられている。駆動ギヤ１０５ａ，１０６ａ，１０７，１０８に加えて、支持フレーム１０１に支持されたガイドローラ１１０（図１８の例では４つのガイドローラ１１０）により、タイミングベルト１０９の循環経路は、上下左右に延びる略十文字状をなす。

図１９に示されるように、駆動ギヤ１０５ａ，１０６ａを等速度で回転させた場合、循環用フレーム１０２及び循環部材３２の全体は、支持フレーム１０１又は床面に対して上下に移動することなく、循環部材３２及びタイミングベルト１０９が循環動作のみを行うことになる。

一方、図２０に示されるように、駆動ギヤ１０５ａのみを回転させた場合、タイミングベルト１０９は、供給部２１，２２側（第１領域Ｒ１）では時計回りに循環する一方で、積層部２７側（第２領域Ｒ２）では停止している。このため、このようなタイミングベルト１０９の動作に伴い、循環用フレーム１０２は、支持フレーム１０１又は床面に対し上昇する。これに伴い、スプロケット１０３，１０４を介して循環用フレーム１０２に支持されている循環部材３２の基準高さ位置（例えば、循環部材３２の上下方向における中央位置）も上昇することになる。このとき、タイミングベルト１０９と同様に、循環部材３２及び保持部３３も、供給部２１，２２側でのみ上昇する。

また、図２１に示されるように、駆動ギヤ１０６ａのみを回転させた場合、タイミングベルト１０９は、積層部２７側（第２領域Ｒ２）では時計回りに循環する一方で、供給部２１，２２側（第１領域Ｒ１）では停止している。このため、このようなタイミングベルト１０９の動作に伴い、循環用フレーム１０２は、支持フレーム１０１又は床面に対し下降する。これに伴い、スプロケット１０３，１０４を介して循環用フレーム１０２に支持されている循環部材３２の基準高さ位置（例えば、循環部材３２の上下方向における中央位置）も下降することになる。このとき、タイミングベルト１０９と同様に、循環部材３２及び保持部３３も、積層部２７側でのみ下降する。さらに、駆動ギヤ１０５ａの回転速度と駆動ギヤ１０６ａの回転速度とを異ならせて、駆動ギヤ１０５ａ，１０６ａの両方を回転させた場合、回転速度の差に応じて循環用フレーム１０２を上昇又は下降させ、循環部材３２の基準高さ位置を上昇又は下降させることができる。制御部２９（図４参照）は、実行したい循環部材３２の運転形態に応じて、駆動ギヤ１０５ａ，１０６ａの回転速度を調整することで、当該運転形態を実現することができる。

９…負極（第１電極）、１１…セパレータ付き正極（第２電極）、１４…金属箔、１５…正極活物質層（活物質層）、１６…金属箔、１７…負極活物質層（活物質層）、２０…電極積層装置、２１…供給部（第１供給部）、２２…供給部（第２供給部）、２３…搬送部、２４…位置決め部（第２位置決め部）、２５…位置決め部（第１位置決め部）、２６…排出部、２７…積層部、２９…制御部、３２…循環部材、３２ａ…外周面、３３…保持部、７０…積層体、Ｈｎ…高さ、Ｈｐ…高さ、Ｌ…循環経路、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域。

Claims (6)

1. シート状の第１電極を供給する第１供給部と、
   シート状の第２電極を供給する第２供給部と、
   前記第１電極及び前記第２電極を搬送する搬送部と、
   前記搬送部に対して前記第１供給部及び前記第２供給部と反対側に配置され、前記搬送部から前記第１電極及び前記第２電極を排出する排出部と、
   前記排出部によって排出された前記第１電極及び前記第２電極が交互に積層される積層部と、
   前記搬送部及び前記排出部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１電極及び前記第２電極は、金属箔と、前記金属箔の表面に設けられた活物質層と、を備え、
   前記搬送部は、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面を有すると共に上下方向に移動可能な循環部材と、前記循環部材の前記外周面に設けられると共に、前記第１電極及び前記第２電極を保持する複数の保持部と、を備え、
   前記第１供給部は、前記循環経路のうちの前記外周面が上昇する第１領域において、前記第１電極を前記保持部に供給し、
   前記第２供給部は、前記第１領域において、前記保持部に保持されている前記第１電極の上に重なるように前記第２電極を前記保持部に供給し、
   前記制御部は、前記複数の保持部のうち、前記循環経路のうちの前記外周面が下降する第２領域に位置し、前記第１電極及び前記第２電極を保持している複数の第１保持部と前記積層部との前記上下方向における相対的な位置を保持するように前記搬送部を制御すると共に、前記複数の第１保持部に保持されている前記第１電極及び前記第２電極を前記積層部に向けて排出するように前記排出部を制御する、電極積層装置。
2. 前記排出部よりも前記循環経路の上流側に設けられ、前記排出部の排出方向及び前記上下方向と交差する方向において、前記保持部に保持されている前記第２電極の位置を規定する第１位置決め部を更に備える、請求項１に記載の電極積層装置。
3. 前記第１供給部と前記第２供給部との間に設けられ、前記方向において、前記保持部に保持されている前記第１電極の位置を規定する第２位置決め部を更に備える、請求項２に記載の電極積層装置。
4. 前記第１電極の前記方向における長さは、前記第２電極の前記方向における長さよりも短い、請求項３に記載の電極積層装置。
5. 前記制御部は、前記複数の第１保持部と前記積層部との前記上下方向における相対的な位置を保持するために、前記外周面の循環速度と同じ速度で前記循環部材を上昇させる、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電極積層装置。
6. 前記第１電極は、負極であり、
   前記第２電極は、セパレータ間に正極が収容されたセパレータ付き正極である、
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電極積層装置。

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